DESCRIPCIÓN E DIENTIFICACIÓN DE SUELOS

(PROCEDIMIENTO VISUAL Y MANUAL)

I.N.V.E – 102 – 07

A continuación se hace una descripción de los procedimientos llevados a cabo en campo y oficina para la identificación de suelos en un talud ubicado hacia el costado nor-oriental de la ciudad de Tunja, más exactamente en las inmediaciones del viaducto José Nepomuceno Niño con el barrio el Dorado, es decir, al paso de la rotonda que comunica dichas arterias viales.

Para dicha labor, se tiene una secuencia de actividades de identificación, procedimientos e interpretación de resultados basadas en la norma INVIAS enumerados así:

1. OBJETIVO

La mencionada práctica tiene como objeto describir el procedimiento para identificar suelos y está basada en el sistema de clasificación unificada. La identificación se hace inicialmente mediante un examen visual y a través de ensayos manuales.

Debido a que es un procedimiento netamente académico, es decir, no involucra identificación precisa de suelos con fines ingenieriles, se usa un sistema de clasificación general que busca en sí, tener un primer acercamiento a los procesos llevados a cabo para identificación de suelos.

Basados en la norma, para dicho ejercicio se sugiere identificación de partículas de 75 mm (3’’), de 150 mm y así sucesivamente según sea el caso, además, se menciona que la porción del suelo identificable con esta norma no sólo se limita a suelos que se presenten de manera natural, sino que abarca suelos con roca triturada, arcillolitas, etc, lo que amplía el rango de clasificación y evita grandes sesgos a la hora de clasificaciones más específicas.

2. DEFINICIONES

Basados en lo estipulado por la norma, se sugieren definiciones según sea el tamaño de las partículas identificadas en campo y subdivisiones de las mismas para hacer más exacto el proceso de identificación. Para el talud visitado se encontró partículas que predominaban entre 3 a 4 tamaños diferentes pero consistentes a lo largo del mismo, por tanto, se definió entre los grupos:

- Partículas retenidas en tamiz de 75 mm (3’’)

● Fragmentos: Partículas de roca que no pasan una malla con abertura cuadrada de 300 mm (12’’)

- Grava: Partículas de roca que pasan un tamiz de 75 mm (3") y quedan retenidas sobre un tamiz de 4.75 mm (No.4)

● Fina: Pasan tamiz de 19 mm (3/4’’) y queda retenida sobre tamiz de 4.75 mm (No. 4)

- Arena: Partículas de roca que pasan un tamiz de 4.75 mm (No.4) y quedan retenidas sobre un tamiz de 75 µm (No.200)

● Media: Pasa tamiz 2.00 mm (No.10) y queda retenida sobre tamiz de 425 µm (No.40).

- Arcilla: Suelo que pasa tamiz de 75 µm (No.200); el cual puede mostrar la plasticidad (consistencia como de masilla) dentro de un cierto intervalo de humedad, pero que muestra considerable resistencia cuando se seca al aire.

Para su clasificación, una arcilla es un suelo de grano fino, o la porción fina de un suelo con un índice de plasticidad igual o mayor que 4, para el cual la coordenada que representa el índice plástico contra el límite líquido en la carta de plasticidad cae por encima de la línea "A".

3. RESUMEN DEL PROCEDIMIENTO

A partir del examen visual y de los ensayos manuales realizados, la norma da criterios para describir e identificar los suelos, para ello, al suelo se le da una identificación asignándole símbolos de grupo y nombre. Se encuentran así, diagramas de flujo para suelos de grano fino y suelos de grano grueso que permiten encontrar el símbolo adecuado para el suelo que se posea, aclarando que si no se puede colocar claramente en un grupo específico, se usan dobles símbolos o símbolos fronterizos.

Un doble símbolo corresponde a dos símbolos separados por un guión e indica que el suelo tiene propiedades que requieren los dos símbolos, mientas que el símbolo fronterizo se representa por una diagonal e indica que las propiedades del suelo identificado no lo colocan de manera definitiva en un grupo específico.

Como se especificó en el anterior numeral, para el caso, se identificaron de 3 a 4 tamaños de partículas, por tanto, a continuación se adjuntan los posibles

diagramas de flujo, que a nuestro juicio, corresponden con la simbología que debería llevar dicho talud. CL, SP y SC.

4. USO Y SIGNIFICADO

La información proporcionada por la norma se usa en la descripción del suelo y ayuda en la evaluación de propiedades del mismo, a su vez, sirve como complemento en la clasificación a través de pruebas de laboratorio, como ya se ha mencionado, al ser éste un procedimiento para conocer las formas de identificación, los laboratorios no son incluidos en ésta práctica y se desarrolla a partir de exámenes netamente visuales.

