01 formacion de suelos
aldairrios
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Sep 06, 2017
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En este trabajo monográfico, investigaremos el “Origen, Formación, Composición y la Estructura de los Suelos en lo referente a la mecánica de suelos y su aplicación en la ingeniería”, es preciso hacer mención al Ing. Miguel Robalino Osorio - Docente del curso de Mecánica de Suelos I y II...
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INTRODUCCIÓN
En este trabajo monográfico, investigaremos el “Origen, Formación, Composición y la
Estructura de los Suelos en lo referente a la mecánica de suelos y su aplicación en la
ingeniería”, es preciso hacer mención al Ing. Miguel Robalino Osorio - Docente del
curso de Mecánica de Suelos I y II de esta Casa de Estudios “Universidad Científica del
Perú”, por brindarnos sus sabios conocimientos y experiencias vividas a lo largo de su
trayectoria profesional.
Podemos decir que la Mecánica de Suelos aplica las leyes de física a los problemas que
se refieren a los suelos. Los suelos son sedimentos u otras acumulaciones no
consolidadas de partículas solidas producidas por la desintegración de rocas, y mezclas
de dichas partículas con sustancias orgánicas.
Acerca del origen de los suelos podemos hacer mención que la corteza terrestre es
atacada principalmente por el agua y el aire, siendo los medios de acción de estas
sustancias sumamente variables. Dentro de su origen y formación podemos mencionar
dos clases: Por descomposición mecánica y por descomposición química; la primera se
refiere a la intemperización de las rocas por agentes físicos como cambios de
temperatura, acción de la congelación del agua en las juntas y grietas, efectos de
organismos de plantas, etc.; por estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas o
cuanto mucho limo y en casos excepcionales arcillas. La segunda se refiere a la acción
de los agentes que atacan a las rocas modificando su constitución minerológica o
química, siendo el agua el principal agente y los mecanismos de ataque más
importantes son la oxidación, la hidratación y la carbonatación. Estos mecanismos
producen generalmente arcillas como ultimo producto de descomposición, todos los
efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de temperatura, por lo cual es
frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia en zonas húmedas y cálidas,
mientras que son típicas de zonas más frías formaciones arenosas o limosas.
I. SUELOS
1.1DEFINICIÓN
En este trabajo monográfico, investigaremos el “Origen, Formación, Composición y la
Estructura de los Suelos en lo referente a la mecánica de suelos y su aplicación en la
ingeniería”, es preciso hacer mención al Ing. Miguel Robalino Osorio - Docente del
curso de Mecánica de Suelos I y II de esta Casa de Estudios “Universidad Científica del
Perú”, por brindarnos sus sabios conocimientos y experiencias vividas a lo largo de su
trayectoria profesional.
Podemos decir que la Mecánica de Suelos aplica las leyes de física a los problemas que
se refieren a los suelos. Los suelos son sedimentos u otras acumulaciones no
consolidadas de partículas solidas producidas por la desintegración de rocas, y mezclas
de dichas partículas con sustancias orgánicas.
Acerca del origen de los suelos podemos hacer mención que la corteza terrestre es
atacada principalmente por el agua y el aire, siendo los medios de acción de estas
sustancias sumamente variables. Dentro de su origen y formación podemos mencionar
dos clases: Por descomposición mecánica y por descomposición química; la primera se
refiere a la intemperización de las rocas por agentes físicos como cambios de
temperatura, acción de la congelación del agua en las juntas y grietas, efectos de
organismos de plantas, etc.; por estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas o
cuanto mucho limo y en casos excepcionales arcillas. La segunda se refiere a la acción
de los agentes que atacan a las rocas modificando su constitución minerológica o
química, siendo el agua el principal agente y los mecanismos de ataque más
importantes son la oxidación, la hidratación y la carbonatación. Estos mecanismos
producen generalmente arcillas como ultimo producto de descomposición, todos los
efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de temperatura, por lo cual es
frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia en zonas húmedas y cálidas,
mientras que son típicas de zonas más frías formaciones arenosas o limosas.
I. SUELOS
1.1DEFINICIÓN
La palabra suelo se deriva del latín solum, que significa suelo, tierra o parcela.
Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos:
Material parental.
Clima.
Topografía.
Organismos vivos.
Tiempo.
El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se
disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de
meteorización.
Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire, agua y restos
orgánicos provenientes de plantas y animales para formar suelos. Luego el suelo puede
ser considerado como el producto de la interacción entre la litosfera, la atmósfera, la
hidrosfera y la biosfera. Este proceso tarda muchos años, razón por la cual los suelos
son considerados recursos naturales no renovables.
En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad
de plantas, y viven muchos animales.
Los suelos constan de cuatro grandes componentes:
1.Materia mineral, cuya composición volumétrica es de 45% aproximadamente.
2.Materia orgánica, cuya composición volumétrica es de 5% aproximadamente.
3.Agua, cuya composición volumétrica es de 25% aproximadamente.
4.Aire, cuya composición volumétrica es de 25% aproximadamente.
Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están compuestos
de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases.
Las cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: Grava, Arena, Limo y
Arcilla.
La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y
resintetizadas parcialmente y de los residuos animales.
La materia orgánica del suelo se divide en dos grandes grupos:
1.Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos.
2.El humus, que es considerado como el producto final de descomposición de la
materia orgánica.
Para darse una idea general de la importancia que tiene el agua para el suelo es
necesario resaltar los conceptos:
El agua es retenida dentro de los poros con grados variables de intensidad, según
la cantidad de agua presente.
Junto con sus sales disueltas el agua del suelo forma la llamada solución del
suelo; ésta es esencial para abastecer de nutrimentos a las plantas que en él se
desarrollan.
