Comportamiento de Suelos Dispersivos y Fenómenos de Licuefacción en Geotecnia

Suelos Dispersivos

Los suelos dispersivos son suelos arcillosos que, por la naturaleza de su mineralogía y la química del agua presente en ellos, son susceptibles a la separación de las partículas individuales y a la posterior erosión de estas a través de grietas o fisuras finas, o de hendiduras en el suelo. Esencialmente, son suelos que se disuelven.

Debido a las fuerzas de atracción molecular y la presencia de iones de sodio, estos suelos son altamente susceptibles al arrastre o la dilución. Son fácilmente erosionables debido al estado físico-químico de la atracción de la fracción de la arcilla de un suelo.

Diferencias fundamentales en la erosión

• Suelos erosionables: No se disuelven, pero son afectados mecánicamente por las corrientes de agua.
• Suelos dispersivos: Sí se disuelven debido a su composición química.

Los suelos dispersivos suelen formarse en climas áridos, semiáridos, áreas de suelos alcalinos y climas húmedos.

Estabilización de suelos dispersivos

Para la estabilización de estos terrenos, se utilizan aditivos que propicien el intercambio catiónico. Entre los materiales más comunes se encuentran:

• Sulfato de aluminio hidratado.
• Cemento Portland.
• Cal hidratada.

Licuefacción

La causa más dramática de daños a edificaciones y obras civiles durante un terremoto es el fenómeno de licuación (o licuefacción). Este ocurre en suelos saturados, donde los espacios entre las partículas individuales están completamente llenos de agua. Antes del terremoto, la presión es relativamente baja, pero el movimiento sísmico puede provocar que la presión del agua se incremente drásticamente.

Mecanismo del fenómeno

La licuación se produce por un incremento en la presión de poros, lo que conlleva a:

• Pérdida del esfuerzo efectivo.
• Pérdida de resistencia al corte.
• Pérdida de la firmeza en el terreno debido al terremoto.
• Desplazamiento y hundimiento de la infraestructura.

Tipos de licuefacciones

Se identifican principalmente tres tipos:

1. Licuación de flujo.
2. Movilidad cíclica.
3. Volcanes de arena.

Características del suelo licuable

Este fenómeno solo se presenta en suelos granulares y su característica granulométrica se produce específicamente en arenas limpias, sin finos o con muy pocos finos. Cuando un suelo limpio pierde su capacidad de soporte, la resistencia al corte se reduce a cero.

Físicamente, esto ocurre porque las partículas, que inicialmente están juntas, se separan tras el movimiento sísmico; en ese momento, la resistencia al corte es asumida por el agua, la cual no posee resistencia estructural.

Conclusión y condiciones necesarias

En conclusión, para que se manifieste la licuación, deben coincidir los siguientes factores:

• Un suelo saturado.
• Suelos granulares (preferiblemente limpios y sin finos).
• Un movimiento sísmico de magnitud considerable.