Las rocas ornamentales son uno de los materiales más sostenibles utilizados en la construcción, revestimiento, pavimentación y otras aplicaciones. Se remontan a las estatuas de Moai en la Isla de Pascua y su popularidad vuelve a aumentar; además, con el equipo adecuado, la explotación de estas canteras es más asequible que nunca.
En los últimos 20 años, la producción global de rocas ornamentales ha crecido rápidamente, especialmente en proyectos de construcción, donde los arquitectos están haciendo un uso cada vez mayor de la amplia variedad de colores, texturas y acabados que pueden ofrecer estas rocas. Y, aunque el uso de rocas está creciendo, nuestra capacidad para cortar y procesar roca dura de forma más eficiente ha llevado a un gran aumento en los tipos y colores de los materiales que se suministran al mercado.
Además de su uso en la construcción, las rocas ornamentales también es necesaria para la albañilería monumental, ya que es la materia prima para esculturas, monumentos y lápidas. En la actualidad, siete países (China, India, Turquía, Irán, Italia, Brasil y España) representan alrededor de dos tercios de la producción mundial de rocas ornamentales. En general, existe una tendencia hacia el uso de la roca siempre que esto sea económicamente posible, lo que marca el regreso a las prácticas tradicionales.
Como consecuencia de este aumento de la demanda, existe sin duda una oportunidad para desarrollar y expandir la industria de las rocas ornamentales (DSI) en todo el mundo. Si bien las perspectivas parecen favorables, el desarrollo de la DSI a menudo dependerá de factores locales como la ubicación, la calidad y la idoneidad de los depósitos de piedra, y de la disponibilidad de fondos para desarrollar o expandir canteras del tamaño adecuado, así como de cuestiones logísticas como la provisión de una infraestructura de transporte adecuada para unir a los productores de piedra con los clientes.
Roca ornamental es el nombre que recibe la roca natural que se ha extraído y formado según determinadas dimensiones o especificaciones para su uso en la construcción, así como en la producción de esculturas, monumentos y lápidas. Básicamente, el término se refiere a cualquier piedra que pueda ser extraída en grandes bloques y posteriormente procesada en losas, bloques, baldosas o adoquines. En la práctica, hay un límite difuso entre la piedra de dimensiones clásicas, que es en gran medida decorativa, y los materiales de construcción de tamaño natural, donde las características físicas de las rocas se utilizan para producir regularmente piedra de construcción trabajada.
Desde una perspectiva histórica, la producción y uso de rocas ornamentales se remonta al pasao lejano con, por ejemplo, monumentos mesólicos y neolíticos en Europa, Oriente Medio y otros lugares, claramente construidos con piedra trabajada. Las arquitecturas clásicas griega y romana presentan altos niveles de habilidad en el uso de las rocas ornamentales. Por ejemplo, los romanos descubrieron y explotaron la única fuente conocida de pórfido para usar en columnas decorativas para su templo de Júpiter. Esta tarea involucró la extracción de la piedra en piezas con tamaño de columnas en las colinas del Mar Rojo del este de Egipto, y luego transportarlas por tierra y mar hasta Roma. Los elementos de la Gran Pirámide también se obtuvieron a grandes distancias antes de ser cortados a dimensiones precisas, mientras que otros ejemplos de mampostería de piedra de alta calidad se pueden encontrar en todos los continentes.
Las piedras comerciales más utilizadas hoy en día incluyen el mármol, el granito, la pizarra y la arenisca, que se pueden encontrar con una amplia gama de propiedades visuales y físicas. Sin embargo, esta no es en absoluto una lista exhaustiva y se pueden incluir rocas como la caliza, el basalto, el gabro, el travertino y la toba también, muy usadas si sus propiedades son adecuadas. De origen volcánica, la toba es esencialmente una roca muy blanda, pero es fácil de usar. Algunos ejemplos de su uso van desde un material de construcción y revestimiento en muchos edificios de Armenia, hasta las gigantescas estatuas moai de la isla de Pascua. Las principales cualidades de las rocas ornamentales que determinan su popularidad y uso incluyen su color, patrones y textura, su durabilidad y la homogeneidad del suministro. Los diferentes mercados exigen distintas características de calidad.
