Estudio de la utilización de residuos mineros del distrito de Linares para la estabilización y arreglo de caminos rurales

Abstract

Los caminos rurales desempeñan un papel vital en el acceso a tierras de cultivo, pastos, fuentes de agua y otras instalaciones rurales. Son utilizados por agricultores, ganaderos, comunidades locales y otros residentes rurales para el transporte de mercancías, la movilidad personal y la conexión con los centros urbanos. Los caminos rurales son componentes esenciales de la infraestructura en áreas no urbanizadas. Mejorar su estado y conectividad puede tener un impacto positivo en la vida de las personas que viven y trabajan en estas zonas, así como en la economía local en general. En línea con el desarrollo sostenible, el sector vial ha iniciado el uso de distintos tipos de residuos en la construcción de distinto tipo de vías, para preservar los recursos naturales, que se han utilizado comúnmente en la construcción convencional. En ese sentido, este Trabajo Fin de Máster se indican las ventajas de incorporar estériles de lavadero de la minería metálica de plomo y ceniza de biomasa en la estabilización y arreglo a base de geopolímeros en caminos rurales. Los estériles de lavadero y las cenizas de biomasa se han caracterizado física, química y mineralógicamente, para determinar si pueden ser utilizados para la estabilización de geopolímeros propuesto sería una alternativa competitiva a la estabilización de suelos inestables. Se realizaron pruebas de límites de Atterberg, compactación Proctor modificada, resistencia a la compresión no confinada y índice CBR al suelo estabilizado con geopolímeros que forma parte de la combinación de estériles de lavadero y cenizas de biomasa. Los resultados del estudio experimental revelaron que un aumento en el nivel de sustitución de estériles y ceniza de biomasa producen un aumento del índice CBR hasta valores de 32,3 y de la compresión no confinada de 0,51 MPa, sin que se produzca hinchamiento libre y con un pH de 11,4. El índice de plasticidad del suelo ha pasado de 37,1 a 13,4. La resistencia a la compresión de los geopolímeros fabricados con un porcentaje del 70 de estériles de lavadero y un 30 porciento de cenizas de biomasa se han obtenido valores del 23,98 MPa. Con los resultados obtenido en este Trabajo Fin de Máster indican que el método de estabilización de geopolímeros propuesto sería una alternativa competitiva a la estabilización de suelos inestables para la construcción de bases de caminos rurales.

Rural roads play a vital role in providing access to farmlands, pastures, water sources, and other rural facilities. They are utilized by farmers, livestock keepers, local communities, and other rural residents for transporting goods, personal mobility, and connecting with urban centers. Rural roads are essential components of infrastructure in non-urban areas. Enhancing their condition and connectivity can have a positive impact on the lives of people living and working in these areas, as well as on the local economy in general. In alignment with sustainable development principles, the road sector has started to incorporate various types of waste materials into the construction of different road types to conserve natural resources typically used in conventional construction. In this Master's Thesis, the advantages of incorporating lead metal mining washery tailings and biomass ash in geopolymer-based stabilization and repair of rural roads are discussed. The physical, chemical, and mineralogical characteristics of mining washery tailings and biomass ash have been analyzed to determine their suitability for geopolymer stabilization, which is proposed as a competitive alternative to stabilizing unstable soils. Tests were conducted, including Atterberg limits, modified Proctor compaction, unconfined compressive strength, and California Bearing Ratio (CBR) on soil stabilized with geopolymer containing a combination of mining washery tailings and biomass ash. The experimental study results revealed that an increase in the substitution level of tailings and biomass ash led to an increase in the CBR index to values of 32.3 and unconfined compressive strength of 0.51 MPa, without causing excessive swelling and with a pH of 11.4. The soil's plasticity index decreased from 37.1 to 13.4. The compressive strength of geopolymers manufactured with 70% mining washery tailings and 30% biomass ash reached values of 23.98 MPa. The findings from this Master's Thesis suggest that the proposed geopolymer stabilization method could be a competitive alternative for stabilizing unstable soils in the construction of rural road bases.