Es la mercancía geológica sobre la que se construye casi todo.
Muchos tipos de piedra triturada: La piedra triturada no es una “mercancía estandarizada”. Se fabrica extrayendo uno de los diversos tipos de roca, como la caliza, el granito, la escoria, el basalto, la dolomita o la arenisca; se tritura la roca y, a continuación, se criba la roca triturada hasta alcanzar los tamaños adecuados para el uso final previsto. El uso previsto también dicta qué tipo(s) de roca debe(n) utilizarse.
Piedra triturada: El héroe mineral no reconocido: La piedra triturada se considera a menudo como uno de los productos más humildes, sin embargo, se utiliza para una variedad tan amplia de propósitos en tantas industrias que debería ser elevada a una posición de distinción. Es el producto geológico sobre el que se construye casi todo. La nube de palabras de Wordle que aparece arriba muestra sólo algunos de sus diversos usos. “Unsung Mineral Hero” es una cita del difunto Dewey Kirstein, geólogo económico y uno de los primeros supervisores del autor. [7]
El producto mineral más básico
La piedra triturada es el producto mineral más básico del mundo. Es abundante, está ampliamente disponible y es barata. Es un material con el que la gente está familiarizada en casi todo el mundo.
En 2023, Estados Unidos produjo un total de unos 1.460 millones de toneladas de piedra triturada [1]. Esto supone una media de unas cuatro toneladas de piedra triturada por cada ciudadano. A la mayoría de la gente le cuesta imaginar cómo se utilizaron cuatro toneladas de piedra triturada en el último año para su beneficio. Eso equivale a unas veinte libras de piedra triturada por persona y día durante todo el año.
La mayor parte de la piedra triturada se utiliza en la construcción de carreteras y edificios. En la construcción de una autopista de dos carriles de asfalto se utilizan unas 25.000 toneladas de piedra triturada por kilómetro. En la construcción de una pequeña urbanización, se utilizan unas 300 toneladas de piedra triturada por vivienda [2]. En la nube de palabras de esta página se pueden ver muchos otros usos de la piedra triturada. Una lista más amplia se incluye en la tabla al final de la página.
Tipos de roca utilizados para fabricar piedra triturada: Las cantidades aproximadas de los diferentes tipos de roca utilizados para fabricar piedra triturada en Estados Unidos en el año natural 2023, cuando la producción anual total era de aproximadamente 1.460 millones de toneladas métricas de piedra. Datos del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS) [1].
Tipos de roca utilizados para la piedra triturada
Se utilizan muchos tipos de roca diferentes para hacer piedra triturada. Los tipos utilizados para fabricar piedra triturada en los Estados Unidos durante el año 2023 incluyen los siguientes: caliza, granito, roca trampa, arenisca, cuarcita, dolomita, mármol, ceniza volcánica y escoria, pizarra, concha y marga calcárea [1]. Su importancia relativa se muestra en el gráfico circular de esta página. Cada uno de estos tipos de roca es apto para una serie de usos y no apto para otros. A continuación se ofrece una breve descripción de las rocas más importantes para la piedra triturada.
Piedra caliza
Piedra caliza triturada: De arriba a la izquierda en el sentido de las agujas del reloj: agregado grueso, piedra caliza triturada, piedra caliza de mina y finos de piedra caliza.
La caliza es una roca compuesta por carbonato de calcio (CaCO3). Es el tipo de roca más utilizado para fabricar piedra triturada en Estados Unidos. Ocupa esta posición porque está ampliamente disponible y es adecuada para una mayor diversidad de usos que cualquier otro tipo de roca.
La piedra caliza puede utilizarse para fabricar cemento. Es el principal ingrediente del hormigón. Se utiliza como material de base para carreteras, caminos rurales, edificios y construcción de ferrocarriles. Se utiliza para fabricar cal agrícola y para la neutralización de ácidos en la industria química. Hay muchos productos elaborados a partir de la piedra caliza o que la utilizan y que consumen un pequeño volumen de material. Entre ellos se encuentran la arenilla para aves de corral, el terrazo, el vidrio, los absorbentes de la contaminación atmosférica, el polvo de seguridad de las minas, los complementos alimenticios para animales, los cosméticos, los complementos dietéticos y el fundente de los altos hornos, la pescadilla, entre otros.
