Aptitud de dos sedimentitas rojas cretácicas del departamento Confluencia, Neuquén, para ser usadas como barreras aislantes en rellenos sanitarios

Abstract

En este trabajo, se presenta la caracterización de dos sedimentitas de grano fino del departamento Confluencia, Neuquén, que forman parte de las formaciones Huincul y Anacleto (Grupo Neuquén - Cretácico Superior) con el objetivo de determinar su aptitud para ser usadas como materiales para impermeabilizar la base de rellenos sanitarios. Las muestras fueron extraídas de dos canteras inactivas de arcillas rojas, explotadas como materia prima para la industria de la cerámica, y representan el material que se comercializaba para este fin. Los resultados fueron comparados con una bentonita sódica natural comercial la cual se utilizó como material de referencia. En función de la distribución del tamaño de partículas, las sedimentitas se clasifican como una fangolita (F. Huincul) y una arcilita (F. Anacleto). La mineralogía de la fracción arcilla de estas sedimentitas está representada principalmente por un interestratificado I/S tipo R0 (55-80% Sm). Las sedimentitas rojas ensayadas cumplieron con los requisitos de conductividad hidráulica estipulados por la legislación internacional para su uso como barrera impermeable (< 1 x 10-9 m/s). Su capacidad de intercambio catiónico, como también la plasticidad y compresibilidad de las mismas, demostraron un comportamiento satisfactorio para su uso en rellenos sanitarios. En mezclas con una arena mal seleccionada, el agregado de un 15% de la arcilita de la Formación Anacleto permitió superar el requisito legal de conductividad hidráulica, mientras que la fangolita de la Formación Huincul no cumplió con dicha condición. No obstante, a diferencia de una bentonita sódica natural, estas sedimentitas podrían ser utilizadas sin ser mezcladas con otros materiales naturales (suelos o arena) por su baja compresibilidad y menor potencial expansivo. El uso de los materiales ensayados en el diseño de sistemas de impermeabilización de rellenos sanitarios constituiría una alternativa efectiva no sólo porque cumplen con los requisitos técnicos estipulados para este fin, sino también por su abundancia y bajo costo de extracción en el área de estudio.

In this study, two fine-grained sedimentary rocks from Huincul and Anacleto formations (Neuquén Group - upper Cretaceous) from Confluencia department, Neuquén, were tested to evaluate the potential of these materials for the construction of compacted clay liners in landfills. The samples were extracted from two inactive quarries of red clays, previously used as raw material for ceramic industry, and represent this commercial material. The results were compared with a commercial and natural sodium bentonite from this region, which was used as a reference material. According to the grain size analyses these rocks are classified as a mudstone (F. Huincul) and a claystone (F. Anacleto). The mineralogy of the clay fraction is dominated by a random (R0) I/S mixed-layer mineral (55-80% Sm). Obtained results of hydraulic conductivity, cation exchange capacities, plasticity and compressibility indexes show that powdered claystone and mudstone from Huincul and Anacleto formations meet international specifications for the construction of landfill liners. Mixtures with a well graded sand containing 15% of the powdered claystone from Anacleto Formation showed a hydraulic conductivity one order of magnitude below the legal specifications. On the other hand, the same mixture with Huincul mudstone did not meet the hydraulic conductivity requirement. However, in contrast to a natural sodium bentonite, these rocks could be used without mixing with other components (soils or sand) because of their low compressibility and swelling behaviour. Results show that the tested materials can be effectively utilized as a component of a barrier design in sanitary landfills not only because of the hydraulic behavior and chemical and mineralogical properties, but also due to their abundance and low cost of mining within the studied area.