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Tierra, suelo, laterita

Generalidades

Cuando nos referimos a tierra o suelo en construcci�n, ambos t�rminos son el mismo material. El barro es una mezcla de suelo h�medo, pl�stico, con o sin aditivos, que es empleado para hacer bloques de barro (adobe) o muros monol�ticos de barro (tapial).

Tierra

La tierra es el material suelto que resulta de la transformaci�n de la roca matriz subyacente por la m�s o menos interacci�n simultanea de factores clim�ticos (sol, viento, lluvia, helada) y cambios qu�micos, provocados por agentes biol�gicos (flora y fauna) y la migraci�n de sustancias qu�micas a trav�s de la lluvia, helada) y cambios qu�micos, provocados por agentes biol�gicos (flora y fauna) y la migraci�n de sustancias qu�micas a trav�s de la lluvia, evaporaci�n, agua subterr�nea y de la superficie.

Laterita

De los diversos tipos de tierra que se forman en los tr�picos y sub-tr�picos, la laterita es de especial inter�s para la construcci�n. Estas son tierras altamente expuestos a la intemperie, que contienen grandes proporciones, aunque extremadamente variables, de �xidos de hierro y aluminio, as� como cuarzo y otros minerales. Estos se encuentran abundantemente en tr�picos y sub-tr�picos, aparecen bajo grandes praderas o en claros de bosque en regiones lluviosas. Los colores pueden variar desde ocre hasta rojo, marr�n, violeta a negro, dependiendo grandemente de la concentraci�n de oxido de hierro.

Las caracter�sticas especiales de lateritas, que las diferencian de otras tierras son:

• Las tierras blandas tienden a endurecerse expuestos al aire, por lo cual los bloques son cortadas tradicionalmente in situ (por ejemplo, en la India), son dejados para endurecer y luego utilizados en construcci�n de muros de mamposter�a (por ello el nombre fue derivado de la palabra "later", palabra en lat�n de "ladrillo").

• Mientras m�s oscura sea la laterita, ser� m�s dura, pesado y resistente a la humedad.

• Se ha encontrado que algunas lateritas tienen una reacci�n puzolanica cuando son mezcladas con cal (la cual se explica por el alto contenido de arcilla), produciendo materiales de construcci�n duros y durables (por ejemplo, bloques estabilizados).

Sin embargo, independientemente del tipo de tierra, �ste siempre se compone de part�culas de diferentes tama�os y naturaleza, como se resume en el siguiente cuadro.

Adem�s de las part�culas s�lidas, el suelo tambi�n contiene:

• Aire, que es un factor debilitador y no deseable en la construcci�n de edificaciones, ya que tambi�n contiene microorganismos y vapor de agua, los cuales pueden deteriorar los componentes de la edificaci�n.

• Agua, sin la cual la tierra no puede ser utilizado en la construcci�n, pero puede contener sustancias disueltas (sales) que podr�an crear problemas.

La mayor�a de suelos son adecuados para utilizarlos como material de construcci�n, sin embargo en algunos casos, se requiere aumentar o retirar ciertos elementos para mejorar su calidad. Algunas pruebas deben ser llevadas a cabo para identificar las caracter�sticas de la tierra y sus propiedades para la construcci�n de edificaciones Los procedimientos se describen bajo el t�tulo Ensayos de Suelo.

Debe enfatizarse, centrar o a la creencia com�n, que la construcci�n con tierra no es una tecnolog�a simple. El s�lo hecho que nativos de algunos pa�ses han estado construyendo sus viviendas con tierra hace miles de a�os no significa que la tecnolog�a est� suficientemente desarrollada o que es conocida por todos. Es la falta de experiencia la que verdaderamente origina construcciones pobres, lo cual a su vez da mala reputaci�n al material. Sin embargo, con alguna gu�a, cualquiera puede aprender a construir satisfactoriamente con tierra, y as� renovar la confianza en uno de los materiales de construcci�n m�s antiguo y m�s vers�til.

