lunes, 15 de noviembre de 2010

PRESENTACIÓN DEL PROYECTO:

El sitio de toma de la muestra está ubicado, en el Carmen de Viboral en la vereda de Betania, aproximadamente a 1 km del parque principal, está ubicada en un tipo de altiplano con superficie regular cerca  de la carretera, no presenta cercanía a ríos, tiene  poca vegetación ya que anteriormente era una zona de cultivo, no posee capa vegetal, presenta 3 tipos de horizontes, tiene proporciones de 2 m x 2 m x 3.50 m.

GEOLOGÍA DE LA ZONA

En el Oriente antioqueño se diferencian tres unidades litológicas las cuales son:
A)   Rocas metamórficas del grupo Ayurá – Montebello
B)   Rocas Ígneas del Batolito Antioqueño
C)   Sedimentos aluviales (incluye depósitos recientes y terrazas)
Es de importancia mencionar que en el municipio de El Carmen de Viboral hay evidencias de depósitos de lodo y cenizas volcánicas.
El riesgo sísmico de la zona es intermedio según la N.S.R
Se  presentan suelos profundos y superficiales bien drenados, contextura fina y media, fertilidad variable de baja a moderada, en su mayoría de uso agrícola.
Geomorfología: Ambiente morfo genético estructural erosional, el paisaje se clasifica por altiplanicies con colinas bajas.

OBJETIVOS

·         Determinar la cantidad en % de diversos tamaños que constituyen el suelo, en cuanto al total de al muestra utilizada.
·         Verificar si el suelo puede ser utilizado para la construcción de proyectos.
·         Conocer la utilización de los instrumentos del laboratorio.
·         Conocer y definir ciertas características importantes del suelo.
·         Combinar el trabajo de clase con el trabajo en campo y en laboratorio
·         Introducir a los estudiantes a los métodos de experimentación, análisis e identificación de los suelos.

RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA EN EL TERRENO

A fin de investigar y conocer las características del subsuelo, que permitió determinar  las propiedades físico-mecánicas de este, se tomo una muestra manualmente en bolsa plástica
PASOS
1-    Perforación del terreno (mínimo 1 metro de profundidad) en este caso  aprovechando la excavación  de un poso séptico de 4 metros de profundidad que se tenía en una construcción  cercana se tomo la muestra de dicho sitio.
2-    Se tomo una muestra de aproximadamente 10 kilogramos de color gris a una profundidad de 4 metros,  con esta muestra se harán todos los ensayos requeridos.
ENSAYOS  REALIZADOS A LA MUESTRA:
·         Determinación del contenido de humedad
·         Limite liquido y plástico
·         Análisis granulométrico método del hidrómetro
·         Gravedad especifica de los sólidos de un suelo

DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD

Este ensayo sirve para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco.
w = (Wagua * 100)/(Wsolidos + Wagua)
Procedimiento ejecutado:
1-    Pesar el recipiente de latón o aluminio.
2-    Colocar una muestra representativa del suelo húmedo en el recipiente y determinar el peso del recipiente mas el suelo húmedo
3-    Poner la muestra en el horno a 110 grados centígrados durante mínimo 24 horas
4-    Después del secado se pesa nuevamente la muestra más el recipiente, asegurándose que la balanza sea la misma para reducir el margen de error.
5-    Se calcula la humedad 

Calculo del contenido de humedad:
            Wrecipiente= 317.9 gramos
            Wtotalhumeda+recipiente= 2033.9 gramos
            Wtotalseca+recipiente= 1556.1 gramos                                    
            Wseca= 1238.2 gramos
Wagua= Whumeda – Wseca
                                                Wagua= 1716 g – 1238.2 g = 477.8 g

                                               w = (477.8 gramos) * 100/1238.2 gramos
                                               w = 38.58%



LIMITES DE ATTERBERG

LIMITE LÍQUIDO Y PLASTICO

Límite líquido:
Es el contenido de humedad por debajo del cual el suelo se comporta como un material plástico. A este nivel de contenido de humedad el suelo está en el vértice de cambiar su comportamiento al de un fluido viscoso.
Procedimiento:
1-    Se pulveriza el suelo seco que pasa el tamiz 40
2-    Se calibra la cuchara de casagrande
3-    Se amasa el suelo con agua hasta que tenga una apariencia cremosa, estado homogéneo
4-    Se deposita parte de la muestra en un recipiente de bronce y se hace una ranura con un acanalador de 12.7 mm
5-    Se hace un conteo de golpes con el equipo hasta que esta se cierre la ranura
6-    Medir la humedad de la muestra cercana a la ranura
7-    Agregar más agua a la muestra inicial y repetir el experimento unas dos a tres veces más, determinando también la humedad de cada muestra en un nuevo experimento

Límite plástico:
Es el contenido de humedad considerar el suelo como material no plástico.
Para calcular el Límite Plástico se usa el resto de la masa usada para calcular el Límite Líquido y con esa se hacen fideos de barro amasados sobre un cristal esmerilado hasta que se agrieten. Luego se colocan en 3 cápsulas para determinar su humedad a través de la media aritmética de las muestras, o sea el Límite de Plasticidad.

El Índice de Plasticidad se obtiene haciendo la resta del Límite Líquido y del Límite Plástico. Con los parámetros de Índice de Plasticidad y Límite Líquido a través de una tabla se confeccionaron las clasificaciones de los suelos por el Sistema Unificado de Casagrande, muy empleados en los informes geotécnicos.

ENSAYOS INDICE LIQUIDO E INDICE PLASTICO




ANEXO LIMITES

Clasificación genérica de los Suelos por el Sistema Unificado de Casagrande =
GW= grava bien graduada, grava arenosa.
GP= gravas mal graduadas o discontínuas, grava arenosa.
GM= gravas limosas o limo-arenosas.
GC= gravas arcillosas o arcillo-arenosas.