El aire del suelo no es continuo y está localizado en los poros separados por los
sólidos. Este aire tiene generalmente una humedad más alta que la de la
atmósfera. Cuando es óptima, su humedad relativa está próxima a 100%. El
Los suelos se forman por la combinación de cinco factores interactivos:
Material parental.
Clima.
Topografía.
Organismos vivos.
Tiempo.
El proceso mediante el cual los fragmentos de roca se hacen cada vez más pequeños, se
disuelven o van a formar nuevos compuestos, se conoce con el nombre de
meteorización.
Los productos rocosos de la meteorización se mezclan con el aire, agua y restos
orgánicos provenientes de plantas y animales para formar suelos. Luego el suelo puede
ser considerado como el producto de la interacción entre la litosfera, la atmósfera, la
hidrosfera y la biosfera. Este proceso tarda muchos años, razón por la cual los suelos
son considerados recursos naturales no renovables.
En el suelo se desarrolla gran parte de la vida terrestre, en él crece una gran cantidad
de plantas, y viven muchos animales.
Los suelos constan de cuatro grandes componentes:
1.Materia mineral, cuya composición volumétrica es de 45% aproximadamente.
2.Materia orgánica, cuya composición volumétrica es de 5% aproximadamente.
3.Agua, cuya composición volumétrica es de 25% aproximadamente.
4.Aire, cuya composición volumétrica es de 25% aproximadamente.
Los constituyentes minerales (inorgánicos) de los suelos normalmente están compuestos
de pequeños fragmentos de roca y minerales de varias clases.
Las cuatro clases más importantes de partículas inorgánicas son: Grava, Arena, Limo y
Arcilla.
La materia orgánica del suelo representa la acumulación de las plantas destruidas y
resintetizadas parcialmente y de los residuos animales.
La materia orgánica del suelo se divide en dos grandes grupos:
1.Los tejidos originales y sus equivalentes más o menos descompuestos.
2.El humus, que es considerado como el producto final de descomposición de la
materia orgánica.
Para darse una idea general de la importancia que tiene el agua para el suelo es
necesario resaltar los conceptos:
El agua es retenida dentro de los poros con grados variables de intensidad, según
la cantidad de agua presente.
Junto con sus sales disueltas el agua del suelo forma la llamada solución del
suelo; ésta es esencial para abastecer de nutrimentos a las plantas que en él se
desarrollan.
El aire del suelo no es continuo y está localizado en los poros separados por los
sólidos. Este aire tiene generalmente una humedad más alta que la de la
atmósfera. Cuando es óptima, su humedad relativa está próxima a 100%. El
contenido de anhídrido carbónico es por lo general más alto y el del oxígeno más
bajo que los hallados en la atmósfera.
La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos
constituyentes existen en el llamado estado coloidal.
Las propiedades químicas y físicas de los suelos son controladas, en gran parte,
por la arcilla y el humus, las que actúan como centros de actividad a cuyo
alrededor ocurren reacciones químicas y cambios nutritivos.
1.2NATURALEZA DEL SUELO.
Los componentes primarios del suelo son:
1.Compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la
descomposición de las rocas superficiales;
2.Los nutrientes solubles utilizados por las plantas;
3.Distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta y
4.Gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos.
La naturaleza física del suelo está determinada por la proporción de partículas de varios
tamaños. Las partículas inorgánicas tienen tamaños que varían entre el de los trozos
distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40.000 centímetros.
Las grandes partículas del suelo como: La arena y la Grava, son en su mayor parte
químicamente inactivas; pero las pequeñas partículas inorgánicas, componentes
principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de
las plantas extraen nutrientes.
El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran
medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de
crecimiento de las plantas.
La parte orgánica del suelo está formada por restos vegetales y restos animales, junto a
cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus. La fracción orgánica
representa entre el 2 y el 5% de suelo superficial en las regiones húmedas, pero pueden
ser menos del 0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba.
El componente líquido de los suelos, denominado por los científicos solución del suelo,
es sobre todo agua con varias sustancias minerales en disolución, cantidades grandes de
oxígeno y dióxido de carbono disueltos.
La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al ser el medio
por el que los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas.
Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de
las plantas, el suelo es estéril.
Los principales gases contenidos en el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de
carbono. El primero de estos gases es importante para el metabolismo de las plantas
porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias bacterias y de otros
organismos responsables de la descomposición de la materia orgánica. La presencia de
oxígeno también es vital para el crecimiento de las plantas ya que su absorción por las
raíces es necesaria para sus procesos metabólicos.
bajo que los hallados en la atmósfera.
La arcilla y el humus son el asiento de la actividad del suelo; estos dos
constituyentes existen en el llamado estado coloidal.
Las propiedades químicas y físicas de los suelos son controladas, en gran parte,
por la arcilla y el humus, las que actúan como centros de actividad a cuyo
alrededor ocurren reacciones químicas y cambios nutritivos.
1.2NATURALEZA DEL SUELO.
Los componentes primarios del suelo son:
1.Compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la
descomposición de las rocas superficiales;
2.Los nutrientes solubles utilizados por las plantas;
3.Distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta y
4.Gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos.
La naturaleza física del suelo está determinada por la proporción de partículas de varios
tamaños. Las partículas inorgánicas tienen tamaños que varían entre el de los trozos
distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40.000 centímetros.
Las grandes partículas del suelo como: La arena y la Grava, son en su mayor parte
químicamente inactivas; pero las pequeñas partículas inorgánicas, componentes
principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de
las plantas extraen nutrientes.
El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran
medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de
crecimiento de las plantas.
