EL SUELO ES ALGO MÁS DE LO QUE PISAMOS: ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES ÍNDICES DE LAS ARCILLAS PARA PREDECIR NIVELES DE EXPANSIÓN

in StemSociallast year (edited)

PRESENTACIÓN

Un fuerte abrazo a la comunidad científica que se desenvuelve en la blockchain de HIVE en especial a la que hace vida en la comunidad de #StemSocial, de la que se desprende la sub-comunidad de #stem-espanol donde tengo el honor de ser colaborador del área de Ingeniería. El tema que nos ocupa fue abordado en el segundo conversatorio de #stem-espanol en el ecosistema de HIVE el cual tuve la oportunidad de liderar. Los conversatorios son una interesante actividad en la que los miembros nos reunimos para compartir conocimientos en un área específica del saber, donde la EDUCACIÓN sin lugar a dudas es un eje transversalizador de los contenidos.

Imagen N°01: conversatorio N° 2 de #stem-espanol en la blockchain de HIVE

Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint.

En el siguiente video podrás disfrutar de este interesante conversatorio en su versión completa. A pesar que la mayoría de los profesionales asistentes no se han formado en el campo de la Geotecnia, la interacción fue magnífica, lo cual es muy gratificante dado que es una muestra de que el trabajo se está logrando, es decir, mucha didáctica en la presentación de la ideas, lo que al mismo tiempo materializa mi lema de “educar más allá de los muros del aula”.

Video N°01: conversatorio N° 2 #stem-espanol en la blockchain de HIVE

Fuente: @eliaschess333, 2020. Nota: material audio-visual grabado con la herramienta Camtasia Studio 8.

A continuación realizaré un extracto de las principales ideas expuestas en este compartir de conocimientos, estructurando la publicación en el mismo orden en el que estos fueron abordados a lo largo de esta interesante actividad.

¿ARCILLA EXPANSIVA O ARCILLA POTENCIALMENTE EXPANSIVA?

Esta es una pregunta muy oportuna, porque una arcilla por sí sola no es expansiva, más allá de sus propiedades índices fundamentales (superficie específica, plasticidad, partículas menores a 0.002 mm) depende de la conjugación de varios factores ambientales para activar su potencial expansivo, siendo los mismo englobados en zonas donde la evapotranspiración es mayor que la precipitación.

Imagen N°02: afianzando conceptos

Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint. Las imágenes presentadas fueron capturadas con mi dispositivo tablet VIT - T4000.

Muestra de lo anterior señalado lo tenemos en la ciudad de Coro, Venezuela. Vemos en el esquema conceptual un suelo con grietas, que representan la retracción de este como consecuencia de lo árido de la zona indicada, y que constituye una característica visual para distinguir al suelo que nos ocupa, el cual ante variaciones mínimas de la humedad aumentará su volumen (expansión) afectando las estructuras que se encuentran allí fundadas (ver imagen N°02).

@eliaschess333 ¿es como si el suelo tuviera mucha sed?

Es una analogía realmente interesante. Donde la expansión puede ser vista como una especie de alegría ante ese mínimo contacto con el agua. Ahora bien, las propiedades de la arcilla en conjunto con las condiciones climáticas ya descritas van a definir la fuerza de ese potencial de expansión, el cual puede ser alto, medio o bajo. En el desarrollo del conversatorio las propiedades que tomamos como referencia fueron: superficie específica, plasticidad y cantidad de partículas menores a 0.002 mm (coloides). Procedamos a abordar cada una de ellas.

SUPERFICIE ESPECÍFICA

Esta propiedad es una medida de la interacción que las partículas del suelo puedan tener con el entorno, incrementándose proporcionalmente con el pequeño diámetro de las mismas, de allí a que las arcillas (suelos con partículas de diámetro menor a 0.002 mm) sean las que mayores valores presentan en torno a esta propiedad.

Imagen N°03: ideas generales en torno a la superficie específica de los suelos

Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint. Las imágenes presentadas fueron capturadas con mi dispositivo tablet VIT - T4000.

En este tipo de suelos donde sus partículas en esencia están representadas por coloides predominan fuerzas de carácter superficial, lo que significa que el comportamiento mecánico estará notoriamente influenciado por el agua, constituyendo la expansión una muestra de ello.

¿Pero todas las arcillas tienen un alto potencial expansivo?