Además de su idoneidad para muchos usos, la piedra caliza también se utiliza para fabricar piedra triturada porque se rompe fácilmente y es más blanda que el acero utilizado en los equipos de trituración, los equipos de clasificación y las camas de los camiones. En comparación con las rocas más duras, como la cuarcita, la caliza provoca mucho menos desgaste en los equipos con los que entra en contacto.
Como ejemplo, imagine un camión cargado con 10 toneladas de cuarcita triturada. Cada trozo de cuarcita que esté en contacto con la plataforma y los laterales del camión tendrá puntas y bordes afilados. También tendrá la presión de toda la roca de la carga anterior aplicada sobre ella. Cuando el conductor levante la plataforma para descargar la carga, cada trozo de cuarcita en contacto con la plataforma del camión abrirá un surco en el metal cuando se deslice por el portón trasero del camión. La plataforma del camión se hará más fina con cada carga de roca que se vierta. Los propietarios de camiones no estarán contentos cuando tengan que reparar o reemplazar sus camiones después de un corto tiempo de uso. Se producirá un desgaste similar en los equipos de trituración, las cribas y todos los equipos que entren en contacto con la piedra. Ahora ya sabe por qué las empresas mineras prefieren extraer piedra caliza en lugar de cuarcita.
Dolomita y caliza dolomítica
La dolomita (también conocida como “dolostone”) y la caliza son rocas muy similares. La dolomita es un carbonato de calcio y magnesio (CaMg(CO3)2), mientras que la caliza es un carbonato de calcio (CaCO3). La caliza es más eficaz para fabricar cemento y para neutralizar los ácidos. La dolomita tiene una dureza Mohs de 4, mientras que la caliza tiene una dureza Mohs de 3. Esta diferencia de dureza hace que la dolomita sea mucho más duradera cuando la roca se somete a la abrasión.
La dolomita, la caliza dolomítica y la caliza tienen un aspecto similar y a menudo se encuentran juntas en las unidades de roca extraídas en una misma cantera; sin embargo, rara vez se extraen como productos separados. Una cantidad significativa del material reportado como “caliza” en el gráfico circular anterior es en realidad caliza dolomítica y dolomita.
La mayoría de las canteras venden su producción como “piedra caliza”, lo que es aceptable para los clientes de la industria de la construcción si la composición química de la roca no es importante. Los clientes interesados en roca para fines químicos, de neutralización de ácidos, fundentes de altos hornos o agrícolas, probablemente exigirán roca que tenga la composición química de una caliza muy pura o de una dolomita muy pura.
Granito y roca de trampa
Roca triturada: Rocas ígneas trituradas de varios tipos, desde arriba a la izquierda en el sentido de las agujas del reloj: roca de trampa, granito blanco, roca de lava y granito rojo.
El granito es el nombre profano utilizado para cualquier roca ígnea de color claro que se utiliza en la construcción. El granito, la granodiorita, la diorita y la riolita son algunas de las muchas rocas ígneas de color claro que se denominan “granito” en el sector de la construcción.
La “roca trampa” es un nombre de uso común para cualquier roca ígnea de color oscuro que se utiliza en la construcción. El basalto, la peridotita, la diabasa y el gabro son ejemplos de roca trampa.
El granito y la roca trampa son el segundo y tercer tipo de roca más utilizados para producir piedra triturada. Son superiores a la caliza cuando se utilizan en aguas o suelos ácidos y cuando se someten a la abrasión. Pueden sustituir a la caliza como agregado de hormigón y cuando se necesita un agregado duradero.
A algunos geólogos no les gusta cómo la gente de la industria de la piedra triturada utiliza la palabra “granito”. Esa industria vende millones de toneladas de “granito” al año y ha utilizado la palabra “granito” de esta manera durante generaciones. No van a cambiar su terminología para satisfacer a unos cuantos geólogos quisquillosos.