La parte orgánica del suelo está formada por restos vegetales y restos animales, junto a
cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus. La fracción orgánica
representa entre el 2 y el 5% de suelo superficial en las regiones húmedas, pero pueden
ser menos del 0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba.
El componente líquido de los suelos, denominado por los científicos solución del suelo,
es sobre todo agua con varias sustancias minerales en disolución, cantidades grandes de
oxígeno y dióxido de carbono disueltos.
La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al ser el medio
por el que los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas.
Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de
las plantas, el suelo es estéril.
Los principales gases contenidos en el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de
carbono. El primero de estos gases es importante para el metabolismo de las plantas
porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias bacterias y de otros
organismos responsables de la descomposición de la materia orgánica. La presencia de
oxígeno también es vital para el crecimiento de las plantas ya que su absorción por las
raíces es necesaria para sus procesos metabólicos.
1.3CLASES DE SUELOS
Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en
función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman.
El color es uno de los criterios más simples para calificar las variedades de suelo.
La regla general, aunque con excepciones es que:
Los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser
resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces, sin
embargo, los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a
humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es un indicador de
fertilidad.
Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos
de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a
humedad excesiva. Por tanto, el color rojo es, en general, un indicio de que el
suelo está bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil. En muchos lugares
del mundo, un color rojizo puede ser debido a minerales formados en épocas
recientes, no disponibles químicamente para las plantas.
Casi todos los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Deben su
color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal
de un terreno mal drenado.
Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso
de sales alcalinas, como carbonato de calcio.
La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos
tamaños que lo constituyen.
·Las partículas del suelo se clasifican como: Arena, Limo y Arcilla.
Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm.; pueden verse con
facilidad y son rugosas al tacto.
Las de limo entre 0,05 mm y 0,002 mm.; apenas se ven sin la ayuda de un
microscopio y parecen harina cuando se tocan.
Las de arcilla son menores de 0,002 mm.; son invisibles si no se utilizan
instrumentos y forman una masa viscosa cuando se mojan.
En función de las proporciones de arena, limo y arcilla, la textura de los suelos se
clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria.
Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso
arenoso, el fango arcilloso, el fango, el limo arenoso y la arena limosa.
La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad.
Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua
suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes
cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo.
Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las
arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden
ser utilizados con facilidad.
Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen
una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una
aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.
1.3.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en
función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman.
El color es uno de los criterios más simples para calificar las variedades de suelo.
La regla general, aunque con excepciones es que:
Los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser
resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces, sin
embargo, los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a
humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es un indicador de
fertilidad.
Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos
de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a
humedad excesiva. Por tanto, el color rojo es, en general, un indicio de que el
suelo está bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil. En muchos lugares
del mundo, un color rojizo puede ser debido a minerales formados en épocas
recientes, no disponibles químicamente para las plantas.
Casi todos los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Deben su
color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal
de un terreno mal drenado.
Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso
de sales alcalinas, como carbonato de calcio.
La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos
tamaños que lo constituyen.
·Las partículas del suelo se clasifican como: Arena, Limo y Arcilla.
Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm.; pueden verse con
facilidad y son rugosas al tacto.
Las de limo entre 0,05 mm y 0,002 mm.; apenas se ven sin la ayuda de un
microscopio y parecen harina cuando se tocan.
Las de arcilla son menores de 0,002 mm.; son invisibles si no se utilizan
instrumentos y forman una masa viscosa cuando se mojan.
En función de las proporciones de arena, limo y arcilla, la textura de los suelos se
clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria.
Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso
arenoso, el fango arcilloso, el fango, el limo arenoso y la arena limosa.
La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad.
Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua
suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes
cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo.
Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las
arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden
ser utilizados con facilidad.
Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen
una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una
aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.
1.3.1 CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS
Los suelos se dividen en clases según sus características generales.
La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis
en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir.
Por ejemplo: La profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición
química.
La mayoría de los suelos tienen capas características llamadas horizontes; la naturaleza,
el número, el grosor y la disposición de éstas también es importante en la identificación
y clasificación de los suelos.
Las propiedades de un suelo reflejan la interacción de varios procesos de formación que
suceden de forma simultánea tras la acumulación del material primigenio.
Algunas sustancias se añaden al terreno y otras desaparecen.
La transferencia de materia entre horizontes es muy corriente. Algunos materiales se
transforman. Todos estos procesos se producen a velocidades diversas y en direcciones
diferentes, por lo que aparecen suelos con distintos tipos de horizontes o con varios
aspectos dentro de un mismo tipo de horizonte.
Los suelos que comparten muchas características comunes se agrupan en series y éstas
en familias. Del mismo modo, las familias se combinan en grupos, y éstos en subórdenes
que se agrupan a su vez en órdenes.
Los nombres dados a los órdenes, subórdenes, grupos principales y subgrupos se basan,
sobre todo, en raíces griegas y latinas.
Cada nombre se elige tratando de indicar las relaciones entre una clase y las otras
categorías y de hacer visibles algunas de las características de los suelos de cada grupo.
Los suelos de muchos lugares del mundo se están clasificando según sus características
lo cual permite elaborar mapas con su distribución.
Ejemplos de suelos:
La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis
en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir.
Por ejemplo: La profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición
química.
La mayoría de los suelos tienen capas características llamadas horizontes; la naturaleza,
el número, el grosor y la disposición de éstas también es importante en la identificación
y clasificación de los suelos.
Las propiedades de un suelo reflejan la interacción de varios procesos de formación que
suceden de forma simultánea tras la acumulación del material primigenio.
Algunas sustancias se añaden al terreno y otras desaparecen.