Especialmente aquellas constituidas de mineral montmorillonita. En la referencia N°01 caracterizan a las arcillas potencialmente expansivas cómo constituidas por este mineral específicamente, lo que da a entender que para los otros casos al momento de las variaciones de la humedad la expansión no sea tan severa. Te invito al estudio de la referencia N°06 en la que profundizo en esta interesante propiedad como lo representa la Superficie Específica, en torno a la cual se desprenden muchos ejemplos didácticos, como el mostrado la imagen N°02. ¿Qué otro ejemplo se te ocurre? Déjamelo saber en los comentarios.

PLASTICIDAD

En el desarrollo del conversatorio la audiencia presente se lució en la definición de esta propiedad, la cual hace énfasis a la capacidad que tiene un suelo de moldearse sin resquebrarse, siendo la arcilla el mayor exponente de este hecho. El estudio de la plasticidad en el laboratorio de Mecánica de Suelos se enfoca en la determinación del límite líquido y límite plástico (ver imagen N°04), los cuales en esencia son fronteras que demarcan contenidos de agua en el suelo para garantizar su comportamiento plástico.

Imagen N°04: ideas generales en torno a la plasticidad

Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint. Las imágenes resaltadas en recuadros de color “rojo” fueron capturadas con mi dispositivo tablet VIT - T4000. Las imágenes resaltadas con recuadros de color “negro” son de uso libre.

En el estudio de esta propiedad utilizo como ejemplo didáctico el proceso que conlleva la preparación de un plato típico en Venezuela como lo representa la “Arepa”. Es decir, al momento de mezclar la harina con el agua, esta última se tiene que agregar en la proporción adecuada para garantizar la moldeabilidad de nuestra masa, es decir, garantice su comportamiento plástico. En la referencia N°07 puedes profundizar en esta interesante propiedad de los suelos.¿Qué otro ejemplo se te ocurre? Déjamelo saber en los comentarios.

PARTÍCULAS MENORES A 0.002 MM

De acuerdo a lo que se aprecia en el esquema conceptual de la imagen N°05 el tamiz de menor abertura es el número 200, y representa una frontera entre los suelos gruesos y finos. Para el estudio de tamaño de partículas menores a la abertura de este tamiz (menores a 0.075 mm) se requiere del uso de técnicas de hidrometría. En la referencia N°08 puedes profundizar en este tema.

Imagen N°05: ideas generales en torno al estudio de partículas menores a 0.002 mm


Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint. Las imágenes presentadas fueron capturadas con mi dispositivo tablet VIT - T4000.

Las partículas menores a 0.002 mm son definidas como coloides, y es el diámetro que poseen las partículas constituyentes de este interesante suelo como lo representan las arcillas, el cual incide directamente en las propiedades de plasticidad y superficie específica; siendo esto un indicativo de que la intensidad de cada una de ellas no ocurre de forma aislada y que su acción en conjunto define el potencial expansivo de la arcilla. De allí la importancia de comprender muy bien estas propiedades, en donde el uso de ejemplos cotidianos en el abordaje de las mismas representa una gran ayuda.

CONCLUSIONES

La determinación de estas propiedades índices en el laboratorio de Mecánica de Suelos es un primer acercamiento al conocimiento de las arcillas, y son de gran ayuda para predecir posible niveles de expansión; tema en el que entran muchas correlaciones de interés y que será tarea de una próxima publicación profundizar en las mismas. Por lo que ahora concierne, las conclusiones de mayor relevancia en este compartir de conocimientos las resumo en este esquema conceptual.

Imagen N°06: principales conclusiones del conversatorio N°02 de #stem-espanol en HIVE

Fuente: @eliaschess333, año: 2020. Nota: esquema conceptual elaborado por el autor, con ayuda de las herramientas Microsoft PowerPoint y Paint. Las imágenes presentadas fueron capturadas con mi dispositivo tablet VIT - T4000.

Cada una de estas conclusiones nos da a entender que en definitiva el suelo es algo más de lo que pisamos. Fue un honor compartir con la comunidad de #stem-espanol este mágico momento, que representa mi contribución en promover una cultura geotécnica en la blockchain de HIVE. Hasta una próxima entrega mis queridos lectores.