Arenisca y cuarcita
Usos de la piedra triturada
La arenisca y la cuarcita están compuestas principalmente por cuarzo, un mineral muy duradero, pero cada una tiene sus inconvenientes en la industria de la construcción que limitan su uso. La arenisca se compone generalmente de granos de arena cementados por calcita, arcilla o minerales de silicato que han precipitado entre los granos de arena. El cemento no suele rellenar completamente los huecos entre los granos de arena, dejando una porosidad que suele oscilar entre el 5 y el 30%. Este espacio poroso permite a la roca absorber agua. Esa agua aumentará su volumen hasta un 9% cada vez que se congele. A lo largo de muchos ciclos de congelación y descongelación, las fuerzas de esta expansión tienen la capacidad de desprender los granos y romper la roca. Por este motivo, la arenisca no es popular para su uso a largo plazo en zonas con temperaturas de congelación.
La cuarcita es una arenisca que ha sido metamorfoseada. El proceso de metamorfismo calienta y comprime la roca y a menudo hace que los granos de arena se suelden entre sí. Esto puede dar lugar a una roca extremadamente duradera que no suele tener los problemas de congelación y descongelación de la arenisca. La cuarcita puede ser tan duradera que es difícil de extraer, manipular y transportar a las obras.
La cuarcita tiene una dureza Mohs de 7. Esto hace que sea más dura que las mandíbulas de las trituradoras, las cucharas de los cargadores, las cribas de tamaño, las plataformas de los camiones y otros equipos utilizados para manipular y procesar la piedra. Como resultado, puede desgastar rápidamente y de forma muy costosa los equipos esenciales. Por esa razón, se evita utilizar para la construcción algunas de las rocas más duraderas de Estados Unidos.
Cenizas volcánicas y escorias
Las cenizas volcánicas y las escorias son rocas vesiculares, lo que significa que contienen vacíos que se formaron cuando las burbujas de gas quedaron atrapadas dentro de la roca al solidificarse a partir de un fundido. Estas oquedades disminuyen la resistencia a la carga y la durabilidad del material en caso de congelación y descongelación. Sin embargo, los huecos hacen que la roca sea más ligera. La rugosidad de la superficie de la piedra ayuda a que se aglutine eficazmente cuando se utiliza como agregado de hormigón. Estas propiedades hacen que la ceniza volcánica y la escoria sean buenas rocas para producir áridos ligeros, hormigón ligero y gránulos para tejados.
La menor densidad de la ceniza volcánica y la escoria hace que sean más fáciles de manejar cuando se utilizan en jardinería, jardineras, parrillas de gas, saunas y otros usos similares. La elevada superficie de estas rocas las hace adecuadas como piedra filtrante en algunas aplicaciones de evacuación de aguas residuales y de drenaje. Su forma angular y su baja densidad las hacen adecuadas para su uso como material de tracción que se extiende en carreteras cubiertas de nieve.
Mármol
El mármol de grano fino y el mármol dolomítico pueden triturarse y utilizarse para la mayoría de los mismos fines que la piedra caliza. Cuando son de grano grueso, estas rocas suelen romperse en pedazos debido a la escisión, lo que puede reducir su durabilidad.
Algunos mármoles blancos son lo suficientemente puros como para ser triturados, procesados para eliminar las impurezas y utilizados como piedra de grado químico, blanqueadores, rellenos, extensores e incluso en cosméticos y suplementos dietéticos para humanos y animales. Estos mármoles de gran pureza constituyen una de las piedras trituradas más valiosas.
Grava: Estos guijarros, con formas redondeadas producidas por el transporte de agua, son lo que los geólogos llamarían “grava”. Sin embargo, la mayoría de la gente utiliza la palabra “grava” indistintamente para “gravilla” o “piedra triturada”.
Piedra triturada vs. grava
Para un geólogo, la “piedra triturada” y la “grava” son dos materiales claramente diferentes. La “piedra triturada” es un producto comercial fabricado a partir de la extracción de rocas y su trituración en piezas angulares. La “grava” es un material natural que consiste en partículas de roca transportadas por el agua que tienen más de dos milímetros de diámetro y suelen tener una forma redondeada como resultado de su transporte por el agua. La forma de los granos y el papel del hombre en su producción son las diferencias que separan la piedra triturada de la grava.