Material	Caracter�stica	Tama�o de Part�culas	Descripci�n
Grava		60 a 2 mm.	Piezas gruesas de rocas como granito, caliza, m�rmol, etc., de cualquier forma (redonda, plana, angular). La grava forma el esqueleto del suelo y limita su capilaridad y contracci�n.
Arena		2 a 0.06 mm (los granos m�s pe que�os pueden ser distinguidas a simple vista)	Part�culas compuestas principalmente de s�lice o cuarzo; la arena de playa contiene carbonato de calcio (fragmentos de conchas), Los granos de arena tiene poca cohesi�n en la presencia de apara, y limita la dilataci�n y contracci�n.
Limo		0.06 a 0.002 mm	F�sica y qu�micamente igual que la arena, s�lo que es m�s fino. El limo le da a la tierra estabilidad al incrementar su fricci�n interna, y lo mantiene unidos cuando esta h�medo y comprimido.
Arcilla		Mas peque�o que 0.002 mm. (2 u)	La arcilla resulta de la erosi�n qu�mica de las rocas, principalmente silicatos. Las part�culas de silicato de aluminio hidratado son l�minas delgadas de superficie especifica extremadamente grande, causando una fuerte cohesi�n en presencia del agua, tambi�n excesiva dilataci�n y contracci�n.
Coloides		M�s peque�o que 0.002 mm (2 u)	Son part�culas finas resultantes de la descomposici�n de minerales y materia org�nica (la arcilla es el principal coloide mineral), formando una sustancia gelatinosa
Materia Org�nica		Varios mm a varios cm	Son microgranos y fibras resultantes de la descomposici�n de plantas y fauna del suelo. Tiene una estructura esponjosa y fibrosa y tiene un olor a madera h�meda en descomposici�n.

Aplicaciones

Las construcciones de tierra se encuentran en todas partes del mundo, aunque en menor medida en �reas extremadamente lluviosas.

Las edificaciones pueden consistir totalmente o parcialmente de tierra, dependiendo de su localizaci�n, clima, grado de capacitaci�n, costo y uso de la edificaci�n. La construcci�n puede ser monol�tica o hecha de varios componentes (ladrillos, enlucidos, relleno).

En �reas donde hay una gran variaci�n de la temperatura diurna (zonas �ridas o serran�a) los muros y los techos son preferentemente m�s gruesos que en climas m�s uniformes (zonas h�medas), donde la necesidad de materiales de alta capacidad t�rmica es menor.

La tierra puede ser utilizado en todas las partes principales del edificio:

Cimientos

• Variedades duras de laterita, con una buena granulometr�a (arena y grava), ligeramente compactada, para edificios peque�os en regiones secas.

• Laterita similar como �rido para concreto.

• Adobes estabilizados secados a aire, con 10% de contenido de cemento, asentado en mortero de laterita-cemento, s�lo en regiones secas.

Muros

• Base igual que para los cimientos.

• Moldeado directo, sin encofrado, s�lo presionando tierra h�meda con la mano.

• Construcci�n de tierra apisonada presionando ligeramente suelo humedecido en los encofrados (similar al concreto) para muros monol�ticas. Estabilizaci�n con paja, cemento, cal, asfalto, esti�rcol, etc., seg�n se requiera.

• Construcciones con arcilla y paja, similar a las de tierra apisonada, pero con paja (de cualquier tipo) como principal ingrediente y la arcilla como el aglomerante. (Buen aislamiento t�rmico, por ejemplo para regiones de sierra).

• Tierra embadurnada aplicada sobre una superficie de soporte, por ejemplo marco de madera o bamb� trenzado con paja o con mimbre (entretejida y embadurnada).

• Construcciones de mamposter�a, utilizando bloques de barro (adobe) secado al aire asentados en mortero de barro (a�adiendo algo de arena). Requiere de enlucido para protegerlo de la lluvia.

• Construcciones de mamposter�a, utilizando bloques comprimidos de suelo estabilizado secado al aire, asentados en mortero de suelo-cemento o suelo-cal. En �reas de lluvias moderadas, no requiere de enlucido.

• Enlucidos, empleando suelo con o sin aditivos, tales como aglomerantes (cemento, cal, yeso), agentes impermeabilizantes (asfalto, extractos de plantas, productos qu�micos), material fibrosos (fibras de plantas o animales, esti�rcol), o utilizando sencillamente esti�rcol.

Diferentes m�todos de construcci�n con tierra (Bibl. 02.19)

• Pinturas basadas en mezclas de suelo.

Pisos

• En �reas razonablemente secas, con un buen drenaje ada con grava peque�a y una capa de arena, la capa de la superficie hecha de tierra limosa, mezclado con 5% de aceite de linaza y compactado con pis�n o vibrador.

• Como el anterior, pero con capa superficial de tejas o ladrillos estabilizados, tendidos sobre un lecho de arena y unidos con mortero de tierra-cemento.

• Pisos de casas rurales tradicionales (Asia, Africa) hechos de tierra o piedra compactada y alisado con una mezcla de tierra y esti�rcol, o s�lo esti�rcol (para resistir la erosi�n, grietas e insectos).

• Otros endurecedores de superficies: orina de animal (caballo) mezclada con cal, sangre de buey mezclado con cenizas y escorias trituradas, cola animal, aceites vegetales, hormigueros pulverizados, conchas trituradas, ciertos silicatos y otros productos sint�ticos.