La transferencia de materia entre horizontes es muy corriente. Algunos materiales se
transforman. Todos estos procesos se producen a velocidades diversas y en direcciones
diferentes, por lo que aparecen suelos con distintos tipos de horizontes o con varios
aspectos dentro de un mismo tipo de horizonte.
Los suelos que comparten muchas características comunes se agrupan en series y éstas
en familias. Del mismo modo, las familias se combinan en grupos, y éstos en subórdenes
que se agrupan a su vez en órdenes.
Los nombres dados a los órdenes, subórdenes, grupos principales y subgrupos se basan,
sobre todo, en raíces griegas y latinas.
Cada nombre se elige tratando de indicar las relaciones entre una clase y las otras
categorías y de hacer visibles algunas de las características de los suelos de cada grupo.
Los suelos de muchos lugares del mundo se están clasificando según sus características
lo cual permite elaborar mapas con su distribución.
Ejemplos de suelos:
I.3.2CIENCIAS QUE ESTUDIAN LOS SUELOS
Geología :
Campo de la ciencia que se interesa por el origen del planeta Tierra, su historia,
su forma, la materia que lo configura y los procesos que actúan o han actuado
sobre él.
Es una de las muchas materias relacionadas como ciencias de la Tierra, o
geociencia, y los geólogos son científicos de la Tierra preocupados por las rocas y
por los materiales derivados que forman la parte externa de la Tierra.
Para comprender estos cuerpos, se sirven de conocimientos de otros campos, por
ejemplo de la física, química y biología. De esta forma, temas geológicos como
la geoquímica, la geofísica, la geocronología (que usa métodos de datación) y la
paleontología, ahora disciplinas importantes por derecho propio, incorporan
otras ciencias, y esto permite a los geólogos comprender mejor el
funcionamiento de los procesos terrestres a lo largo del tiempo.
Edafología :
Ciencia que estudia las características de los suelos, su formación y su evolución
(edafogénesis), sus propiedades físicas, morfológicas, químicas y mineralógicas y
su distribución. También comprende el estudio de las aptitudes de los suelos
para la explotación agraria o forestal.
La edafología se constituye como ciencia a finales del siglo XIX, gracias a las
investigaciones del geólogo ruso Dokouchaev sobre los suelos de Ucrania.
Basándose en zanjas, Dokouchaev estableció y describió por primera vez perfiles
de suelos caracterizados por horizontes, para llegar a la conclusión de que la
naturaleza de los suelos depende de la vegetación y el clima.
Estos trabajos, apoyados en una cartografía de suelos, suscitaron mucho interés
y marcaron el origen de un avance muy rápido en todo el mundo. Los suelos se
desarrollan bajo la influencia del clima, la vegetación, los animales, el relieve y
la roca madre. La edafología se sitúa en la encrucijada de las ciencias de la
Tierra y de la vida y es fundamental para la conservación del medio ambiente
natural.
Pedología :
Ciencia que estudia la tierra apta para el cultivo.
1.3.3 EL SUELO EN FUNCION DE:
S = f (Material parental, topografía, tiempo, materia orgánica, rocas, clima, otros
factores).
·Material parental : Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos
intemperizado o meteorizado, desde el cual el solum de los suelos es desarrollado
por procesos pedogenéticos (hidrolización, oxidación, etc.)
Tipos de material parental que existen en la naturaleza:
·Aluviales : También conocido como fluvial, ubicados a lo largo de la hoya
hidrográfica, su agente formador es el rió, posee una textura heterogénea, una
forma mas o menos esférica y su disposición tiende a la imbricación.
Geología :
Campo de la ciencia que se interesa por el origen del planeta Tierra, su historia,
su forma, la materia que lo configura y los procesos que actúan o han actuado
sobre él.
Es una de las muchas materias relacionadas como ciencias de la Tierra, o
geociencia, y los geólogos son científicos de la Tierra preocupados por las rocas y
por los materiales derivados que forman la parte externa de la Tierra.
Para comprender estos cuerpos, se sirven de conocimientos de otros campos, por
ejemplo de la física, química y biología. De esta forma, temas geológicos como
la geoquímica, la geofísica, la geocronología (que usa métodos de datación) y la
paleontología, ahora disciplinas importantes por derecho propio, incorporan
otras ciencias, y esto permite a los geólogos comprender mejor el
funcionamiento de los procesos terrestres a lo largo del tiempo.
Edafología :
Ciencia que estudia las características de los suelos, su formación y su evolución
(edafogénesis), sus propiedades físicas, morfológicas, químicas y mineralógicas y
su distribución. También comprende el estudio de las aptitudes de los suelos
para la explotación agraria o forestal.
La edafología se constituye como ciencia a finales del siglo XIX, gracias a las
investigaciones del geólogo ruso Dokouchaev sobre los suelos de Ucrania.
Basándose en zanjas, Dokouchaev estableció y describió por primera vez perfiles
de suelos caracterizados por horizontes, para llegar a la conclusión de que la
naturaleza de los suelos depende de la vegetación y el clima.
Estos trabajos, apoyados en una cartografía de suelos, suscitaron mucho interés
y marcaron el origen de un avance muy rápido en todo el mundo. Los suelos se
desarrollan bajo la influencia del clima, la vegetación, los animales, el relieve y
la roca madre. La edafología se sitúa en la encrucijada de las ciencias de la
Tierra y de la vida y es fundamental para la conservación del medio ambiente
natural.
Pedología :
Ciencia que estudia la tierra apta para el cultivo.
1.3.3 EL SUELO EN FUNCION DE:
S = f (Material parental, topografía, tiempo, materia orgánica, rocas, clima, otros
factores).