El ciudadano medio de Estados Unidos rara vez utiliza el término “piedra triturada”. En su lugar, la palabra “grava” se utiliza genéricamente para casi cualquier tipo de material rocoso con un tamaño de partícula superior a unos pocos milímetros. Su “grava” incluye tanto la piedra triturada como la grava de los geólogos.
Producción de piedra triturada en Estados Unidos: Valor de la piedra triturada producida en 2015, por estados. Este mapa muestra los principales sitios de producción como puntos negros, y los estados se clasifican de acuerdo a su producción de piedra triturada sobre una base de valor en dólares durante el año calendario 2015. El histograma en la parte inferior de la imagen muestra los estados en orden de clasificación. [6] [Ampliar]
Transporte, importaciones, exportaciones
La piedra triturada es un producto a granel muy pesado y muy costoso de manejar y transportar. En 2012, el coste medio de la piedra triturada en Estados Unidos en el lugar de la planta fue de 9,75 dólares por tonelada métrica. El transporte hasta el lugar de la obra puede aumentar considerablemente el coste de la piedra. Al menos el 80% de la piedra triturada producida en Estados Unidos sale de la planta en camión. El transporte en camión añade entre 12 y 15 céntimos por tonelada-milla al coste de entrega de la piedra [2]. Por ejemplo, si la planta está a 20 millas del lugar de trabajo, el coste del transporte será de unos 2,40 a 3,00 dólares por tonelada.
El transporte por ferrocarril y barcaza ha reducido los costes por tonelada-milla; sin embargo, muy pocas canteras están en líneas de ferrocarril o ríos. La mayor parte de la piedra que se envía por ferrocarril o barcaza debe cargarse después en un camión para su transporte local. El coste de esa manipulación puede suponer entre 30 y 50 céntimos más por tonelada. Por esta razón, la piedra triturada es un producto que suele consumirse localmente siempre que se disponga de material que cumpla las especificaciones del trabajo.
Algunas áreas metropolitanas están a una distancia muy costosa de la fuente más cercana de piedra triturada. Estas ciudades suelen estar atendidas por patios de distribución que reciben piedra triturada por ferrocarril o barcaza desde canteras lejanas. Esto puede reducir significativamente la distancia en camión y proporcionar piedra a los consumidores de la ciudad a un coste de entrega más bajo.
Se importa o exporta muy poca piedra triturada fuera de Estados Unidos. Los costes de transporte y manipulación son tan elevados que menos del 1% del consumo nacional de piedra triturada de Estados Unidos se satisface con importaciones. Con la excepción de algunas áreas costeras subyacentes a una amplia llanura de sedimentos en lugar de roca, la piedra triturada de calidad adecuada está disponible localmente en la mayor parte de los Estados Unidos.
Sustitutos reciclados: Sustitutos reciclados para la piedra triturada. Empezando por arriba a la izquierda y en el sentido de las agujas del reloj: hormigón triturado, escombros de construcción triturados, ladrillo triturado y grava triturada con asfalto.
Reciclaje
En todo Estados Unidos, las empresas reciclan materiales de construcción y los utilizan como sustitutos de la piedra triturada. El Servicio Geológico de los Estados Unidos recibió informes de los productores de que aproximadamente 30 millones de toneladas de sustitutos de piedra triturada se produjeron a través del reciclaje en 2012. Esta cifra anual ha ido creciendo, pero se cree que es mucho menor que la cantidad real de reciclaje que se realiza, debido a que no se informa y a que el reciclaje se realiza fuera de las empresas incluidas en su encuesta anual sobre piedra triturada.
El hormigón de cemento portland usado procedente de las obras de demolición se suele llevar a una cantera o a un patio de distribución, donde se tritura, se procesa para eliminar el metal, se criba hasta alcanzar su tamaño y se vende como sustituto de la piedra triturada. Este material funciona bien como relleno, base de carreteras y en otros usos en los que la piedra no tiene que cumplir especificaciones estrictas. El reciclaje elimina la necesidad de un vertedero, y el producto puede venderse por un 50 a 80% del precio de la piedra de cantera.