Techos

• Techos planos tradicionales con subestructuras de madera cubierta con tierra (igual que para los muros de tierra apisonada) y bien compactado, s�lo es conveniente para regiones secas.

• Rollos de fibra-suelo colocados h�medos entre las correas de madera, en techos planos o inclinados, nivelados con un enlucido de fibra-tierra y cubierto con fieltro asf�ltica o capa de asfalto; no se recomienda en �reas propensas a termitas.

• Tejado cubierto con hierba, requieren de una membrana impermeable y antiraices, grava para desaguar el agua y ventilar las ra�ces, y una capa de tierra sobre la cual crezca la hierba que proporciona un clima interior favorable as� como aire purificado; adecuado para todos los climas.

• B�vedas y c�pulas de adobes, construidas con o sin encofrado, de modo que cada ladrillo descanse sobre la capa anterior pasando los esfuerzos de comprensi�n por una l�nea curva, dentro del espesor de la estructura; esta es una construcci�n tradicional en la mayor�a de regiones �ridas y semi-�ridas.

Ventajas

• Abundante en la mayor�a de las regiones,

• Por lo tanto, de bajo costo (principalmente conformado por la excavaci�n y transporte) o sin costo, si se encuentra en el lugar de la obra.

• F�cil de trabajar, generalmente sin equipo especial.

• Adecuado como material de construcci�n, en la mayor�a de las partes de una edificaci�n.

• Resistente al fuego.

• Buen comportamiento clim�tico en la mayor�a de las regiones, debido a la alta capacidad t�rmica, baja conductividad t�rmica y porosidad, aminorando las temperaturas ambientales extremas y manteniendo un satisfactorio equilibrio de la humedad.

• Bajo consumo de energ�a al procesar y manipular la tierra no estabilizado, requiriendo s�lo el 1% de la energ�a necesaria para fabricar y procesar la misma cantidad de concreto de cemento.

• Reciclado ilimitado de la tierra no estabilizado (esto es reciclado de las edificaciones demolidas).

• Ambientalmente apropiado (se emplea recursos ilimitados en estado natural, no contamina, consumo de energ�a despreciable, no se producen desperdicios).

Problemas

• Excesiva absorci�n de agua del suelo no estabilizado, lo que causa grietas y deterioro por el frecuente humedecimiento y secado (dilataciones y contracciones) as� como debilitamiento y desintegraci�n por lluvias e inundaciones.

• Poca resistencia a la erosi�n y a los impactos, cuando no esta suficientemente estabilizado o reforzado, hay un r�pido deterioro debido al constante uso y existe la posibilidad de penetraci�n de roedores e insectos.

• Baja resistencia a la tracci�n, lo cual hace a las estructuras de tierra susceptible a destruirse durante los movimientos s�smicos.

• Poco aceptabilidad entre la mayor�a de grupos sociales debido a los numerosos ejemplos de estructura de tierra mal construidas y sin mantenimiento, generalmente casas de personas sin recurso por lo cual la tierra esta calificado como "material de pobres".

• Como consecuencia de estas desventajas hay escasez de aceptabilidad institucional en la mayor�a de los pa�ses, por lo cual generalmente no existen est�ndares de construcci�n y comportamiento.

Soluciones

• Se puede evitar la absorci�n excesiva del agua seleccionando el tipo m�s apropiado de tierra y/o corrigiendo la distribuci�n de los tama�os de las part�culas; tambi�n a�adiendo un estabilizador adecuado y/o un agente impermeabilizante; una buena compactaci�n; y lo m�s importante, con un buen dise�o y tomando las medidas protectoras.

• La resistencia a la erosi�n y al impacto generalmente es mejorada con las mismas medidas indicadas arriba; sin embargo, con los agentes impermeabilizantes no necesariamente implica obtener una mayor resistencia; por ello podr�an necesitarse aditivos especiales y tratamientos superficiales.

• Las construcciones de tierra en zonas s�smicas requieren de un dise�o cuidadoso para minimizar el efecto de las fuerzas destructoras, pero tambi�n el empleo de materiales adicionales que tengan alta resistencia a la tracci�n (especialmente para refuerzos).

A - Construcci�n de una B�veda de Adobe (Bibl. 00.56)

B - Construcci�n de una B�veda de Adobe (Bibl. 00.56)

C - Construcci�n de una B�veda de Adobe (Bibl. 00.56)

• Construir importantes edificios p�blicos y viviendas de alta categor�a con tierra pueden ser demostraciones convincentes de las ventajas de esta tecnolog�a para mejorar as� la aceptabilidad.