Las rocas ornamentales se extraen cortando o separando porotros medios bloques grandes de piedra de la masa deroca natural. El tamaño de los bloques individuales producidos depende de una serie de factores, incluida la homogeneidad de la propia roca, la capacidad del operario de la cantera para manejar la piedra en bruto y el uso final requerido para la roca una cuando se le haya dado forma. Un tamaño de bloque típico puede ser del orden de 6 m3 (200 ft3), lo que supondría un peso de bloque de 10–18 t, dependiendo de la densidad. La forma en que se opera una cantera de rocas ornamentales puede variar enormemente.
Las características físicas de la masa de roca (su homogeneidad y si existen líneas definidas de debilidad, como la fractura o laminación regulares), el tamaño de los recursos, el mercado de sus productos y los recursos financieros del operador desempeñan un papel importante a la hora de decidir el diseño y la capacidad de la cantera. En una operación a gran escala, la primera etapa de la producción consiste en soltar bloques individuales que pueden contener miles de metros cúbicos de material, a partir de bancos de canteras de 10 m o más de altura.
Por el contrario, una cantera a pequeña escala puede tener unrendimiento muy limitado, producir bloques de materia prima con un peso de 5–10 t y tener una alturadel banco inferior adecuada para latecnología de producción disponible. Sin embargo, el concepto general es el mismo: producir bloques de materia prima que se puedan procesar para obtener un producto de mayor valor. De esta forma, el bloque en bruto es un activo valioso por derecho propio y debe manejarse con cuidado: los bloques fragmentados pequeños e irregulares son menos comercializables que los grandes. Como resultado, los bloques con más valor se tratan con cuidado.
Algunos operarios, por ejemplo, utilizan una «almohada» de tierra o arena para apoyar los bloques de piedra bruta recién aflojados mientras se manipulan en la cantera. Para materiales más duros como el granito u otras rocas intrusivas, los bloques generalmente se separan de la superficie de la cantera perforando una línea de orificios poco espaciados y alineados con precisión e insertando cuñas y calzas (a veces llamados tapones y plumas) en ellos. Colocar las cuñas dentro de los orificios de forma secuencial hace que la roca se agriete a lo largo de la línea de los orificios, permitiendo así que el bloque se suelte. Las rocas más blandas, como el mármol, pueden cortarse con cortadoras de hilo diamantado, mientras que los bloques de piedra caliza blanda (pero no cristalina) a menudo se cortan con sierras mecánicas. Los grandes volúmenes de materiales, como la pizarra, se pueden soltar mediante el uso cuidadoso de explosivos de baja energía, como la pólvora negra, colocados en orificios perforados previamente a lo largo de un banco de la cantera.
El objetivo aquí, por supuesto, es soltar la piedra bruta lo suficiente sin fragmentarla, lo que la haría inútil para la fabricación de pizarra para tejados o monumentos. También se pueden utilizar pequeñas cantidades de explosivos para liberar bloques de material más duro del suelo del banco de la cantera. Los bloques de piedra se trasladan de la cantera a la planta de procesamiento mediante grandes cargadores delanteros y camiones con plataforma. Los bloques brutos se pueden almacenar en la cantera como inventario o llevarse inmediatamente para su procesamiento en una planta de fabricación; a menudo se integran en la explotación de la cantera o se ubican cerca para reducir los costes de transporte.
Los bloques sin procesar se someten a una serie de pasos de procesamiento, dependiendo del producto final requerido. Por lo general, esto implica el uso de corte húmedo en bloques de dimensiones precisas o losas finas con hilos diamantados o sierras circulares, seguido, si es necesario, de un pulido o bruñido.
El grosor de las rocas ornamentales depende nuevamente del uso final, el revestimiento arquitectónico o pavimento comercial requiere una sección más gruesa que, por ejemplo, el material destinado al revestimiento de interiores domésticos o alicatado. Las canteras de rocas ornamentales suelen tener operaciones bastante pequeñas que abastacen la demanda local. Además, las empresas de rocas ornamentales a veces tienen varias canteras para diferentes tipos o colores de rocas que funcionan de forma intermitente, dependiendo de la demanda de una roca en particular. Los escombros de rocas inutilizables se trituran y venden como agregados para la construcción.