·Material parental : Mineral o material orgánico, no consolidado y más o menos
intemperizado o meteorizado, desde el cual el solum de los suelos es desarrollado
por procesos pedogenéticos (hidrolización, oxidación, etc.)
Tipos de material parental que existen en la naturaleza:
·Aluviales : También conocido como fluvial, ubicados a lo largo de la hoya
hidrográfica, su agente formador es el rió, posee una textura heterogénea, una
forma mas o menos esférica y su disposición tiende a la imbricación.
·Coluviales : Material que se forma al pie de un cerro, su textura es heterogénea,
sus formas son angulosas y sub-angulosas y su disposición es anárquica.
·Eólicos : Material producido por la acción del viento, su forma es homogénea y su
disposición es masiva.
·Volcánicos : Material formado tras erupciones volcánicas, su forma es muy
heterogénea, su forma es irregular y su disposición errática y caótica.
·La topografía : Como factor formador de suelos.
Del esquema anterior se puede observar lo siguiente:
(1) Sobre la meseta: horizontes A, B, C bien desarrollados
(2) Sobre la pendiente: A (B) C
(3) Sobre la base de la pendiente: A - C (Ab - Bb)
Si bien suelo es un cuerpo tridimensional, la pendiente es una característica que lo
influye, ya que lo afecta debido al escurrimiento, erosión, drenaje y mediación solar.
·El tiempo cronológico: Como factor de generación de suelo.
Sobre terrenos relativamente estables, la formación de los suelos es continua
respondiendo a patrones o modelos predecibles, no obstante muchas superficies
desaparecen o reciben materiales adicionales, ambos procesos cambian el patrón de
desarrollo de los perfiles, por ello el factor tiempo juega un papel muy importante.
·Materia orgánica:
sus formas son angulosas y sub-angulosas y su disposición es anárquica.
·Eólicos : Material producido por la acción del viento, su forma es homogénea y su
disposición es masiva.
·Volcánicos : Material formado tras erupciones volcánicas, su forma es muy
heterogénea, su forma es irregular y su disposición errática y caótica.
·La topografía : Como factor formador de suelos.
Del esquema anterior se puede observar lo siguiente:
(1) Sobre la meseta: horizontes A, B, C bien desarrollados
(2) Sobre la pendiente: A (B) C
(3) Sobre la base de la pendiente: A - C (Ab - Bb)
Si bien suelo es un cuerpo tridimensional, la pendiente es una característica que lo
influye, ya que lo afecta debido al escurrimiento, erosión, drenaje y mediación solar.
·El tiempo cronológico: Como factor de generación de suelo.
Sobre terrenos relativamente estables, la formación de los suelos es continua
respondiendo a patrones o modelos predecibles, no obstante muchas superficies
desaparecen o reciben materiales adicionales, ambos procesos cambian el patrón de
desarrollo de los perfiles, por ello el factor tiempo juega un papel muy importante.
·Materia orgánica:
En la pradera existe un equilibrio entre las actividades de los hongos y las bacterias,
mientras que en la ladera aumenta la actividad de los hongos.
I.4CLASES DE ROCAS
1.4.1Rocas Ígneas.
Se originan a partir de un magma (rocas fundidas a muy alta temperatura).
El término ígneo deriva del latín igneus, es decir, ardiente.
Las rocas ígneas se solidifican cuando se enfría el magma, sea bajo tierra o en la
superficie.
Las más antiguas tienen al menos 3.960 millones de años, mientras que las más jóvenes
apenas se están formando en estos momentos.
El granito es la roca ígnea más corriente, aunque existen más de 600 tipos.
Hay dos tipos de rocas ígneas que se distinguen porque en un caso el magma alcanza la
superficie terrestre antes de enfriarse y endurecerse, y en el otro no.
El magma que cristaliza bajo tierra forma rocas ígneas intrusivas.
El que alcanza la superficie antes de solidificarse forma las rocas ígneas
extrusivas.
1.4.1.1Rocas ígneas intrusivas: Las rocas ígneas que se forman en profundidad se
enfrían más lentamente que las formadas en superficie, por lo que tienden a
ser de grano más grueso y no contienen inclusiones gaseosas o de vidrio. Los
grandes cristales normalmente se empaquetan de forma compacta,
confiriendo un aspecto granuloso a la roca.
Hay dos tipos de rocas ígneas intrusivas:
1.Las hipo-abisales se forman justo debajo de la superficie, normalmente
en diques.
2.Las rocas plutónicas se forman a mayor profundidad y se emplazan en
forma de plutones y batolitos.
Las rocas ígneas intrusivas quedan expuestas a la superficie si las rocas que
las cubren desaparecen por efecto de la erosión.
1.4.1.2Rocas ígneas extrusivas: Si el magma alcanza la superficie terrestre antes
de enfriarse, forma rocas ígneas extrusivas de grano fino, también llamadas
rocas volcánicas, ya que el magma surge por los volcanes. Las rocas ígneas
extrusivas tienen formas fluidas y cristales de poco tamaño que crecen
rápidamente, y suelen contener inclusiones de vidrio y de gas.
mientras que en la ladera aumenta la actividad de los hongos.
I.4CLASES DE ROCAS
1.4.1Rocas Ígneas.
Se originan a partir de un magma (rocas fundidas a muy alta temperatura).
El término ígneo deriva del latín igneus, es decir, ardiente.
Las rocas ígneas se solidifican cuando se enfría el magma, sea bajo tierra o en la
superficie.
Las más antiguas tienen al menos 3.960 millones de años, mientras que las más jóvenes
apenas se están formando en estos momentos.
El granito es la roca ígnea más corriente, aunque existen más de 600 tipos.