• Eliminando las principales desventajas, se puede sobrellevar la escasez de aceptabilidad institucional. Debido a la importancia del material, los m�todos de ensayo y mejoramiento para construcciones de edificaciones con tierra son tratados con mayor detalle.

Ensayo de Suelo

Aunque el prop�sito sea construir una vivienda individual o establecer una unidad de producci�n de bloques de suelo estabilizado, es esencial probar el suelo empleado no s�lo al comienzo sino a intervalos regulares o cada vez que se cambia el lugar de la excavaci�n, ya que el tipo de barro puede variar considerablemente incluso dentro de un �rea peque�a.

B�sicamente hay dos tipos de ensayos:

• Ensayos indicadores o de campo, que son relativamente simples y r�pidas,

• Ensayos de laboratorio, que son m�s sofisticadas y requieren tiempo.

Extracci�n de Muestras de suelo con un Taladro (Bibl. 02.10)

En ciertos casos, la identificaci�n emp�rica del suelo puede ser suficiente para peque�as operaciones, pero normalmente son indispensables algunos ensayos indicadores. Estos proporcionan informaci�n valiosa sobre la necesidad de realizar ensayos de laboratorio, especialmente si los ensayos de campo dan resultados contradictorios. No se necesitan realizar todos los ensayos pues esto puede ser tedioso, s�lo aquellos que dan una visi�n clara de las muestras, para excluir aquellas muestras con deficiencias. No s�lo es necesario obtener un material de calidad �ptima, sino economizar costos, materiales, estabilizadores, consumo de energ�a y de mano de obra.

Debemos enfatizar que la identificaci�n del suelo por si sola no nos asegura un empleo correcto en la construcci�n o una utilizaci�n correcta Las pruebas tambi�n son necesarias para evaluar el comportamiento mec�nico del material de construcci�n.

Recolecci�n de Muestras

• Es mejor excavar el suelo directamente en el lugar de la obra y hacer varios huecos en una �rea suficientemente grande que nos proporcione todo la tierra requerida.

• Primero, se retira la capa vegetal que contiene materia vegetal y organismos vivos (inadecuado para construcci�n).

• Luego se toman la muestra de suelo de una profundidad de aproximadamente de 1.5 m. para excavaci�n manual, o de 3 m. si una m�quina ser� utilizada para realizar el trabajo.

• Para extraer muestras de diferentes profundidades se emplea un aparato especial, una barrena. Cada tipo de suelo diferente es puesto en un mont�n distinto.

• Deber� registrarse en etiquetas adheridas a cada saco de suelo tomado para ensayar, el espesor de cada capa de suelo, su color y tipo, as� como una descripci�n exacta de la ubicaci�n del orificio de extracci�n.

Ensayos Indicadores o de Campo

La implementaci�n de estos ensayos sencillos preferentemente deber�an seguir el orden presentado aqu�.

Prueba de Olfato

Equipo: Ninguno

Duraci�n: Algunos minutos.

Inmediatamente despu�s de extraer el suelo, debe olerse, para detectar materia org�nica (olor mohoso o rancio que se vuelve m�s fuerte al humedecerse o calentarse) Los suelos que contienen materia org�nica no deben emplearse o ensayarse m�s.

Prueba de Tacto

Equipo: Ninguno

Duraci�n: Algunos minutos.

Despu�s de sacar las part�culas m�s grandes (grava), se frota una muestra de suelo entre los dedos y la palma de la mano. Un suelo arenoso se siente �spero y no tiene cohesi�n cuando se humedece. Un suelo limoso a�n se siente ligeramente �spero pero tiene cierta cohesi�n cuando se humedece. Los terrones duros se resisten a ser triturados cuando est�n secos, pero que se vuelven pl�sticos y pegajosos o viscosos cuando se humedecen indican un alto porcentaje de arcilla.

Se pueden realizar ensayos similares moliendo ligeramente una pizca de suelo ligeramente entre los dientes (los suelos est�n generalmente bastantes limpios)

Ensayo del Lustre

Equipo: Cuchillo.

Duraci�n: Algunos minutos.

Una bola de suelo ligeramente humedecida, reci�n cortada con un cuchillo nos revelar� una superficie opaca (indicando predominancia de limo) o una superficie brillante (indicando una mayor proporci�n de arcilla).

Ensayo de Adherencia

Equipo: Cuchillo.

Duraci�n: Algunos minutos.

Ensayo de Adherencia

Cuando el cuchillo penetra f�cilmente en una bola de suelo similar, la proporci�n de arcilla generalmente es baja Los suelos arcillosos tienden a resistir la penetraci�n y a pegarse al cuchillo cuando �ste es retirado.