5. EQUIPOS

- Navaja de bolsillo

- Espátula pequeña

- Lupa de mano pequeña

6. REACTIVOS

Para el caso se empleó agua, como un medio para moldear el material presente en el talud y hacer una aproximación a la identificación del suelo, cabe aclarar que aunque la norma menciona el ácido clorhídrico como otro reactivo apto para la identificación de suelos, para la realización de la práctica, no fue utilizado.

7. PRECAUCIONES DE SEGURIDAD

No se hace énfasis en éste ítem pues la norma hace especial mención en la manipulación del ácido clorhídrico y los cuidados que lleva la aplicación del mismo, sólo se tendría en cuenta la ubicación del talud a las orillas de una vía pero no se presentaron problemas y se tomaron las respectivas precauciones.

8. MUESTREO

La muestra se considera representativa pues se realizó una extracción de cada capa identificada netamente de manera visual, esto explicado en el cambio de color que presentó cada estrato.

Al ser un procedimiento descriptivo general, no se tuvo en cuenta factores que presenta la norma, como lo son relaciones de localización con respecto a una referencia permanente como por ejemplo un sistema de alcantarillado, lo cual evidentemente puede ser motivo de cambios en la coloración o manifestación de los estratos.

Además, se sugieren tamaños mínimos de las muestras según el tamaño máximo de las partículas, ítem que tampoco se tuvo en cuenta, pues para partículas de 75 mm se sugieren muestras de 60 kg, lo cual evidentemente no viene al caso, sustentado además, en que dichas muestras se enfocan para estudios minuciosos y prácticas de laboratorio.

9. INFORMACIÓN DESCRIPTIVA PARA LOS SUELOS

9.1 Angulosidad: Para el caso, se establece un intervalo de angulosidad, encontrando las partículas estudiadas entre angulosas y sub – angulosas.

9.2 Forma: Para el caso, se indicará la fracción de las partículas que tienen determinada forma pues la variedad no nos hace suponerlas en un rango específico, entonces, se manifiesta como un tercio de las partículas son planas y el restante se encuentran como partículas planas y alargadas.

9.3 Color: El talud contiene capas o parches de colores variables, cabe aclarar que este color se presentó en condiciones húmedas pues la noche anterior a la visita llovió bastante y algunas muestras aún estaban un poco húmedas, se encontraron tonalidades de naranjas oscuros hasta llegar a naranjas claros, colores arenosos con zonas blancas.

9.4 Olor: Debido a la incapacidad para analizar correctamente éste ítem no se puede brindar un aspecto que ayude en la clasificación en cuanto al olor, lo único que proporciona, es la posibilidad de descartar que sea un suelo netamente orgánico, pues el olor no era de vegetación en putrefacción, la cual es característica de ésta clase de suelos.

9.5 Condición de humedad: Aunque ya se mencionó que algunas muestras se encontraban húmedas por la lluvia del día inmediatamente anterior, se evalúa este ítem con base en las zonas que se observaban en su estado natural, es decir, no se veían con la presencia de lluvias, clasificándolas así como húmeda.

9.6 Reacción con HCI: Éste índice no se tendrá en cuenta pues como se manifestó anteriormente no se disponía de ácido clorhídrico.

9.7 Consistencia: Para el correspondiente talud se encontró una consistencia dura.

9.8 Cementación: Basados en la tabla que se adjunta a continuación, se clasifica en una cementación moderada.

9.9 Estructura: Para dicha clasificación se hace un poco complicado establecer un grupo específico, principalmente por la inhabilidad y desconocimiento aún, de algunos ítems característicos propios de cada subdivisión, de manera general, se clasifica dentro de una estructura estratificada.

9.10 Rango de los tamaños de las partículas: Tomando consideraciones con falta de información y capacidad para éstos casos, se estima visualmente que alrededor de 10% del talud posee grava fina a gruesa y el restante 90% de arena fina a gruesa.

9.11 Tamaño máximo de partícula: Al ser una práctica de sólo observación se tomaron pocas muestras para evaluar condiciones, por tanto, mencionar un tamaño máximo sería algo arbitrario e inadecuado pues este índice no fue tenido en cuenta.

9.12 Dureza: La forma correcta de manipular éste intervalo es con la utilización de un martillo para golpear las partículas y evaluar su fracturación o consistencia, pero para no dejar sin información este apartado, al presionar alguno fragmentos se desmoronaron parcialmente, lo que lo descarta inmediatamente de partículas duras.

9.13 Comentarios adicionales: Es un talud de gran altura con materia orgánica en su parte superior, la cual tiene presencia de raíces en sus estratos más altos, sin ser éstos, una afectación para los estratos más bajos, además tiene una forma relativamente consistente a lo largo del talud, sin presencia de huecos u otros fenómenos a causa de la materia orgánica.

10. IDENTIFICACIÓN PRELIMINAR

Se presenta un suelo de grano fino pues menos del 50% del mismo, son granos gruesos. El procedimiento para identificarlo se menciona a continuación.

