CARACTERIZACIÓN FÍSICO-QUÍMICA DE MATERIALES DE ORIGEN CALIZO PARA SU USO EN ESTRUCTURAS DE PAVIMENTOS DE COSTA RICA Gustavo A. Badilla Vargas Tania Ávila Esquivel Jorge Salazar Delgado Luis Guillermo Loría Salazar Alejandro Navas Carro

A infraestrutura rodoviária é um meio para melhorar a qualidade de vida

¿Qué es el LanammeUCR? LanammeUCR es un laboratorio de la Universidad de Costa Rica dedicado a: • Investigación aplicada • Docencia • Transferencia tecnológica • Cooperación técnica Primer laboratorio del ramo ACREDITADO ISO 17025 – 2002 en la región latinoamericana 80 ensayos acreditados

Áreas de Especialidad Ingeniería Sísmica y Gestión del Riesgo. Ingeniería de Suelos y Rocas (Geotecnia). Ingeniería Estructural. Ingeniería de Materiales de Construcción. Ingeniería Vial (Programa PITRA – Ley 8114 y 8603). LEY 7099: Laboratorio nacional de referencia LEY 8603: Garantizarla máxima Eficiencia de Inversión Pública en Reconstrucción y Conservación de la Red Vial Costarricense LEY 8114: Fiscalización, investigación, transferencia de Tecnología, apoyo a municipios, evaluación de redes viales y puente especificación vial costarricense 1.0% Impuesto al combustible

Objetivo General Analizar las propiedades físico- químicas de materiales de origen calizo (ubicación geográfica, la génesis y la composición mineralógica) y su influencia en el proceso de producción de cal para su aplicación como agente estabilizador.

Formaciones calizas Formación Barra Honda San Miguel Las Ánimas Brito

Generalidades Las calizas son rocas sedimentarias compuestas en su mayoría por calcita CaCO3. Generalmente es de color blanco en diferentes grados de intensidad, dependiendo de su pureza química

Generalidades Existen 3 factores esenciales en la cinética de la descomposición:   La piedra debe ser calentada hasta la temperatura de disociación de los carbonatos. Esta temperatura mínima debe tener un período de duración. El gas de dióxido de carbono (CO2) que se desprende debe ser removido.

Proceso de Calcinación Artesanal Nivel del Suelo Bóveda Trasquiles Encañaderas Calzos Repisa o aparador Caldera Reblo: piedras pequeñas, para guardar calor Cuño: piedra que cierra la bóveda Brazas

Proceso de Calcinación Artesanal

El uso de métodos analíticos Ofrecen la posibilidad de trabajar con muestras de unos pocos miligramos y un tiempo de análisis de unas pocas horas, hasta simular el proceso industrial. Permiten establecer parámetros para: Los materiales a calcinar Los instrumentos Condiciones del proceso

Análisis termogravimétricos (TGA) Se tomaron 2 piedras calizas procedentes de dos puntos diferentes del país: 1212-12 Formación Barra Honda (Valle del Tempisque): Caliza de color blanco amarillento, con una pureza de 98.9% de CaCO3 1488-12 Formación San Miguel (Sur del Valle Central): Caliza de color amarillo, con una pureza entre 70-85% de CaCO3

Análisis de TGA Inicio de descomposición de carbonatos (600°C) Finaliza calcinación de carbonatos (850°C)

Análisis TGA ¿Cuánto debería ser el tiempo de calcinación?

Análisis TGA ¿Cuáles son los efectos de aplicar una temperatura de calcinación menor?

Análisis TGA Se tomaron muestras de cal viva obtenidas del proceso de calcinación durante 72 horas a las temperaturas de 850 °C y 640 °C, Las muestras fueron hidratadas o "apagadas" con agua para obtener los hidróxidos de calcio y magnesio. Se midió la evolución de la temperatura durante el apagado e hidratación de la cal viva.  

Análisis TGA  

Análisis TGA  

Análisis TGA Evolución de la temperatura durante el apagado o hidratación de la cal viva

Análisis TGA ¿Cuáles son los efectos de aplicar una temperatura de calcinación menor? Descomposición de carbonatos de calcio Descomposición de hidróxidos de calcio y magnesio Evaporación de agua

Conclusiones Se determinó que la temperatura óptima de calcinación es de 850°C, sin embargo se observó que la reacción comienza a partir de los 600°C. Deficiencias en el control de calidad del proceso de Horneado o Calcinación puede producir las variaciones en el comportamiento. Es necesario implementar un método de control de la calidad en el proceso de hidratado y horneado para garantizar resultado químico final de la cal producida.

Aplicaciones Antes Después

Aplicaciones La cal es una alternativa que ofrece tanto beneficios ecológicos, como económicos para la conservación de las vías de lastre del país. La aplicación de los cambios necesarios en la producción de las caleras nacionales puede convertir a la cal como una alternativa rentable para la aplicación en las vías nacionales.

¡Muchas Gracias! http://www.lanamme.ucr.ac.cr/ gustavo.badilla@ucr.ac.cr