@eliaschess333

REFERENCIAS CONSULTADAS

01.- BELTRÁN 2009. DISEÑO GEOTÉCNCO Y ESTRUCTURAL DE UNA CIMENTACIÓN EN ARCILLA EXPANSIVA. TESIS PARA OPTAR AL GRADO DE MAESTRO DE INGENIERÍA. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MÉXICO.

02.-NORMA VENEZOLANA “COVENIN 3548:1999”

03.- STANDARD TEST METHODS FOR LIQUID LIMIT, PLASTIC LIMIT, AND PLASTICY INDEX OF SOILS. “ASTM D 4318-05”

04.- STANDARD TEST METHOD FOR PARTICLE-SIZE ANALYSIS OF SOILS. “ASTM D-422: 02”

05.- MÉTODO DE ENSAYO NORMALIZADO PARA LA DETERMINACIÓN GRANULOMÉTRICA DE AGREGADOS FINOS Y GRUESOS. “ASTM C-136:06”

LECTURAS RECOMENDADAS

06.- @eliaschess333, 2020. ME GUSTARÍA CONOCERTE UN POCO MÁS QUERIDA “ARCILLA”: ¿CUÁL ES TU SUPERFICIE ESPECÍFICA? #EL SUELO ES ALGO MÁS DE LO QUE PISAMOS. Disponible en: https://hive.blog/hive-196387/@eliaschess333/me-gustar-a-conocerte-un-poco-m-s-querida-arcilla--1589785549

07.- @eliaschess333, 2018. ABORDAJE DIDÁCTICO DEL CONCEPTO DE PLASTICIDAD DE LOS SUELOS. APLICACIONES PRÁCTICAS DESDE EL ENFOQUE DE LA INGENIERÍA GEOTÉCNICA. Disponible en: https://hive.blog/stem-espanol/@eliaschess333/abordaje-didactico-del-concepto-de-plasticidad-de-los-suelos-aplicaciones-practicas-desde-el-enfoque-de-la-ingenieria-geotecnica

08.- @eliaschess333, 2018. INICIACIÓN AL ESTUDIO DE LAS ARCILLAS EXPANSIVAS, POR MEDIO DE LA ESTIMACIÓN DE LA CANTIDAD DE COLOIDES. DISPONIBLE EN: https://hive.blog/stem-espanol/@eliaschess333/iniciacion-al-estudio-de-las-arcillas-expansivas-por-medio-de-la-estimacion-de-la-cantidad-de-coloides

Usemos y difundamos el uso de nuestra Dapp. Nosotros como escritores sobre Ciencia y temas afines, podemos contribuir con ese cometido. Así que anímate y publica desde la Dapp de steemstem-io.

Nota aclaratoria: la imagen es una captura de pantalla del portal: https://stem.openhive.network/#!/@eliaschess333

Sort:  

Saludos estimado @eliaschess333 que bueno presenciar este conversatorio sobre un tema familiar como es el caso de las arcillas, lástima que mi conexión a internet no me ayudó a escuchar el audio muy bien o llegar hasta el final del conversatorio.

Un ejemplo de superficie específica sería el tamaño de las partículas de agregado grueso en una mezcla de concreto, a menor tamaño se requerirá más agua para poder aprovechar el poder aglomerante del cemento.

No se me ocurre en este momento otro ejemplo de plasticidad que sea tan didáctico como ese de la arepa, otro parecido es la misma mezcla de concreto, a mayor cantidad de agua, mayor trabajabilidad o fluidez, pero en exceso la mezcla pierde resistencia.

Te felicito por este trabajo, gracias por compartirlo, es de gran ayuda para afianzar conceptos y llevar la geotecnia al público. Saludos!

Compañero @acont gracias por la retroalimentación, excelentes ejemplos. Como bien lo señalas la idea es promover una cultura geotécnica en la blockchain de HIVE. Así que a seguir trabajando fuerte en la producción de contenidos de interés. Saludos @acont !

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Saludos @eliaschess333, lamentablemente no pude culminar la participación en el conversatorio por problemas eléctricos, pero el tiempo que estuve presente fue muy enriquecedor, siempre es bueno ver distintos puntos de un elemento tan importante como el suelo. Gracias por compartir tus conocimientos !

Gracias a ti @amestyj por visitar mi blog. Y como bien lo señalas el suelo puede ser abordado desde diversos enfoques, lo que lo hace en definitiva algo más de lo que pisamos. Saludos compañero!