Hay dos tipos de rocas ígneas que se distinguen porque en un caso el magma alcanza la
superficie terrestre antes de enfriarse y endurecerse, y en el otro no.
El magma que cristaliza bajo tierra forma rocas ígneas intrusivas.
El que alcanza la superficie antes de solidificarse forma las rocas ígneas
extrusivas.
1.4.1.1Rocas ígneas intrusivas: Las rocas ígneas que se forman en profundidad se
enfrían más lentamente que las formadas en superficie, por lo que tienden a
ser de grano más grueso y no contienen inclusiones gaseosas o de vidrio. Los
grandes cristales normalmente se empaquetan de forma compacta,
confiriendo un aspecto granuloso a la roca.
Hay dos tipos de rocas ígneas intrusivas:
1.Las hipo-abisales se forman justo debajo de la superficie, normalmente
en diques.
2.Las rocas plutónicas se forman a mayor profundidad y se emplazan en
forma de plutones y batolitos.
Las rocas ígneas intrusivas quedan expuestas a la superficie si las rocas que
las cubren desaparecen por efecto de la erosión.
1.4.1.2Rocas ígneas extrusivas: Si el magma alcanza la superficie terrestre antes
de enfriarse, forma rocas ígneas extrusivas de grano fino, también llamadas
rocas volcánicas, ya que el magma surge por los volcanes. Las rocas ígneas
extrusivas tienen formas fluidas y cristales de poco tamaño que crecen
rápidamente, y suelen contener inclusiones de vidrio y de gas.
1.4.1.3Composición de las Rocas Ígneas:
Las rocas ígneas están compuestas esencialmente por silicatos,
generalmente ortosa, plagioclasa, cuarzo, mica biotita, olivino, anfíboles y
piroxenos.
Cada tipo de roca ígnea contiene distintas proporciones de estos
minerales.
1.4.1.4Clasificación de las Rocas Ígneas:
Las rocas ígneas se clasifican según la cantidad de sílice que contienen o
también se pueden agrupar por el tamaño de los cristales.
El tipo de magma, la forma en que viaja hasta la superficie y la velocidad de
enfriamiento determinan la composición y características como el tamaño
del grano, la forma de los cristales y el color.
El tamaño del grano indica si una roca ígnea es intrusiva (de grano grueso) o
extrusivas (de grano fino). Las primeras, como el gabro, tienen cristales de
más de 5 mm de diámetro; las rocas de grano medio, como la dolerita,
tienen cristales de entre 0,5 y 5 mm de tamaño; por último, las de grano
fino, como el basalto, tienen cristales de menos de 0,5 mm.
La forma de los cristales es otro indicador del origen de la roca.
Un enfriamiento lento permite que los minerales tengan tiempo de
desarrollar cristales bien formados (idiomórficos).
Un enfriamiento rápido sólo permite la aparición de cristales mal formados
(alotriomórficos).
El color puede ayudar a establecer la composición química de una roca.
Las ácidas de color claro contienen más del 65 por ciento de sílice.
Las básicas son oscuras, tienen un bajo contenido en sílice y una mayor
proporción de minerales ferro-magnesianos oscuros y densos como la augita.
Las intermedias se sitúan entre las dos anteriores en cuanto a composición y,
por lo tanto, también en color.
1.4.4.5 Principales Rocas Ígneas - Esquemas
Las rocas ígneas están compuestas esencialmente por silicatos,
generalmente ortosa, plagioclasa, cuarzo, mica biotita, olivino, anfíboles y
piroxenos.
Cada tipo de roca ígnea contiene distintas proporciones de estos
minerales.
1.4.1.4Clasificación de las Rocas Ígneas:
Las rocas ígneas se clasifican según la cantidad de sílice que contienen o
también se pueden agrupar por el tamaño de los cristales.
El tipo de magma, la forma en que viaja hasta la superficie y la velocidad de
enfriamiento determinan la composición y características como el tamaño
del grano, la forma de los cristales y el color.
El tamaño del grano indica si una roca ígnea es intrusiva (de grano grueso) o
extrusivas (de grano fino). Las primeras, como el gabro, tienen cristales de
más de 5 mm de diámetro; las rocas de grano medio, como la dolerita,
tienen cristales de entre 0,5 y 5 mm de tamaño; por último, las de grano
fino, como el basalto, tienen cristales de menos de 0,5 mm.
La forma de los cristales es otro indicador del origen de la roca.
Un enfriamiento lento permite que los minerales tengan tiempo de
desarrollar cristales bien formados (idiomórficos).
Un enfriamiento rápido sólo permite la aparición de cristales mal formados
(alotriomórficos).
El color puede ayudar a establecer la composición química de una roca.
Las ácidas de color claro contienen más del 65 por ciento de sílice.
Las básicas son oscuras, tienen un bajo contenido en sílice y una mayor
proporción de minerales ferro-magnesianos oscuros y densos como la augita.
Las intermedias se sitúan entre las dos anteriores en cuanto a composición y,
por lo tanto, también en color.
1.4.4.5 Principales Rocas Ígneas - Esquemas
1.4.2ROCAS METAMÓRFICAS
Como su nombre lo indica, son rocas ígneas y sedimentarias que sufren un cambio o
transformación ocasionado por las fuertes presiones y altas temperaturas; el
metamorfismo se caracteriza por el desarrollo de textura y/o minerales nuevos.
Proceso de metamorfismo.
El metamorfismo es un proceso por el cual las rocas ven alterada su mineralogía,
textura y estructura interna, debido, fundamentalmente, a fuentes externas de calor,
presión y la introducción de sustancias químicas nuevas.
