“ESTUDIO DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SUELOS INESTABLES Y LA APLICACIÓN DE COMPUESTOS QUIMICOS PARA SU ESTABILIZACIÓN”

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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO

PROYECTO DE AULA DE QUÍMICA

1. DATOS INFORMATIVOS

INTEGRANTES:

       BARRERA ERIK                        CASTRO JONATHAN

       CARRASCO DAVID                   PILLAPA DANIEL

PARALELO: INGENIERIA “J”

TEMA:

“ESTUDIO DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS SUELOS INESTABLES Y LA APLICACIÓN DE COMPUESTOS QUIMICOS PARA SU ESTABILIZACIÓN”

              DOCENTE: ING. ANA GORDILLO

INDICE

II.        OBJETIVOS        

III.        METODO        

IV.        RESULTADOS        

V.        CONCLUSIONES        

VII.        BIBLIOGRAFIA        

VIII.        ANEXOS        

1. OBJETIVOS

- Objetivo General

Analizar la importancia de la Química en la estabilización de suelos.

- Objetivos específicos

- Determinar cuál o cuáles son los compuestos químicos para la estabilización de suelos.

- Identificar cuáles son los compuestos químicos que hacen que un suelo sea inestable.

- Formación de los componentes químicos

1. METODO

La composición química de los suelos inestables es un tema muy extenso, por lo que el este proyecto presentaremos los más importantes, por lo cual hemos realizado una investigación a detalle de diferentes fuentes bibliográficas que nos han permitido conocer y dar a conocer los diferentes componentes químicos para hacer un suelos más consistente que no tienda a derrumbarse con facilidad.

1. RESULTADOS

La composición química de los suelos inestables es muy extensa, por lo que en este proyecto analizaremos los más importantes; además de compuestos químicos para su debida estabilización y el tipo de suelo que encontramos en nuestro proyecto el cual es de tipo arenoso y arcilloso.

Entre los múltiples factores que afectan la Estabilidad Estructural de los suelos tenemos en primer lugar la Distribución de Partículas por Tamaño, la cual constituye una de las características más importantes por cuanto afecta innumerables propiedades de los suelos, entre ellas: la superficie específica, la consistencia, la estructura, la porosidad, la velocidad de infiltración, la conductividad hidráulica, etc.

La distribución de partículas por tamaño, se refiere a las proporciones relativas de arenas, limos y arcillas y, también, a las partículas o fragmentos superiores a 2 mm, hasta llegar a los tamaños de gravillas y gravas o fragmentos de mayor tamaño.

Esta distribución afecta la estabilidad estructural notablemente, por cuanto condiciona la "agregabilidad" o facilidad o tendencia de las partículas a dejarse unir entre sí. Para que las partículas de un suelo puedan unirse entre sí, se requiere de un cierto porcentaje de partículas finas, muy finas y de tamaño arcilla. Los suelos excesivamente arenosos, y cuando su fracción arena es muy gruesa, > de 2 mm, poseen muy poca "agregabilidad". Por el contrario, cuando los suelos poseen un alto contenido de arcilla, su agregabilidad es alta. No quiere decir esto que tengan estabilidad estructural ya que dichos agregados podrían desbaratarse relativamente fácil en el agua. Cuando el suelo no tiene "agregabilidad", es difícil lograr su estabilidad estructural, como es el caso con suelos formados por arenas gruesas.

Muchos investigadores han llegado a la conclusión de que la textura mejor balanceada corresponde a la de los suelos francos con arcilla entre 10 y 25%, limo entre 28 -50% y arena entre 30-55%. (Montenegro, 1991)

La composición química de los suelos se puede dividir en orgánicos e inorgánicos. Representan las partículas minerales el 50% del total, de las cuales dominan la arena, arcilla y caliza, y en menor medida óxidos e hidróxidos de hierro y sales; las de origen orgánico suponen el 5%; el 45% que resta lo ocupan aire y agua, los cuales aprovechan la porosidad de la arena (el componente más importante de los suelos) para penetrar en los suelos y permitir la iteración con los demás elementos.