SW= arenas bien graduadas, arenas gravosas.
SP= arenas uniformes o con graduación discontínua, arenas gravosas.
SM= arenas limosas, arenas limosas-gravosas.
SC= arenas arcillosas, arenas arcillosas-gravosas.

ML= limos, arenas muy finas, arenas finas limosas o arcillosas.
Limos micáceos.
CL= arcillas de baja plasticidad, arcillas arenosas o limosas.
OL= limos orgánicos y arcillas de baja plasticidad.

MH= limos micáceos, limos de diatomeas. cenizas volcánicas.
CH= arcillas muy plásticas, arcillas arenosas.
OH= limos orgánicos, arcillas de alta plasticidad.
Pt= turba, turbas arenosas, turbas arcillosas.

GRAVEDAD ESPECIFICA DE SOLIDOS DEL SUELO

La gravedad especifica de un suelo se utiliza en el cálculo de las relaciones de fase de los suelos, en los cálculos de los ensayos de granulometría por sedimentación, compresibilidad y potencial de expansión.
El término partículas sólidas significa partículas minerales que ocurren naturalmente y no son solubles fácilmente en agua. En consecuencia la gravedad específica de los materiales que contengan materias extrañas (como cemento, cal y similares), materia soluble en agua (como el cloruro de sodio), y los suelos que contengan partículas con una gravedad especifica menor que uno requieren un tratamiento especial o una definición calificada de su gravedad específica.

PASOS:
1.    Secamos la muestra de suelo en el horno.
2.    Se selecciona lo que pasa el tamiz 40.
3.    Se pulveriza con un rodillo para quitar toda la acumulación de granos.
4.    Llenamos parcialmente el picnómetro con agua des ionizada.
5.    Agregamos una pequeña parte de la muestra de suelo al picnómetro.
6.    Se pone el picnómetro en una bomba de vacios(para sacar todo el aire posible), durante 3 días
7.    Luego se desconecta de la bomba de vacios y se llena de agua hasta el aforo (500 ml) y se vuelve a pesar.


·         Masa picnómetro + agua(parcialmente llena)= m1
·         Masa picnómetro  + agua(parcialmente llena)+ suelo = m2
·         Masa picnómetro + agua(totalmente llena)+ suelo = m3
·         Masa picnómetro calibrado + agua(totalmente llena)= m4

      Masa aire = m2 – m1 = 23.7 g
      Masa saturada = m3 – m4 = 16.2 g
      Masa sumergida = masa aire – masa saturada  =7.5 g
                  Gs =  3.16


ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO

METODO HIDRÓMETRO
Este método es ampliamente utilizado para obtener un estimado de la distribución granulométrica de suelos cuyas partículas se encuentran desde el tamiz  200 (0.075 mm)  hasta alrededor de 0.001 mm.
EQUIPOS
- Hidrómetro 152-H.
·         Balanza con sensibilidad de 0.01gr.
·         Dispersador eléctrico
·         Cilindros graduados
·         Termómetro
·         Agentes dispersante
PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO
Se toman 50 gr de la muestra sacada del horno, se le añade agente dispersantes (Na2PO3), y se deja en reposo por 1 hora como mÍnimo. Luego se transfiere al vaso de dispersión, llenándolo hasta mas de la mitad. Se coloca en el dispensador eléctrico la muestra y se dispersa por 5 minutos. Se vierte la solución en el cilindro graduado lavando bien cualquier residuo y se le agrega agua hasta completar 950ml. Se dispersa la mezcla con el disco perforado por 1 minuto con movimiento rotacional; y se vuelve a limpiar esto llenando el cilindro hasta 1000ml.
Se sumerge el hidrómetro en la mezcla, dejándola reposar tomando las lecturas de éste a cada 30 segundo, luego 1 y 2 minutos. Tomando también la temperatura de la suspensión.
Se reinicia el ensayo sumergiendo el hidrómetro para realizar las lecturas de 5, 10, 15 y 30 minutos, 1, 2, 4, 24 horas  midiendo también la temperatura después de cada operación además de la corrección de ceros.

ENSAYO DE HIDROMETRO


IMAGENES DEL SITIO DE MUESTREO



Fotografias tomadas por Jorge López Elejalde 

BIBLIOGRAFIA

·         Manual de Laboratorios de Suelos en Ingeniería Civil, Joseph E Bowles
·         Antioquia Características Geográficas (IGAC)
·         P. Castro y M. Hermelin: Breve historia de la cartografía geological de Antioquia

CONCLUSIONES

  •         Una de las características mas importantes para poder entender el comportamiento del suelo, es quizás analizar  su contenido de agua (humedad), ya que esto nos ayuda a determinar su cohesión, cambio de volumen y la  estabilidad mecánica.
  • En las pruebas realizadas podemos encontrar una humedad del 38,58% lo que en realidad nos dice que el suelo tiene un porcentaje de humedad estable y que a partir de esto podríamos clasificarlo como un suelo estable con propiedades mecánicas adecuadas.
  • Podríamos bien decir que la gravedad específica se define como el cociente de la masa de los sólidos dada a la densidad de agua, cuando ambos están en la misma temperatura, es por lo tanto una cantidad sin unidades, y nos establece una relación directa entre las densidades, en nuestro estudio de suelos y realizando las practicas pertinentes observamos una gravedad especifica de 3,1 lo que en realidad es verdaderamente grande, porque nos dice que este suelo es 3,1 veces mas denso que el agua y debido a estos resultados arrojados nos hace preocupar y dudar sobre el comportamiento de dicho suelo o pensar también que la practica del (Gs) puede estar equivocada.