El análisis de momentos y aspectos en el estudio de los suelos, sus propiedades

Introducción

El suelo es la base para el establecimiento de cualquier proyecto agrícola, pecuario, forestal o de construcciones civiles. Antes de establecerse cualquier uso del suelo es necesario conocer sus características. Cuando se quiere establecer cultivos agrícolas, pasturas o plantaciones forestales se debe evaluar las propiedades físicas, químicas y/o biológicas del suelo. Luego de que las limitaciones del suelo han sido detectadas se puede determinar cual es su uso más adecuado y cual es el manejo racional que debería dársele. Una muestra del suelo es usualmente empleada para evaluar sus características. La muestra consiste en una mezcla de porciones de suelo (submuestras) tomadas al azar de un terreno homogéneo (ICA, 1992). El objetivo del muestreo define la metodología a emplear.

En el presente trabajo analizaremos deferentes puntos y aspectos al momento de estudiar los suelos, sus propiedades y demás que serán de gran importancia para el crecimiento del conocimiento de los autores.

LOS SUELOS

Es la capa más superficial de la corteza terrestre, que resulta de la descomposición de las rocas por los cambios bruscos de temperatura y por la acción del agua, del viento y de los seres vivos.

El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de meteorización.

Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire, agua y restos orgánicos provenientes de plantas y animales para formar suelos. Luego el suelo puede ser considerado como el producto de la interacción entre la litosfera, la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. Este proceso tarda muchos años, razón por la cual los suelos son considerados recursos naturales no renovables. En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad de plantas, y viven muchos animales.

Cohesión de los suelos

La cohesión es la fuerza que une partículas en la estructura de la tierra. Esta fuerza no requiere de la existencia de ninguna presión que la comprima. Antes de comenzar una construcción, se realizan estudios para determinar la cohesión del suelo.

También nos habla la cohesión de la máxima resistencia del suelo a la tensión. Resulta de la compleja interacción de muchos factores como la adherencia coloidal de la superficie de las partículas, la tensión capilar de las películas de agua, la atracción electrostática de las superficies cargadas, las condiciones de drenaje y el historial de esfuerzos. Solo existe una verdadera cohesión en el caso de las arcillas que tienen contacto de canto con cara entre sus partículas. Los suelos no plásticos de grano fino pueden exhibir una cohesión aparente cuando están en condiciones de saturación parcial. El valor de cohesión que se utiliza al diseñar depende directamente de las condiciones de drenaje bajo la carga impuesta, así como el método de prueba que se emplee para calcularlo, por lo que todo debe evaluarse cuidadosamente. Compresibilidad Esta propiedad define las características de esfuerzo deformación de suelo. La aplicación de esfuerzos agregados a una masa de suelo origina cambios de volumen de volumen y desplazamiento. Estos desplazamientos, cuando ocurren a nivel de la cimentación, provocan asentamientos en ella. La limitación de los asentamientos a ciertos valores permisibles suele regir el diseño de las cimentaciones, sobre todo cuando los suelos son granulares.

Hinchamiento o Expansividad de los Suelos

La expansividad de suelos es una propiedad física de los suelos que puede evaluarse en una cimentación. En las estructuras constructivas existe hinchamiento del suelo cuando aumenta su cantidad de agua y se retraen cuando la disminuye.

Debe distinguirse el término "potencial de expansión", de la "expansión" de acuerdo de donde proviene dicha pérdida de agua. Las arcillas expansivas producen empujes verticales y horizontales afectando las cimentaciones, empujando muros y destruyendo pisos y tuberías enterradas, con esfuerzos que superan los 20 kg/cm², ocasionalmente. En las vías se presentan ascensos y descensos que afectan su funcionamiento. También, estos suelos expansivos se retraen y los taludes fallan.

Mecanismo del hinchamiento:

• a) Absorción de agua por una arcilla activa.

• b) Rebote elástico de las partículas del suelo.

• c) Repulsión eléctrica de los granos de arcilla y de sus cationes adsorbidos.

• d) Expansión del aire atrapado en los poros.

En las arcillas pre consolidadas, por cargas o por desecación, estos fenómenos son factores altamente contribuyentes. En arcillas normalmente consolidadas (o cargadas), los factores dominantes son dos:

• a) Adsorción de agua.

• b) Repulsión eléctrica entre las partículas rodeadas de agua.

La expansión de suelo a través de la experiencia de los ingenieros geotecnistas ha demostrado que es factor importante en el diseño de la cimentación de cualquier estructura, y sobre todo para la prevención de la inestabilidad en el horizonte de su vida útil.

Sensivilidad de los suelos

La sensibilidad está relacionada con el índice de liquidez, ya que la máxima perdida de resistencia debería producirse en un suelo floculado cuyo contenido de agua fuera muy grande respecto a su límite líquido determinado con suelo remoldeado. Como se ha afirmado en la sección anterior, los suelos sedimentarios depositados en un medio marino y lavados después de la sedimentación vienen a presentar una elevada sensibilidad. Cualquier suelo con una sensibilidad igual o superior a 8 se denomina “sensible”. La arcilla de Manglerud (Fig. 7.7) constituye un caso límite de arcilla muy sensible, con una sensibilidad superior a 500. La arcilla del estuario del Támesis también es sensible.

El tiempo y las variaciones de presión y condiciones ambientales desde el instante de la formación pueden dar lugar a que un suelo tenga una mayor resistencia en estado inalterado que en estado remoldeado (una vez que el suelo se ha amasado, como para la prueba del límite líquido. El término sensibilidad (so susceptibilidad) se emplea para describir esta diferencia de resistencia, la cual viene determinada por la relación entre las resistencias correspondientes al estado inalterado y al remoldeado.

Isotropia del suelo

La isotropía es la capacidad de ciertos materiales de producir la misma resistencia frente a fuerzas en diferentes sentidos. Lo contrario es la anisotropía como la madera.

Los materiales amorfos (o nocristalinos)

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