ESTADOS DE CONSISTENCIA DE LOS SUELOS FINOS RAMIREZ
ING. RICARDO
Concepto de Humedad: Es un elemento del clima, al igual que la temperatura y la presión atmosférica, y se define como la cantidad de vapor de agua contenida en la atmósfera. La rama de las Ciencias físicas que tiene por objeto estudiar la proporción de humedad en la atmósfera es la Higrometría, y el aparato que mide la humedad se llama higrómetro. Puede considerase la humedad como absoluta o relativa. La absoluta, que se expresa en gramos por metro cúbico de aire, es la cantidad de vapor de agua que contiene la atmósfera; y la relativa es una proporción entre la que realmente tiene el aire, y la total que podría contener para que se saturara a igual temperatura. La humedad absoluta es directamente proporcional a la temperatura, cuanto más calor, más humedad. En cambio, la humedad relativa es inversamente proporcional a la temperatura en las capas atmosféricas bajas. Con una humedad relativa de 100 % o cercana a ese valor, es muy incómodo vivir, y se siente que falta el aire. También se denomina humedad ambiental a la cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura.
Límites de Consistencia Plástico y líquido. Consistencia significa grado de firmeza y en los suelos coherentes varía desde un estado sólido cuando están secos a un estado líquido viscoso cuando su contenido de agua aumenta considerablemente. Los límites no son estrictamente a solutos, sino fronteras aproximadas para la clasificación de los suelos cohesivos y resultan muy útiles en la mecánica de suelos para poder identificar las arcillas según su consistencia y comportamiento. De esta forma se puede predecir su capacidad portante frente a las cargas, sus propiedades de consolidación y compactación y sus posibles asentamientos y expansiones. Limite Líquido (LL) Es el contenido de humedad para el cual el ensayo que permite determinar el Limite Liquido suelo, con humedad variable, en un recipiente o manivela, que la levanta y deja caer bruscamente dura.
suelo pasa del estado líquido al plástico. El consiste en colocar diferentes muestras de taza met1ica accionada por medio de una repetidas veces, sobre una base de madera
Antes de iniciar cada ensayo, en la muestra de suelo se hace una ranura de determinadas dimensiones con una espátula de goma y se cuenta el número necesario de golpes para que la abertura cierre 1/2”. Los datos se grafican en cada caso y cuando la curva obtenida corta la línea correspondiente, a los 25 golpes se considera este valor como el limite liquido del Suelo.
Para determinar el contenido de humedad de las muestras, estas se pesan primero en su estado natural y luego, después de haberlas secado en estufa a 110ºC, de modo que la diferencia en peso permita conocer la relación porcentual de humedad del suelo.
Como la cohesión del suelo retarda el cierre de la ranura, esta prueba resulta un - índice de la cohesión. Las arcillas arenosas tienen valores bajos del Limite Liquido (alredor de un 20%) por lo cual esta prueba no resulta de importancia en la determinación de la capacidad portante del suelo. Por el contrario, los limos y arcillas evidencian Limites Líquidos del orden de hasta el 80 o el 100%. A la mayoría de los suelos arcillosos en Venezuela corresponde un Limite Liquido del 40 al 60%. Cuando el valor del Limite Liquido es muy elevado, la capacidad portante del suelo es muy baja. Si es del 100% significa que los sólidos del suelo pesan igual que la humedad contenida, y si es del 50%, que los sólidos pesan el doble de la humedad. Usualmente los suelos arcillosos presentan una resistencia al corte en el Limite Liquido de 25 a 30 gr/cm2
Limite Plástico (LP) El Limite Plástico de un suelo es el contenido de humedad para el cual se cambia del estado plástico al semisólido. En el estado plástico el suelo es fácilmente moldeable, mientras que en el semisólido se deforma agrietándose. El Limite Plástico queda definido cuando el suelo contiene justo la humedad necesaria para que al amasar manualmente bastoncitos cilíndricos de 0,3 cm de diámetro, éstos no se resquebrajan. La prueba para determinar el Limite Plástico consiste en ir probando diferentes porcentajes de humedad en el suelo, e ir amasando los bastoncitos, hasta que esto suceda. El Límite - Plástico está controlado por el contenido de arcillas a los que no permitan realizar esta prueba, no tienen Limite Plástico y se designan suelos no plásticos. Esto ocurre con algunos limos y arenas. Cuando un suelo posee Limite Plástico, significa que está formado principalmente por ardua o arcilla limosa y el contenido de humedad en ellos determina la magnitud de su capacidad - portante, la cual crece rápidamente a medida que la cantidad de agua disminuye, y viceversa. Por ello, dependiendo del régimen de lluvias, la capacidad portante de los suelos con Limite Plástico varia a lo largo del año en ciertas regiones del mundo, por lo cual se deben tomar precauciones acerca de los datos suministrados en ingeniería de suelos.
Es aconsejable por lo tanto adoptar el menor de los valores relativos a la capacidad portante del suelo, a los fines de diseño estructural de las fundaciones, o bien instalar adecuados sistemas de drenaje para limitar el contenido de humedad del suelo. Las arcillas con valores altos de sus Limites Liquido y Plástico se conocen por arcillas - grasas; en caso contrario son arcillas pobres. Las arcillas grasa se pueden moldear con facilidad aun para bajos contenidos de humedad, mientras que las pobres resultan friables o desmenuzables y e raz6r de que contienen generalmente un gran porcentaje de limos, se las designa por arcil1a limosas. Los valores de los Limites Liquido, Plástico para los minerales arcillosos, así como el Índice de Plasticidad. Los límites resultan muy útiles en la identificación de los suelos arcillosos, a los fines de usarlos como relleno compactado, o en los métodos semiempiricos de estabilidad de taludes. Estos límites sin embargo - no dan información acerca de la textura de las partículas o del grado de alteración que hayan sufrido las uniones de los granos en relación al suelo natural, las cuales pueden destruirse al manipular las muestras para la determinación de los diferentes límites. Por ello los resultados que se obtienen según los límites son siempre aproximados.
El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (Unified Soil Classification System) (USCS) Es un sistema de clasificación de suelos usado en ingeniería y geología para describir la textura y el tamaño de las partículas de un suelo. Este sistema de clasificación puede ser aplicado a la mayoría de los materiales sin consolidar y se representa mediante un símbolo con dos letras. Cada letra es descrita debajo (con la excepción de Pt). Para clasificar el suelo hay que realizar previamente una granulometría del suelo mediante tamizado. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS) deriva de un sistema desarrollado por A. Casagrande para identificar y agrupar suelos en forma rápida en obras militares durante la guerra. Este sistema divide los suelos primero en dos grandes grupos, de granos gruesos y de granos finos. Los primeros tienen más del 50 por ciento en peso de granos mayores que 0,08
mm; se representan por el símbolo G si más de la mitad, en peso, de las partículas gruesas son retenidas en tamiz 5 mm, y por el símbolo S sí más de la mitad pasa por tamiz 5 mm. A la G o a la S se les agrega una segunda letra que describe la graduación: W, buena graduación con poco o ningún fino; P, graduación pobre, uniforme o discontinua con poco o ningún fino; M, que contiene limo o limo y arena; C, que contiene arcilla o arena y arcilla. Los suelos finos, con más del 50 por ciento bajo tamiz 0,08 mm, se dividen en tres grupos, las arcillas (C), los limos (M) y limos o arcillas orgánicos (O). Estos símbolos están seguidos por una segunda letra que depende de la magnitud del límite líquido e indica la compresibilidad relativa: L, si el límite líquido es menor a 50 y H, si es mayor.