Ensayo del Lavado

Equipo: Taz�n o ca�o de agua.

Duraci�n: Algunos minutos.

Ensayo del Lavado

Al lavarse las manos despu�s de estas pruebas la manera en que el suelo se elimina nos da un mayor indicio de su composici�n: la arena y el limo son f�ciles de retirar, mientras que la arcilla necesita ser frotada.

Ensayo Visual

Equipo: Dos cribas con malla de alambre de 1 mm. y 2 mm.

Duraci�n: media hora.

Con la ayuda de una criba se separa las part�culas de arena y la grava seca sobre una superficie limpia en dos mont�culos Antes que nada podr�a ser necesario triturar los terrones de arcilla. Comparando los tama�os de los mont�culos es posible hacer una clasificaci�n del suelo a graso modo.

A. El suelo es arcilloso si el mont�n de "limo + arcilla" es m�s grande, una clasificaci�n m�s precisa requiere de otros ensayos.

B. Similarmente, el suelo es arenoso o pedregoso si el mont�n de "arena + grava" es m�s grande.

C. D Un cernido con una criba de 2 mm. nos revela si el suelo es pedregoso o arenoso.

D. Un cernido con una criba de 2 mm. nos revela si el suelo es pedregoso o arenoso.

En el caso del suelo arenoso o pedregoso, deber� humedecerse un pu�ado del material original (antes del cernido), hacerlo una bola y dejarlo secar en el sol. Si se parte al secar, se le llamar� "limpio", y no ser� adecuado para construcciones de tierra a menos se mezcle con otros materiales.

Si el suelo no es "limpio", el mont�n de limo y arcilla deber� emplearse para las pruebas siguientes.

Ensayo de Retenci�n de Agua

Equipo: ninguno.

Duraci�n: dos minutos.

Se hace una bola del tama�o de un huevo de una muestra del material fino, a�adiendo el agua necesaria para mantenerlo unido sin que se pegue a las manos. La bola se presiona suavemente en la palma curvada y se golpea fuertemente con la otra mano, agitando la bola horizontalmente.

• Cuando toma 5 - 10 golpes para que el agua brote a la superficie (liso, apariencia "uniforme"), se le llama reacci�n r�pida. Cuando se presiona el agua desaparece y la bola se desmenuza, indicando una arena muy fina o limo grueso.

• Cuando el mismo resultado se obtiene con 20 - 30 golpes (reacci�n lenta), y la bola no se desmenuza pero se aplastas al ser presionada, la muestra es limo ligeramente pl�stico o arcilla limosa.

• Si no hay reacci�n o �sta es muy lenta, y no hay cambio de apariencia al ser presionada indica un alto contenido de arcilla.

5 a 10 golpes = r�pido
20 a 30 golpes = lento
M�s de 30 golpes = muy lento

Figura 1

Figura 2

Ensayo de Resistencia al Secado

Equipo: horno, sino hay sol.

Duraci�n: cuatro horas para el secado.

Dos o tres muestras h�medas de la prueba anterior son aplastadas ligeramente a un espesor de 1 cm. y 5 cm. de di�metro � y dejadas secar completamente en el sol o en un horno. Al intentar pulverizar una pieza seca entre el pulgar y el dedo �ndice, la dureza relativa nos ayuda a clasificar el suelo:

• Si se rompe con gran dificultad y no se pulveriza, es casi arcilla pura.

• Si puede triturarse hasta volverse polvo con un poco de esfuerzo, ser� arcilla arenosa o limosa.

• Si se pulveriza sin ning�n esfuerzo, ser� arena fina o limo con poco contenido de arcilla.

Ensayo de Hacer Hebras

Equipo: Tabla plana, aprox. 30 x 30 cm.

Duraci�n: 10 minutos.

Otra bola h�meda del tama�o de una aceituna se alisa sobre la superficie plana limpia, formando una hebra. Si se rompe antes que el di�metro de la hebra sea de 3 mm., ser� muy seca y se repite e proceso despu�s de rehacer la bola con m�s agua. Esto deber� repetirse hasta que la hebra se rompa cuando tenga exactamente 3 mm. de espesor, indicando un adecuado contenido de humedad. La hebra se rehace nuevamente en una bola y se aprieta entre el pulgar y el �ndice.

• Si la bola es dura de triturar, no se agrieta ni se desmenuza, tendr� un alto contenido de arcilla.

• El agrietamiento y desmenuzamiento muestran un bajo contenido de arcilla.

• Si se rompe antes de formar una bola, tendr� un alto contenido de limo o arena.

• Si se siente algo esponjoso y suave significa que es un suelo org�nico.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

Ensayo de la Cinta

Equipo: ninguno

Duraci�n: diez minutos.

