Para que los proyectos de ingeniería (carreteras, edificios, túneles, etcétera) puedan concretarse con la mayor eficiencia y calidad, es necesario contar con información detallada y precisa sobre el lugar donde serán realizados. Esta información es obtenida, en gran medida, mediante pruebas en un laboratorio de mecánica de suelos.
Las pruebas son efectuadas por ingenieros en geotecnia, como los expertos de Latitud-19. Se encargan de realizarlas e interpretarlas para determinar las propiedades del suelo. Son diversas, las cuales se agrupan en índice y mecánicas.
¿En qué consiste la mecánica de suelos?
Para quienes no conocen mucho sobre el tema, les invitamos a leer esta sección. La mecánica de suelos es un área importante de la ingeniería cuyo objeto de estudio son las cargas o fuerzas que se establecen en la superficie de la tierra. Aplica las leyes tanto de la hidráulica como de la mecánica a dificultades vinculadas con la consolidación de sedimentos y partículas subatómicas. Ingenierías como la civil dependen de ella, donde las construcciones y su comportamiento se determinan por el suelo que se emplea en los rellenos, entre otros materiales.
Fue inventada por Karl Von Terzaghi hace casi un siglo. Desde entonces se ha convertido en un paso crucial para estudiar los suelos, conocer sus propiedades y la manera en que pueden usarse para diversos proyectos. Ahora bien, si la capacidad de los suelos resulta minimizada en relación con fuerzas aplicadas, ocurrirán deformaciones. De estas surgen efectos secundarios como fisuras, grietas y lo más peligroso, el derrumbe de las obras.
Las pérdidas de inversiones y de valiosas vidas es uno de los objetivos primordiales de la mecánica de suelos. Para su obtención, los ingenieros estudian minuciosamente las condiciones del suelo y los cimientos. Esta área incorpora temas de relevancia como teorías de los suelos y de su comportamiento cuando están sujetos a cargas, la investigación de las propiedades químicas y físicas y las técnicas que pueden aplicarse según los casos.
Al presentar nuestro país suelos diversos con comportamientos distintos en función de sus características, es importante que se realicen estudios exclusivos. Solo pueden efectuase por personal capacitado (como los expertos en topografía México de Latitud-19) que no se remitan solo a conocimientos genéricos, también que conozca la influencia de las particularidades de los suelos. Cuando aplican las técnicas de mecánica se involucran en tres fases:
- Trabajo de campo.
- Trabajo de laboratorio.
- Trabajo de gabinete.
La segunda fase es la que nos interesa en esta publicación, por lo que a continuación la comentaremos.
¿Cuáles son las pruebas realizadas en el laboratorio?
Cuando se obtienen materiales (ya sean suelo o rocoso) durante la primera fase y mediante el muestreo en las áreas de estudios, es menester efectuar diversas pruebas en un laboratorio de mecánica de suelos. Es importante que se realicen según las normativas establecidas con el fin de garantizar la resistencia y calidad que requiere cada obra. Las pruebas son diversas y se agrupan en mecánicas e índice según la información que se quiera obtener.
Pruebas índice
Brindan información útil sobre el suelo con el que se labora, su composición granular y comportamiento hidráulico. Algunas son:
- Límites de consistencia. Se dividen en dos, límite de líquido y plástico. El primero se refiere al contenido de agua entre el estado plástico y semilíquido de los suelos mientras que el último entre el semisólido y el plástico.
- Granulometría. Permite conocer la composición de tamaños de la muestra a través de su paso por diversas mallas con aberturas. Pasa primero por las que tienen diámetro mayor y al último por las más cerradas.
- Contenido natural de líquido. Posibilita el conocimiento del contenido de agua en las muestras de suelo. Se lleva a cabo comúnmente mediante secado al horno.
- Contracción lineal. Consiste en la disminución del volumen de los suelos, empezando por el límite líquido hasta el de contracción, en relación a su longitud original.
- Peso volumétrico. Se refiere a la el volumen que ocupa un suelo y su volumen.
- Valor relativo de soporte (VRS). Hace referencia a la resistencia que los suelos presentan ante el esfuerzo cortante. Permite determinar sus características de resistencia, especialmente los que se usar para diseñar pavimentos.
Para materiales rocosos se realizan las siguientes pruebas índice en el laboratorio de mecánica de suelos:
- Se efectúa para medir el porcentaje de absorción de líquido de las muestras.
- Contenido natural de agua. Hace referencia a la relación entre el peso de agua que las rocas contienen y el peso cuando es sólida.
- Peso volumétrico. Se emplea con el fin de conseguir la relación entre el volumen de las muestras y su peso.
- Medición del índice de calidad. Se define como el porcentaje de recuperación de testigos mayores a un decímetro, sin considerar las fracturas derivadas de las perforaciones en relación a la total longitud del sondeo.
Pruebas mecánicas
Ofrecen información sobre el comportamiento de los suelos. Se refieren a características como esfuerzos de carga, asentamientos y compactación. Algunas pruebas son:
- Permiten conocer el coeficiente de permeabilidad, es decir, la propiedad del suelo de facilitar el discurrir de líquidos a través de sus vacíos.
- Consolidación. Provee datos sobre la compresibilidad, grado de asentamiento y presión máxima que una muestra soporta.
- Expansión. Permite determinar el incremento de volumen cuando es humedecida una muestra.
Para materiales rocosos se usan las siguientes:
- Abrasión. Se efectúa para conocer el porcentaje de desgaste en muestras rocosas.
- Compresión simple. Somete las muestras a cargas para medir los cambios en su volumen y forma.
Cada una de las pruebas mencionadas se efectúa en sitios específicos dentro del laboratorio de mecánica de suelos, con equipos diversos, desde sencillos (como cucharones, mazos, cápsulas, palas, espátulas, bolsas y lonas) hasta los que requieren calibración o verificación (como balanzas, prensas, vernier y hornos). Los pasos son estipulados por diversas normas ya que permiten arrojar resultados confiables. En el caso de Latitud-19 nos enfocamos en la normativa de la American Society for Testing and Materials, en las muestras tanto alteradas como inalteradas. Esto con el fin de ofrecerles el mejor servicio geotécnico.
¿Necesitas una cotización? Nosotros te podemos ayudar