La Textura de las Rocas Metamórficas.
En el caso de las rocas metamórficas se considera el tamaño medio de los cristales.
BAJO, los cristales no son identificables
MEDIO, los cristales son identificables
ALTO, los cristales han alcanzado un tamaño notable.
Forma y Distribución de Tamaños de los Cristales.
En este apartado se describen los principales tipos de texturas de las rocas
metamórficas:
· Granoblástica. El tamaño de todos los cristales es parecido y forman un mosaico
de granos con tendencia al empaquetado hexagonal, suele ser característica de las
rocas metamórficas mono-minerales (cuarcitas, mármoles, etc.) y de las
corneanas, es decir, de rocas metamórficas que se formaron bajo condiciones
estáticas.
· Lepidoblástica. Esta definida un apilamiento de minerales planares (micas), los
cuales están orientados de forma que sus caras planares son paralelas entre sí.
Suele ser característica de las rocas metamórficas micáceas (esquistos, micacitas,
algunos gneises, etc.).
· Nematoblástica. Es similar a la lepidoblástica, sólo que en este caso el
apilamiento no es de minerales con hábito planar sino acicular. Suele ser
característica de las anfibolitas.
· Porfidoblástica. Cuando se observa una serie de cristales de gran tamaño
(porfidoblastos) englobados en una matriz compuesta por granos de un tamaño
sensiblemente menor, es decir, existen dos poblaciones distintas de cristales.
Generalmente, los porfidoblastos son minerales, índice que nos indican las
condiciones que se alcanzaron durante el metamorfismo. Por consiguiente, es
importante su identificación.
1.4.2.1CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
I.4.2.1.1Rocas Foliadas. A su vez, las rocas foliadas pueden subdividirse:
Pizarra. Roca de grano muy fino
Esquisto. Roca de grano grueso
Gneis. Roca de grano grueso, que presenta minerales alargados y granulares
en las bandas claras y planares en las oscuras.
1.4.2.1.2Rocas No Foliadas. Generalmente están compuestas por un solo mineral
Como su nombre lo indica, son rocas ígneas y sedimentarias que sufren un cambio o
transformación ocasionado por las fuertes presiones y altas temperaturas; el
metamorfismo se caracteriza por el desarrollo de textura y/o minerales nuevos.
Proceso de metamorfismo.
El metamorfismo es un proceso por el cual las rocas ven alterada su mineralogía,
textura y estructura interna, debido, fundamentalmente, a fuentes externas de calor,
presión y la introducción de sustancias químicas nuevas.
La Textura de las Rocas Metamórficas.
En el caso de las rocas metamórficas se considera el tamaño medio de los cristales.
BAJO, los cristales no son identificables
MEDIO, los cristales son identificables
ALTO, los cristales han alcanzado un tamaño notable.
Forma y Distribución de Tamaños de los Cristales.
En este apartado se describen los principales tipos de texturas de las rocas
metamórficas:
· Granoblástica. El tamaño de todos los cristales es parecido y forman un mosaico
de granos con tendencia al empaquetado hexagonal, suele ser característica de las
rocas metamórficas mono-minerales (cuarcitas, mármoles, etc.) y de las
corneanas, es decir, de rocas metamórficas que se formaron bajo condiciones
estáticas.
· Lepidoblástica. Esta definida un apilamiento de minerales planares (micas), los
cuales están orientados de forma que sus caras planares son paralelas entre sí.
Suele ser característica de las rocas metamórficas micáceas (esquistos, micacitas,
algunos gneises, etc.).
· Nematoblástica. Es similar a la lepidoblástica, sólo que en este caso el
apilamiento no es de minerales con hábito planar sino acicular. Suele ser
característica de las anfibolitas.
· Porfidoblástica. Cuando se observa una serie de cristales de gran tamaño
(porfidoblastos) englobados en una matriz compuesta por granos de un tamaño
sensiblemente menor, es decir, existen dos poblaciones distintas de cristales.
Generalmente, los porfidoblastos son minerales, índice que nos indican las
condiciones que se alcanzaron durante el metamorfismo. Por consiguiente, es
importante su identificación.
1.4.2.1CLASIFICACIÓN DE LAS ROCAS METAMÓRFICAS
I.4.2.1.1Rocas Foliadas. A su vez, las rocas foliadas pueden subdividirse:
Pizarra. Roca de grano muy fino
Esquisto. Roca de grano grueso
Gneis. Roca de grano grueso, que presenta minerales alargados y granulares
en las bandas claras y planares en las oscuras.
1.4.2.1.2Rocas No Foliadas. Generalmente están compuestas por un solo mineral
Mármol. Roca metamórfica de grano grueso, compuesta por granos de
calcita.
Cuarcita. Roca metamórfica compuesta por granos de cuarzo
Corneanas. Son rocas que han sufrido areniscas (estratificaciones
cruzadas,...) se conservan dando lugar a bandeados.
I.4.2.2PRINCIPALES ROCAS METAMÓRFICAS
Gneis.
Pizarras
Mármol.
Cuarcita
Serpentinas
Filitas
Esquistos
Otras: Gramilita, ladrillos, esteatitas y anfibotitas.
I.5TIPOS DE HORIZONTE DEL SUELO.
Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en él enraíza la
vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia
orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua a su través
el arrastre hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles.
Horizonte B o zona de precipitación: Carece prácticamente de humus, por lo que su
color es más claro, en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba,
principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, carbonatos, etc.,
situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas
tropicales.
Horizonte C o roca madre, o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del
material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la
alteración mecánica y la química, pero en él aún puede reconocerse las características
originales del mismo.