Con el mismo contenido de humedad que el de la prueba de hacer hebras, a una muestra de suelo se le da la forma de un cigarro de 12 a 15 mm. de espesor. Despu�s se aplana progresivamente entre el pulgar y el �ndice formando una cinta de 3 a 6 mm. de espesor, teniendo cuidado que se alargue tanto como sea posible.

• Una cinta larga de 25 a 30 cm. tiene un alto contenido de arcilla.

• Una cinta corta de 5 a 10 cm. muestra poco contenido de arcilla.

• Si no se puede formar la cinta significa un contenido de arcilla despreciable.

Ensayo de Sedimentaci�n

Equipo: Frasco de vidrio cil�ndrico de al menos de 1 litro de capacidad, con una base plana y una abertura que pueda ser cubierta por la palma de la mano; regla graduada en cent�metro.

Duraci�n: tres horas

Se llena un cuarto del frasco de vidrio con suelo y con agua limpia hasta casi al tope Se deja empapar bien el suelo durante una hora, luego, con la abertura bien tapada, se sacude fuertemente el frasco y despu�s se coloca sobre una superficie horizontal. Esto se repite nuevamente una hora despu�s y se deja reposar el frasco por, al menos, 45 minutos.

Figura 1

Figura 2

Trascurrido este tiempo, las part�culas s�lidas se asentaran en la base y se podr�a medir con bastante exactitud las proporciones relativas de arena (capa inferior) limo y arcilla. Sin embargo, los valores se distorsionaran ligeramente ya que el limo y la arcilla se habr�n expandido con el agua.

Ensayo de Laboratorio

Ensayo de Contracci�n Lineal

Equipo: caja larga de madera o metal con dimensiones internas de 60 x 4 x 4 cm. (l x b x h), abierta; aceite o grasa; esp�tula.

Duraci�n: 3 a 7 d�as.

Las superficies interiores de la caja se engrasan para evitar que el suelo se pegue a ellas Se prepara una muestra de suelo con un contenido �ptimo de humedad (esto es, cuando se estruja un terr�n en la mano, este mantiene la forma sin ensuciar la palma de la mano, y cuando cae de 1 metro de altura, se rompe en varios terrones m�s peque�os). Esta mezcla de barro se presiona en todas las esquinas de la caja y se alisa cuidadosamente con la esp�tula de tal modo que el suelo llene exactamente el molde La caja llena se expone al sol por 3 d�as o se deja bajo la sombra 7 d�as.

Barra de Suelo (H�meda/H�meda/Seco)

Despu�s de este per�odo, el suelo se habr� secado y contra�do, en una sola pieza o en varias piezas, en este �ltimo caso se empujan a un extremo para cerrar los vac�os. Se mide la longitud de la barra de suelo seco y la contracci�n lineal se calcula como sigue:

Para obtener buenos resultados en la construcci�n, el suelo debe contraerse o dilatarse lo menos posible. Mientras mayores son las contracciones del suelo, mayor es el contenido de arcilla, lo cual puede ser remediado a�adiendo arena y/o estabilizador, preferentemente cal.

Ensayo del Cribado H�medo

Equipo: Un juego de cribas estandarizadas con mallas diferentes (por ejemplo, 6.3 mm, 2.0 mm, 0.425 mm y 0.063 mm); un recipiente plano de agua debajo de las cribas; 2 peque�os baldes, uno lleno de agua; estufa u hornilla para el secado de las muestras; balanza de 2 a 5 kg. con una exactitud de 0.1 gr. como m�nimo.

Duraci�n: 1 a 2 horas

Se pesa una muestra de suelo seca de 2 kg. se coloca en el balde vac�o y se mezcla con agua limpia La mezcla de suelo-agua, bien agitada, se vierte en las cribas, las cuales son colocados en orden descendente una sobre otra, con la malla m�s fina en la parte inferior, debajo de la cual esta el recipiente plano. El balde es enjuagado con el agua restante, que tambi�n es vertida en las cribas.

Figura

Cada criba habr� retenido una cierta cantidad de material, el cual es secado en la estufa o la hornilla, luego se pesa con exactitud y se registra el peso. Las part�culas finas que se encuentran en el fondo del recipiente son una mezcla de limo y arcilla, la cual no puede ser separadas con las cribas. Esta es llevada a la siguiente prueba.

Ensayo de Sifonamiento

Equipo: Una probeta cil�ndrica de vidrio graduada de 1 litro, con un di�metro interior de aprox. 65 mm; un disco de metal circular con una varilla, que pueda descender dentro del cilindro; un tubo de goma y platos de desecaci�n resistentes al calor para a extracci�n del l�quido con el sif�n; un reloj; una pizca de sal; estufa u hornilla y una balanza, como en el ensayo anterior.