11. PROCEDIMIENTO PARA IDENTIFICAR LOS SUELOS DE GRANO FINO

El procedimiento se toma de manera textual de la norma, pues en la secuencia correcta y original de la norma radica la veracidad del veredicto a dar en la clasificación, el algoritmo estipulado es el siguiente:

11.1 Escoger una muestra representativa del material que se va a examinar. Remuévanse las partículas mayores que el tamiz de 425 µm (No.40) (arena mediana y más gruesa), hasta disponer de una muestra equivalente a una manotada de material. Esta muestra se usa para realizar las pruebas de resistencia seca, dilatancia y tenacidad o dureza.

11.2 Resistencia seca:

11.2.1 Se escoge de la muestra material suficiente para moldear una esfera de alrededor de 25 mm (1") de diámetro, moldeándola hasta que tenga la consistencia de una masilla, agregando agua si fuere necesario.

11.2.2 Del material moldeado, se elaboran al menos 3 especímenes. Un espécimen para el ensayo consistirá en una esfera de material de 12.5 mm

(½") de diámetro aproximadamente. Permítase que los especímenes de ensayo se sequen al aire, al sol o por medios artificiales, siempre que la temperatura no exceda de 60° C (140° F).

11.2.3 Si la muestra contiene terrones naturales secos de alrededor de 12.5 mm (½") de diámetro, pueden usarse éstos en lugar de las esferas moldeadas.

11.2.4 El proceso de moldeo y secado generalmente produce resistencias mayores que las halladas en terrones naturales secos.

11.2.5 Se ensaya la resistencia de las bolitas o los terrones apretándolos entre los dedos. Si se usan terrones naturales secos, se deben desechar los resultados de los que contengan partículas de arena gruesa. Para el talud encontrado se encontró una resistencia mediana.

11.2.6 La presencia de materiales cementantes de alta resistencia que son solubles en agua, como el carbonato de calcio, puede causar resistencias secas excepcionalmente altas. La presencia de este carbonato se puede detectar, generalmente, por la intensidad de la reacción con el ácido clorhídrico diluido que para el caso no fue posible determinar.

11.3 Dilatancia

11.3.1 Se escoge suficiente material para moldear una esfera de aproximadamente 12.5 mm (½"), de diámetro, se moldea y agrega agua, si fuere necesario, hasta que el suelo adquiera consistencia blanda pero no pegajosa.

11.3.2 Con una navaja o una pequeña espátula se aplana la esfera de suelo así formada en la palma de una de las manos; se agita horizontalmente golpeándola contra la otra mano varias veces. Nótese la reacción cuando aparezca el agua en la superficie del suelo, el cual mostrará una consistencia gelatinosa y de aspecto brillante. Se exprime la muestra cerrando la mano o apretándola entre los dedos y se anota la reacción como nula, lenta, o rápida

de acuerdo con los criterios establecidos. La reacción es la velocidad con la cual aparece el agua mientras se sacude y desaparece cuando se aprieta.

Para el talud estudiado, se encontró una dilatancia lenta.

11.4 Tenacidad

11.4.1 Después del examen de dilatancia la muestra se conformará en una pastilla alargada y se enrollará con la mano sobre una superficie lisa o entre las palmas de las manos hasta formar rollos de cerca de 3 mm (1/8") de diámetro. (Si la muestra está muy húmeda para hacer fácilmente los rollos, se extiende en una capa delgada para que pierda agua por evaporación). Se desharán luego los rollitos formados y se volverán a enrollar repetidamente hasta que se desmoronen a un diámetro de 3 mm (1/8"). Cuando el rollo se desmorona a este diámetro, el suelo está cerca del límite plástico. Se anotará la presión requerida para formar los rollitos cerca del límite plástico así como su resistencia. Después de que el rollito se desmorone, deberán juntarse los terroncitos que quedan y amasarlos hasta que se desmoronen y se anotará entonces la tenacidad del material durante el amasado.

11.4.2 Describir la tenacidad de terrones y rollitos como baja, mediana o alta, de acuerdo con los criterios establecidos, siendo para el caso, uan tenacidad mediana, aún con ciertas dudas en cierto ítem.

11.5 Plasticidad: Con base en las observaciones hechas durante el ensayo de tenacidad, la plasticidad del material se debe describir según los criterios dados en las tablas adjuntas. Se encontró una plasticidad media.

11.6 Se decide que el suelo es inorgánico de grano fino pues no contiene las suficientes partículas orgánicas como para que influyan sobre las propiedades del mismo.

12. PRECISIÓN Y TOLERANCIAS

Esta norma provee información cualitativa únicamente; por lo tanto, no son aplicables a la misma los enunciados de precisión y tolerancia.

13. NORMAS DE REFERENCIA

ASTM D 2488 – 00