HIDROVIAL
Solución innovadora para el mejoramiento y estabilización de suelos
Por el Ing. Civil:
Introducción
Los desafíos que un ingeniero civil debe afrontar en la ejecución de un proyecto vertical u horizontal son diversos, a pesar de que cada proyecto posee características particulares de acuerdo con las especificaciones que deben cumplirse. Existe un denominador común al cual se debe prestar atención y no pasar por alto, este denominador común es el suelo, material que soporta las cargas distribuidas por las capas o estructuras superiores de una edificación.
En la construcción de un pavimento, el suelo conocido como subrasante es una estructura que en condiciones naturales puede presentar diversas propiedades físicas, mecánicas y químicas. Estas propiedades pueden favorecer o perjudicar el desarrollo en tiempo, costo y calidad del proyecto a corto o largo plazo.
De acuerdo a la normativa AASHTO M 145, los suelos se clasifican en fragmentos de piedra, grava o arena, arena fina, arena y gravas limosas o arcillosas, suelos limosos y suelos arcillosos. Según la clasificación de suelos, los materiales que se consideran inadecuados para cualquier obra de infraestructura son los suelos arcillosos; debido que, estos suelos poseen la peculiaridad de ser altamente compresibles y poseer baja resistencia, causando efectos nocivos en el proyecto. Para mitigar los problemas que estos suelos generan, se ha realizado por mucho tiempo el trasiego de material de préstamo, explotando bancos de material y al mismo tiempo utilizando espacios boscosos para el vertedero de los suelos inadecuados; asimismo, la aplicación de diversos materiales que puedan mejorar las propiedades del suelo natural entre ellos el cemento, la cal u otros agentes químicos.
Con el objetivo de coadyuvar con el mejoramiento y estabilización de suelos, se ha desarrollado un producto a base de hidróxido de calcio, con alta pureza de contenido de cal y mejor granulometría. Este producto llamado Hidrovial+, ha sido creado para la estabilización de suelos con propiedades arcillosas, es decir, todo tipo de suelo que contenga alta retención de agua, expansión y contracción debido a los cambios de humedad en las partículas internas del suelo, baja permeabilidad causado por las microscópicas partículas de la arcilla y plasticidad, deformándose con facilidad al poseer humedad interna.
Hidrovial+ es un estabilizante que se obtiene a partir de racionar con agua la cal viva que produce una reacción exotérmica. Por lo tanto, la fabricación de Hidrovial+, comprende dos procesos químicos: calcinación e hidratación, los cuales van asociados las operaciones de transporte, trituración y pulverización de la caliza, además de la separación por aire y el almacenamiento adecuado de la cal obtenida para evitar los procesos de carbonatación. Cumple con la norma AASHTO M 216 (ASTM C 977) ya que el óxido de calcio disponible es de 67%.
Las ventajas realizar una estabilización de suelos con Hidrovial+ son las siguientes:
• Disminuye la humedad de los suelos debido al calor y evaporación generada por los cambios químicos que se producen al entrar en contacto el Hidrovial+ con el material húmedo.
• Se modifica la granulometría del suelo. Al mezclar Hidrovial+ con el suelo, se forman grumos de partículas, cambiando la granulometría positivamente y permitiendo la trabajabilidad del material.
• Disminuye o elimina la plasticidad de los suelos.
• Modifica el grado de acidez o alcalinidad de (PH) de un suelo, esta propiedad indica si un suelo es ácido, neutro o alcalino. Según Eades and Grim (ASTM D 6276) un suelo con PH 12.40 se considera como un suelo estabilizado.
• Aumenta la resistencia a compresión entre los primeros 7 días y 28 días de haberse estabilizado, incrementando la resistencia con el tiempo.
Cabe mencionar que todas estas modificaciones que obtiene un suelo estabilizado con Hidrovial+, son permanentes y aumenta con el tiempo, por lo que, el suelo no volverá a tener las características inadecuadas que inicialmente poseía, antes de dosificarlo con el material estabilizante.
Con base a los requisitos de la Secretaría de Integración Económica Centroamericana -SIECA-, el proceso para establecer que tipo de suelo puede ser estabilizado con Cal se recomienda lo siguiente:
Estabilizador
De acuerdo a la Portland Cement Association (PCA) los procedimientos existentes para la dosificación de Cal (Hidrovial+) en una estabilización son lo siguientes:
• Procedimiento de Eades and Grim: consiste en determinar el porcentaje adecuado que permita al suelo arcilloso alcanzar un pH de 12.4.
• Procedimiento de Illinois: este procedimiento es aplicable en la estabilización de bases, subbases y subrasantes. El objetivo de la estabilización de bases y subbases es aumentar la resistencia a la compresión libre, mientras que la estabilización de subrasantes es disminuir el Índice de Plasticidad (IP) del suelo.
• Procedimiento Oklahoma: se puede considerar como una combinación del método de Eades and Grim y del método de Illinois, por lo cual, el objetivo es alcanzar un pH de 12.4 y disminuir el Índice de Plasticidad.
• Procedimiento del South Dakota: consiste en alcanzar un pH de 12.4 mediante el método de Eades and Grim y mejorar la resistencia del suelo, por medio del ensayo de Relación de Soporte California -CBR-.
• Procedimiento Thompson: es el proceso más utilizado, debido que se basa en diferentes métodos o ensayos, por ejemplo: el índice de plasticidad, la resistencia a compresión, densidad seca máxima, etc.
Otro método para estimar el tipo de estabilizador para un suelo es el siguiente:
Fuente: Potter L.
Dentro de los diversos proyectos en el cual se ha utilizado Hidrovial+ para mejorar o estabilizar suelos se mencionan los siguiente:
Pista de Rodaje, Aeropuerto Internacional La Aurora de Ciudad de Guatemala.
Condición del proyecto:
• Tipo de suelo: areno limoso con grava.
• Capa mejorada: sub base.
• Humedad natural: 21%.
• Humedad optima: 9%.
• Dosificación estabilizante: 1.57%.
• Material estabilizante: Hidrovial+.
• Resistencia a la compresión no confinada a los 7 días: 2.0 MPa.
• CBR al 95% de compactación: 117.40%.
Complejo Industrial Michatoya Pacífico, Km 72, Escuintla, Guatemala.
Condición del proyecto:
• Tipo de suelo: grava limosa con arena color beige.
• Capa estabilizada: base granular.
• Índice de plasticidad: 0.
• Humedad optima: 6.8%.
• Densidad máxima obtenida: 2128 kg/m3.
• Dosificación de estabilizante: 2%.
• Material estabilizante: Hidrovial+.
• Resistencia obtenida a los siete días: 1180 PSI.
• Nota: El material estabilizante aumento la resistencia de la base, sin necesidad de aplicar cementicio.
Estabilización de la capa de base en RN-08 Catarina El Rodeo, San Marcos, Guatemala.
Condición del proyecto:
• Tipo de suelo: material reciclado asfáltico.
• Capa mejorada: base.
• Dosificación estabilizante: 2.5%.
• Material estabilizante: Hidróxido de Calcio.
• Resistencia a la compresión no confinada: 2.85 MPa a los 7 días.
• Resistencia a la compresión no confinada: 5.05 MPa a los 28 días.
Condición del proyecto:
• Tipo de suelo: arcilla.
• Capa estabilizada: subrasante.
• Índice de plasticidad: 31%.
• Dosificación de estabilizante: 3.5%.
• Material estabilizante: Hidróxido de Calcio.
Ruta Departamental, El Boquerón - La Garita, San Pedro Nécta, Huehuetenango, Guatemala.