Duraci�n: 1 a 2 horas.

Una muestra seca de 100 gr. del material fino de la prueba anterior se pesa cuidadosamente y se de arcilla, y se llena de agua hasta llegar a 200 mm. Con el cilindro mantenido firmemente cerrado con la palma de la mano, el contenido se sacude fuertemente hasta obtener una suspensi�n uniforme de los granos Se coloca la probeta sobre una superficie firme a nivel y se toma el tiempo.

Despu�s de 20 minutos, se introduce el disco de metal cuidadosamente para cubrir el material que se ha asentado en el fondo del cilindro, sin dispersarlo. La arcilla, que est� todav�a en suspensi�n, se extrae por sifonamiento del liquido, que posteriormente se seca y el residuo se pesa. El peso en gramos es tambi�n el porcentaje de arcilla en la muestra.

Probetas

An�lisis de la Granulometr�a

Con los resultados del ensayo del cribado h�medo y del ensayo de sifonamiento, de una muestra se obtienen las proporciones relativas de los diferentes elementos, definidos por el tama�o de sus part�culas, se pueden graficar algunos puntos en un diagrama. Luego se dibuja una curva que pase por cada punto sucesivamente, dando distribuci�n granulom�trica de esa muestra de suelo. Esto se puede repetir para otras muestras en el mismo diagrama, indicando el rango de los tipos de suelo analizado.

El gr�fico siguiente muestra un ejemplo de un suelo pedregoso (G) y un tipo de suelo arcilloso (C). El �rea sombreada horizontalmente indica los tipos de suelos adecuados para construcciones de tierra apisonada, mientras que el �rea sombreada verticalmente muestra la tierra apropiada para la fabricaci�n de bloques comprimidos. As�, el �rea traslapada es buena para la mayor�a de construcciones de tierra, por lo que una curva (I) que pase por el medio indica un suelo de granulom�tria ideal.

Gr�fico

El prop�sito de este ejercicio es determinar si el suelo disponible es adecuado para la construcci�n Si el suelo es demasiado pedregoso, los espacios vac�os entre las part�culas no se llenan adecuadamente, al suelo le falta cohesi�n y en consecuencia es muy sensible a la erosi�n. Si el suelo es demasiado arcilloso, le falta granos grandes que le den estabilidad, y por ello es sensible a las contracciones y dilataciones. Una distribuci�n granulom�trica �ptima es aquella en la que la proporci�n de granos peque�os y grandes est� bien balanceada, pr�cticamente sin dejar espacios vac�os, y con suficientes part�culas de arcilla que faciliten una adecuada cohesi�n.

Si los ensayos revelan una deficiente distribuci�n granulom�trica, se puede corregir en cierto grado:

• Cribando la fracci�n pedregosa, si el suelo contiene demasiado material grueso;

• Lavando parcialmente la fracci�n arcillosa, si hay demasiadas part�culas finas;

• Mezclando tipos de suelo de diferente estructura granular.

Figura (Bibl. 02.34)

Ensayos de Limites de Atterberg

Estos ensayos, desarrollados por el cient�fico Sueco Atterberg, son necesarias para encontrar el contenido de humedad respectivo al cual el suelo cambia de un estado l�quido (viscoso) a un estado pl�stico (moldeable), de una consistencia pl�stica a un s�lido suave (que se rompe antes de cambiar de forma, pero se une si presionase), y de este estado a un s�lido duro Mientras los ensayos anteriores determinaban la cantidad de cada componente del suelo, las pruebas Atterberg muestran qu� tipo de mineral arcilloso se encuentra. Esto influye en el tipo de estabilizador requerido.

Para todos los fines pr�cticos, la determinaci�n del "l�mite l�quido" y el "l�mite pl�stico" es suficiente, los otros l�mites de Atterberg no son tan importantes. Sin embargo, la determinaci�n de los l�mites Atterberg usualmente es realizada con la fracci�n de "mortero fino" del suelo, la cual pasa por una criba de 0.4 mm. Esto se debe a que el agua tiene poco efecto sobre la consistencia de las part�culas m�s grandes.

Ensayo del L�mite L�quido

Equipo: un plato c�ncavo, con un di�metro de 10 cm. y 3 cm. de profundidad, con la superficie interior lisa o vidriada: un ranurador (como se muestra en la ilustraci�n); un recipiente met�lico con una tapa que ajuste herm�ticamente (por ejemplo una caja grande de p�ldoras); un horno para el secado que mantenga una temperatura de 110�C; una balanza con una precisi�n de 0.1 gr. como m�nimo, preferiblemente de 0.01 gr.