El hormigón asfáltico se recicla a menudo mediante equipos de pavimentación especializados que pueden despojar una carretera de asfalto y producir un producto triturado que puede utilizarse directamente en el lugar de trabajo. Los ladrillos usados y los residuos mixtos de ladrillo y hormigón también se trituran, se dimensionan y se venden como sustituto de la piedra triturada.
Gráfico de producción de piedra triturada: Tendencias de producción de piedra triturada en los últimos 100 años. Datos del USGS [1]. La producción de piedra triturada ha ido generalmente en aumento, con la mayoría de las caídas causadas por recesiones económicas mayores o menores. El aumento espectacular comenzó poco después de la Segunda Guerra Mundial, cuando se desarrollaron equipos de oruga eficaces.
Piedra triturada: Oferta y demanda
La demanda de piedra triturada está impulsada por los proyectos de infraestructuras gubernamentales, la construcción comercial y residencial y otros tipos de construcción [1]. El gráfico de esta página muestra la tendencia de la producción de piedra triturada en Estados Unidos entre 1921 y 2023.
Antes de la Segunda Guerra Mundial se utilizaba poca piedra triturada porque era muy difícil de producir. Sin embargo, tras el desarrollo de equipos de vía duraderos (uno de los pocos beneficios de la guerra), la producción de piedra triturada comenzó a crecer rápidamente. El crecimiento se ha visto interrumpido por las recesiones de la economía en general, que se muestran en el gráfico como caídas de la producción de diversa magnitud. Actualmente, la demanda aún se está recuperando de la Gran Recesión, pero el mantenimiento y los proyectos de infraestructuras aplazados podrían generar una gran demanda de piedra triturada a medida que la economía se recupere.
Mapa de áridos: Representación simplificada de un mapa de recursos de áridos preparado por el Servicio Geológico de Arizona para el área metropolitana de Phoenix y las regiones circundantes. En esta zona, las arenas y gravas no consolidadas asociadas a los valles de los arroyos son una fuente de materiales de construcción de fácil excavación y alta calidad. [5]
Conservación de los áridos
Estados Unidos y la mayoría de los países disponen en general de un enorme recurso de piedra triturada que, por su volumen, podría considerarse inagotable. Sin embargo, estos importantes recursos se están reduciendo rápidamente a medida que se construyen edificios, carreteras y comunidades sobre ellos y que los terrenos se convierten en zonas prohibidas para la actividad minera debido a la conservación, la zonificación y las prohibiciones locales.
Algunas comunidades han recibido un duro despertar cuando se aprueban grandes proyectos de construcción que superan las capacidades de los productores locales de piedra triturada, pero la siguiente fuente más cercana de piedra de especificación está a 60 millas de distancia. Esto puede triplicar el coste de la piedra triturada, arruinar el presupuesto del proyecto actual y aumentar el coste de la piedra triturada para todas las construcciones futuras.
Para evitar esto, la industria de la piedra triturada aboga por identificar los recursos locales de piedra triturada y reservar zonas para su desarrollo. Si se hace esto, se puede asegurar un recurso local de piedra triturada, y se puede reducir el coste de todos los futuros proyectos de casas, carreteras y construcciones [3] [4].
Algunos estados son conscientes de la importancia de la conservación de los áridos y exigen a los gobiernos locales que incorporen información sobre los recursos de áridos en sus esfuerzos de planificación. El Servicio Geológico de Arizona preparó una evaluación de los recursos de áridos para el área metropolitana de Phoenix y las regiones circundantes de Arizona para ayudar a los gobiernos locales a cumplir con la ley estatal.
3 “La sección de Protección de Agregados de la Carta de Derechos de Regulación, SB 1598, de 2011 requiere que los condados y municipios de Arizona revisen sus planes generales para identificar los agregados en su jurisdicción, e implementar políticas para preservar los recursos de agregados para su uso futuro evitando el uso incompatible de la tierra [5].”
4
Produjeron un mapa generalizado que representa las unidades geológicas presentes en la superficie que han sido o son capaces de ser explotadas para los recursos de agregados. Las descripciones de estas unidades geológicas se incluyen en su evaluación. La evaluación está disponible en línea, donde puede servir como herramienta de planificación de la gestión del suelo para los gobiernos locales y como fuente de datos de reconocimiento para los productores de áridos [5].