La flexibilidad y la precisión de perforación son factores clave a la hora de seleccionar el equipo adecuado para la producción de materias primas de la DSI. La necesidad de flexibilidad es el resultado de una práctica típica de explotación de canteras de la DSI, en la que se seleccionan bloques individuales en función de su idoneidad para el uso final previsto, y de la probabilidad de que el bloque permanezca intacto mientras se obtiene de la superficie de la cantera. Como resultado, el equipo de perforación debe ser muy móvil y manejable, y debe proporcionar el nivel de precisión de perforación necesario en términos de rectitud, alineación y paralelismo de los orificios para producir líneas de rotura precisas para la producción de bloques de alta calidad.
Los diámetros de los orificios utilizados para la perforación en la DSI suelen ser inferiores a 45 mm, dado que el propósito de los orificios es proporcionar una línea de debilidad dentro de la masa de roca para dividir, en lugar de contener explosivos, como en la explotación de canteras convencional. Sin embargo, los orificios también deben estar muy separados, de modo que la propagación de la grieta entre ellos mejore cuando comience el proceso de colocación de la cuña. Además, se debe minimizar la desviación del orificio para lograr la rotura más limpia posible. Esto, a su vez, impone limitaciones en la profundidad del orificio que se puede lograr con la perforación de una pasada en diámetros pequeños, con el uso de la barrena de extensión para aumentar más la desviación con la profundidad, a menos que haya sistemas de control estrictos.
Dependiendo del uso final previsto para el bloque en bruto, es perfectamente viable usar equipos de perforación convencionales, como el equipo hidráulico FlexiROC T15 R de Epiroc, que tiene un solo brazo y proporciona un alto nivel de maniobrabilidad tanto para la propia máquina como para el posicionamiento del brazo. Su aplicación es algo limitada, por supuesto, ya que solo puede perforar un orificio a la vez, y la inclinación del brazo y la viga de avance deben restablecerse con precisión para cada orificio en secuencia. El siguiente paso para dar respuesta a este tipo de problema es pasar a los sistemas de perforación de la DSI especializados y diseñados a medida que conforman la gama de Epiroc, como el SpeedROC 1F. Equipado de forma similar con un solo brazo y también completamente autónomo, es distinto al FlexiROC T15 R de propósito más general en que su brazo lleva una estructura guía que permite el movimiento lateral de la deslizadera del martillo en cabeza.
Debido a esto, la máquina puede perforar una serie de orificios de 3,5 m de largo desde una configuración en el banco, reduciendo el tiempo de inactividad y garantizando una precisión de perforación en profundidades de hasta 2,4 m de una pasada, o 9 m utilizando barras de extensión. Poder perforar durante más tiempo en un turno significa una mayor productividad, por supuesto, y con el SpeedROC 1F se pueden perforar hasta 400 metros lineales al día.
Lograr una productividad aún mayor requiere el uso de más de una deslizadera en un equipo, como en el SpeedROC 2F y SpeedROC 3F de Epiroc. Una máquina más grande que el SpeedROC 1F, lleva dos y tres deslizaderas de perforadora hidráulica independientes en su estructura de guía de 4 m de ancho, lo que proporciona el potencial de perforar hasta 1000 metros lineales al día. Es posible perforar orificios de una pasada de hasta 4 m, mientras que su alcance máximo de profundidad de orificio es de nuevo de 9 m. El brazo extensible permite la perforación de filas paralelas de orificios a lo largo de un banco desde una sola configuración, con el equipo perforador con una cobertura de superficie máxima de casi 260 m2 sin moverse. La profundidad del orificio necesaria en cualquier aplicación particular depende del tamaño del bloque que se vaya a obtener, y hay circunstancias en las que la perforación y la fragmentación simplemente no se pueden lograr, ya sea porque el bloque sería demasiado grande, o porque la roca no es lo suficientemente adecuada para resistir las fuerzas impuestas durante la fragmentación. En este caso, y suponiendo que la roca no sea demasiado dura o abrasiva, el corte con hilo diamantado puede ser una solución.
SpeedROC 1F, SpeedROC 2F, SpeedROC 2FA y SpeedROC 3F también se pueden usar para el trabajo secundario en bloques que se han extraído de un banco, ya sea perforando filas de orificios a través del bloque o cortándolos de nuevo. En cada caso, el objetivo es maximizar el rendimiento de un bloque a la vez que se minimiza la cantidad de residuos generados, con orificios de pequeño diámetro y cables finos que ayudan a lograrlo.