Duraci�n: aproximadamente 10 horas.

Una muestra de suelo fino (aproximadamente 80 gr.) se mezcla con agua potable hasta que tome una consistencia de pasta gruesa y que llene uniformemente el plato de tal modo que el centro tenga una profundidad de aprox. 8 mm., y vaya disminuyendo gradualmente hacia el borde del plato.

Esta se divide en dos partes iguales mediante el ranurador, haciendo una ranura en forma de V (de un �ngulo de 60�) y un espacio vac�o de 2 mm. de ancho en la parte inferior. Alternativamente se puede utilizar un cuchillo.

El plato se sujeta firmemente con una mano y se golpea con la palma de a otra mano, la cual se mantiene de 30 a 40 mm. El movimiento debe ser un �ngulo recto respecto a la ranura. Si toma exactamente 10 golpes en hacer que el flujo de suelo se una, cerrando el espacio vac�o a una distancia de 13 mm, el suelo esta en su limite liquido.

Si toma menos de 10 golpes, el suelo est� demasiado h�medo; m�s de 10 golpes significa que esta demasiado seco. El contenido de humedad se debe corregir, por lo cual los suelos h�medos pueden ser secados con un mezclado prolongado o a�adiendo suelo seco. El proceso se repite hasta que se encuentre el limite liquido.

Con una balanza precisa, es suficiente tomar s�lo una peque�a muestra de suelo, recogida de un punto cercano de donde se cerr� la ranura La muestra se coloca en e recipiente que se cierra herm�ticamente y se pesa antes que la humedad pueda evaporarse Luego el recipiente con el suelo se coloca en un horno a 110�C hasta que el suelo est� completamente seco. Esto podr�a tomar 8 - 10 horas y puede ser revisado pesando varias veces hasta que el poso permanezca constante.

Ensayo del l�mite liquido

Conociendo el peso h�medo (W1) y el peso seco (W2) del suelo y el recipiente, y el peso del recipiente limpio y seco (Wc), el limite liquido, expresado como porcentaje de agua en el suelo, se calcula como sigue:

Ensayo del L�mite Pl�stico

Equipo: una superficie plana lisa, por ejemplo una plancha de vidrio de 20 x 20 cm; recipiente met�lico, horno para el secado y una balanza, igual que para el ensayo del limite liquido.

Duraci�n: aproximadamente 10 horas.

Aproximadamente 5 gr. del suelo fino se mezcla con agua para hacer una bola moldeable, pero no pegajosa. Esta se amasa entre las palmas de las manos hasta que empiece a secarse y agrietarse La mitad de esta muestra se sigue amasando hasta alcanzar una longitud de 5 cm. y un espesor de 6 mm.

Colocada sobre la superficie lisa, la muestra se alisa formando una hebra con un di�metro de 3 mm. (ver las ilustraciones del Ensayo de Hacer Hebras). Si la muestra se rompe antes del di�metro requerido de 3 mm., �sta ser� demasiado seca. Si la hebra no se rompe al llegar a 3 mm. o menos, �sta ser� demasiado h�meda. Se llega al limite pl�stico si la hebra se rompe en dos piezas de 10 - 15 mm. de longitud. Cuando esto ocurra, las piezas rotas son colocadas r�pidamente en el recipiente met�lico y se pesa. (W1).

Los siguientes pasos de secado y pesado del suelo y del recipiente son los mismos que del ensayo del limite liquido determinando los valores W2 y Wc. Todo el procedimiento se repite para la segunda mitad de la muestra original. Si los resultados difieren por m�s del 5%, las pruebas deben ser repetidas otra vez.

El limite pl�stico es calculado igual que el limite liquido:

Indice de Plasticidad

El �ndice de plasticidad (IP) es la diferencia entre el limite liquido (L) y el limite pl�stico (P):

Esta relaci�n matem�tica sencilla hace posible graficar los valores en un diagrama. La ventaja es que se pueden definir aquellas �reas en las cuales ciertos estabilizadores son m�s efectivos.

Sin embargo, debe aclararse que la laterita no se ajusta necesariamente a este diagrama. De hecho, no hay sustituto a la experimentaci�n pr�ctica, utilizando los estabilizadores recomendados al inicio y comenzado con dosis peque�as.

La elecci�n de los estabilizadores de suelo son tratados con detalle en el siguiente capitulo.

Indice pl�stico

Producci�n de Adobe Tradicional en Egipto (Fotos: K. Math�y)

Lavado de los moldes de madera

Llenado de los moldes con barro

Despu�s de alisar la superficie, retire el molde

Adobes secado al sol listos para la construcci�n

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