Los elementos más abundantes en la corteza terrestre son el Oxígeno (O) y el Silicio (Si), los cuales representan el 75% del total; así siguiéndolos el Aluminio (Al), el Hierro (Fe), el Calcio (Ca), el Sodio (Na), el Potasio (K) y el Magnesio (Mg).

Uno de los compuestos más abundantes es la arcilla los cuales proceden de silicatos descompuestos de la roca madre. Son principalmente una mezcla de silicatos de aluminio hidratados, los cuales pueden incorporar además hierro, magnesio y potasio. La más típica es la caolinita (sílice, alúmina y agua). La presencia dominante de los silicatos de aluminio es la razón de que el contenido en arcilla de los suelos, sea expresado en tantos por ciento de óxido alumínico o alúmina (Al2O3).

Cantidad y Clase de Arcillas

La cantidad y clase de arcillas tiene un marcado efecto sobre las propiedades del suelo que determinan su Estabilidad Estructural.

Entre las principales fuerzas que ligan las partículas elementales del suelo podemos destacar aquellas que se originan en los puentes Caolinita-Calcio-Acido Húmico (Caolinita-Ca-AH), Ilita-Calcio-Acido Húmico (Ilita-Ca-AH) y Montmorilonita-Calcio-Acido Húmico (Montm-Ca-AH). Estas han sido estudiadas por Varadachari, Mondal y Gosh (Soil Science, Marzo 1995), quienes encontraron que a nivel de las partículas de arcilla, los puentes con el Ácido Húmico se pueden establecer con diverso grado de fortaleza, dependiendo del catión intermediario, y del grado de saturación de la arcilla con Calcio, siendo mayor la ligazón del Ácido Húmico a través de puentes Calcio que a través de puentes Sodio. También encontraron los mencionados autores que la ligazón Ilita-Ca-AH es más fuerte que la ligazón Montm-Ca-AH pero que esta última se ve afectada y puede aumentarse dependiendo del grado de dispersión y de otros factores.

La arena, cuya importancia ya se ha dicho, procede de la roca por meteorización (efectos externos que alteran las rocas superficiales); la silícica es la más típica, por ello se suele expresar el contenido de arena de los suelos en tanto por ciento de sílice (SiO2).

Ahora que sabemos qué tipo de suelos tenemos y cuál es su composición veremos un claro ejemplo de estabilización de suelos como es el terrasil.

Terrasil es un reactivo modificador de suelos compuesto al 100% por organosilanos, soluble en agua, estable al calor y a la radiación ultravioleta. Terrasil, reacciona químicamente  con todo tipo de suelos y su principal efecto consiste en la impermeabilización/hidrofugación de las partículas del suelo frente a la acción del agua. Posee grupos silanol, que reaccionan con los silicatos presentes en el suelo, transformando sus superficies y confiriéndoles propiedades hidrófobas permanentes. Así, el suelo repelerá las moléculas de agua, impermeabilizándolo y evitando los problemas derivados de la presencia de la misma. El Terrasil esta unido a las técnicas de estabilización de suelos ya que estas se desarrollan debido a la necesidad de mejorar artificialmente las características de un suelo de tal modo que sea apto para integrar una determinada capa de firme. En la estabilización de suelos en primer lugar se pretende aumentar la resistencia mecánica, consiguiendo una adecuada estabilidad a las cargas y una escasa variación volumétrica. El proceso de estabilización de suelos no solo nos ayuda a la mejora de suelos de mala calidad con problemas de plasticidad y granulometrías finas, si no que se ha extendido a realizar tratamiento con áridos de buena calidad. La estabilización de suelos se viene desarrollando en España desde los años 90, con el fin principal de mejorar los suelos arcillosos. Los efectos y ventajas en los que se basan las técnicas de estabilización de suelos han hecho que su aplicación actual no se limite a capas de infraestructura como terraplenes, coronación y fondos de desmonte en carreteras sino que se apliquen en multitud de tipos y partes de las explanaciones

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