Atterberg estudio de suelos
Límite plástico del suelo
El límite de Atterberg se refiere al límite líquido y al límite plástico del suelo. Estos dos límites se utilizan internacionalmente para la identificación, clasificación y correlación de la resistencia del suelo. Cuando los minerales de la arcilla están presentes en un suelo de grano fino, el suelo puede remodelarse en presencia de algo de humedad sin desmoronarse. Esta cohesión se debe al agua adsorbida que rodea a las partículas de arcilla. Con un contenido de humedad muy bajo, el suelo se comporta más como un sólido; con un contenido de humedad muy alto, el suelo y el agua pueden fluir como un líquido. Por lo tanto, en función del contenido de humedad, el comportamiento del suelo puede dividirse en los cuatro estados básicos que se muestran en la Figura 5-1: sólido, semisólido, plástico y líquido.
El porcentaje de contenido de humedad en el que se produce la transición del estado sólido al semisólido se define como el límite de contracción (SL). El contenido de humedad en el punto de transición del estado semisólido al plástico es el límite plástico (PL), y del estado plástico al líquido es el límite líquido (LL). Estos parámetros también se conocen como límites de Atterberg. Los límites líquido y plástico de un suelo y su contenido de agua pueden utilizarse para expresar su consistencia relativa o índice de liquidez. El índice de plasticidad y el porcentaje de partículas más finas de 2 μm pueden utilizarse para determinar su número de actividad.
Límite líquido del suelo
En función de su contenido de agua, el suelo puede presentarse en uno de estos cuatro estados: sólido, semisólido, plástico y líquido. En cada estado, la consistencia y el comportamiento del suelo son diferentes y, en consecuencia, también lo son sus propiedades técnicas. Así, el límite entre cada estado puede definirse en función de un cambio en el comportamiento del suelo. Los límites de Atterberg pueden utilizarse para distinguir entre limo y arcilla y para distinguir entre diferentes tipos de limos y arcillas. El contenido de agua a partir del cual el suelo cambia de un estado a otro se conoce como límites de consistencia o límite de Atterberg.
Estos límites fueron creados por Albert Atterberg, químico y agrónomo sueco, en 1911[1] y posteriormente fueron perfeccionados por Arthur Casagrande, ingeniero geotécnico estadounidense de origen austriaco y estrecho colaborador de Karl Terzaghi (ambos pioneros de la mecánica del suelo).
Las distinciones en los suelos se utilizan para evaluar los suelos que van a tener una estructura construida sobre ellos. Los suelos, cuando están húmedos, retienen agua y algunos se expanden en volumen (arcilla esmectita). La cantidad de expansión está relacionada con la capacidad del suelo para absorber agua y su composición estructural (el tipo de minerales presentes: arcilla, limo o arena). Estas pruebas se utilizan principalmente en suelos arcillosos o limosos, ya que son los que se expanden y encogen cuando varía el contenido de humedad. Las arcillas y los limos interactúan con el agua y, por lo tanto, cambian de tamaño y tienen distintas resistencias al cizallamiento. Por lo tanto, estas pruebas se utilizan ampliamente en las etapas preliminares del diseño de cualquier estructura para garantizar que el suelo tendrá la cantidad correcta de resistencia al cizallamiento y no cambiará demasiado su volumen al expandirse y encogerse con diferentes contenidos de humedad.
Importancia de los límites de atterberg en la ingeniería de suelos
¿Quién, en su sano juicio, inventó una prueba que implica hacer «gusanos» del suelo? Albert Atterberg. Las pruebas del límite de Atterberg, comúnmente conocidas como límite líquido y plástico de los suelos, llevan el nombre de Albert Mauritz Atterberg, un químico y científico agrícola sueco. Atterberg nació en 1846. En 1872 se doctoró en química por la Universidad de Uppsala (Suecia). Atterberg enseñó química analítica en Uppsala durante varios años antes de convertirse en director de la Estación Química y del Instituto de Control de Semillas de Kalmar (Suecia).
Atterberg fue un hombre tardío en lo que respecta a la clasificación de suelos. No fue hasta mediados de sus 50 años cuando Atterberg centró su atención en la clasificación y la plasticidad de los suelos. Se le atribuye la determinación de que la plasticidad es una característica particular de la arcilla, el tipo de suelo más complejo e imprevisible. En 1913, el trabajo de clasificación de suelos de Atterberg recibió el reconocimiento formal de la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo. En ese momento tenía 67 años y falleció tres años después.
Límite líquido y límite plástico del suelo
Los estudios de suelos a nivel nacional y la elaboración de mapas de suelos suponen un esfuerzo y un coste considerables y suelen llevarse a cabo una vez cada varios años o incluso décadas. Por lo tanto, es fundamental definir cuidadosamente los objetivos y las futuras aplicaciones y diseñar el estudio de suelos y los productos en consecuencia. En general, se pueden diferenciar dos tipos principales de aplicaciones para los estudios de suelos: (i) uso agrícola y (ii) fines de ingeniería. Mientras que para (i) uso agrícola/fines agronómicos la atención se centra en la química del suelo, para (ii) fines de ingeniería, incluyendo las evaluaciones de estabilidad de taludes, las características físicas son de relevancia predominante. A continuación se esboza el esqueleto de los términos de referencia para los estudios de suelos y el desarrollo de varios productos, como los mapas de suelos, y se ofrecen explicaciones para ayudar al lector a comprender la justificación de los componentes de los términos de referencia propuestos.
El documento pretende entonces ayudar a los lectores que buscan una estructura básica de unos TdR, sin embargo, sólo se ofrece un marco sugerido de TdR ya que para cada situación se necesita más información y ajustes dependiendo del propósito, el contexto del país, etc. Cada capítulo describe en primer lugar el tipo de información que podría contener, seguido de recuadros azules que presentan un párrafo de ejemplo. En el anexo se recogen los antecedentes y la base conceptual sobre la realización de estudios de suelos. Esta información de base podría ser útil para complementar la metodología recomendada en los TdR, en caso de que las condiciones del contrato deban ser más explícitas, o podría servir como punto de referencia para evaluar las propuestas del Consultor.