Horizonte D u horizonte R o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no
ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. Algunos distinguen entre D,
cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el
suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con
la composición mineral del suelo que tiene encima.
Los caracteres, textura y estructura de los horizontes pueden variar ampliamente,
pudiendo llegar de un horizonte A de centímetros a metros.
calcita.
Cuarcita. Roca metamórfica compuesta por granos de cuarzo
Corneanas. Son rocas que han sufrido areniscas (estratificaciones
cruzadas,...) se conservan dando lugar a bandeados.
I.4.2.2PRINCIPALES ROCAS METAMÓRFICAS
Gneis.
Pizarras
Mármol.
Cuarcita
Serpentinas
Filitas
Esquistos
Otras: Gramilita, ladrillos, esteatitas y anfibotitas.
I.5TIPOS DE HORIZONTE DEL SUELO.
Horizonte A, o zona de lavado vertical: Es el más superficial y en él enraíza la
vegetación herbácea. Su color es generalmente oscuro por la abundancia de materia
orgánica descompuesta o humus elaborado, determinando el paso del agua a su través
el arrastre hacia abajo, de fragmentos de tamaño fino y de compuestos solubles.
Horizonte B o zona de precipitación: Carece prácticamente de humus, por lo que su
color es más claro, en él se depositan los materiales arrastrados desde arriba,
principalmente, materiales arcillosos, óxidos e hidróxidos metálicos, carbonatos, etc.,
situándose en este nivel los encostramientos calcáreos áridos y las corazas lateríticas
tropicales.
Horizonte C o roca madre, o subsuelo: Está constituido por la parte más alta del
material rocoso in situ, sobre el que se apoya el suelo, más o menos fragmentado por la
alteración mecánica y la química, pero en él aún puede reconocerse las características
originales del mismo.
Horizonte D u horizonte R o material rocoso: es el material rocoso subyacente que no
ha sufrido ninguna alteración química o física significativa. Algunos distinguen entre D,
cuando el suelo es autóctono y el horizonte representa a la roca madre, y R, cuando el
suelo es alóctono y la roca representa sólo una base física sin una relación especial con
la composición mineral del suelo que tiene encima.
Los caracteres, textura y estructura de los horizontes pueden variar ampliamente,
pudiendo llegar de un horizonte A de centímetros a metros.
II. SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA INGENIERÍA.
SUELOS: Origen y Formación de los Minerales Constitutivos.
2.1 CONSTITUCIÓN INTERNA DEL GLOBO TERRESTRE.
En un esquema simplista, el globo terrestre está constituido, primero por un núcleo
formado predominantemente por compuestos de hierro de níquel. Se considera, al
presente, que la densidad media de este núcleo es considerablemente superior a las
capas superficiales; también puede deducirse, del estudio de transmisión de ondas
símicas, que el núcleo carece de rigidez y esta característica ha inducido a la mayoría
de los investigadores a juzgarlo fluido; existe la opinión empero no suficientemente
comprobada, que de una zona en torno del planeta 8 sobre unos 1,300km. Contra
3,400km. de radio de todo el núcleo. Posee alta rigidez, por lo que deberá ser
considerada sólida, en vez de fluida. Un manto fluido (magma) rodea el núcleo
envolviendo al manto mencionado se encuentra la Corteza Terrestre, capa de densidad
decreciente hacia la superficie, formada sobre todo por silicatos. Esta capa, de espesor
medio 30-40km. En las plataformas continentales, está constituida por grandes masas
heterogéneas con depresiones ocupadas por los mares y océanos. Toda esta corteza se
encuentra aproximadamente en estado de balance isostático, flotando sobre el magma
terrestre, más denso. La separación entre la parte fluida y la corteza que envuelve
suele considerarse abrupta, antes que gradual (discontinuidad de Morhorovivic).
Supra-yaciendo a la corteza terrestre, propiamente dicha, existe una pequeña capa,
formada por la disgregación y descomposición de sus últimos niveles; esta pequeña
pátina del planeta, es el suelo, de lo cual se trata en la Mecánica de suelos.
2.2Suelo.
Es común creencia que el suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no
sujetas a ninguna organización definida y propiedades que varían “vectorialmente”. En
la dirección vertical generalmente sus propiedades cambian mucho más rápidamente
que en la horizontal. El suelo tiene perfil, y éste es un hecho del que se hace abundante
aplicación.
“Suelo” es un término del que hacen uso diferentes profesantes. La interpretación varía
de acuerdo con sus respectivos intereses.
Para el agrónomo, por ejemplo, la palabra se aplica a la parte superficial de la corteza
capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretación demasiado restringida para
el ingeniero.
Para el Geólogo es todo material intemperizado en e l lugar en que ahora se encuentra
y con contenido de materia orgánica cerca de la superficie; esta definición peca de
parcial en Ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no
intemperizado posteriormente a su transporte.
Para los fines de esta obra, la palabra suelo representa todo tipo de material ferroso,
desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas, que no se
ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida
juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe
considerarse como parte integral del mismo.
2.3Agentes Generadores de Suelos.
SUELOS: Origen y Formación de los Minerales Constitutivos.
2.1 CONSTITUCIÓN INTERNA DEL GLOBO TERRESTRE.
En un esquema simplista, el globo terrestre está constituido, primero por un núcleo
formado predominantemente por compuestos de hierro de níquel. Se considera, al
presente, que la densidad media de este núcleo es considerablemente superior a las
capas superficiales; también puede deducirse, del estudio de transmisión de ondas
símicas, que el núcleo carece de rigidez y esta característica ha inducido a la mayoría
de los investigadores a juzgarlo fluido; existe la opinión empero no suficientemente
comprobada, que de una zona en torno del planeta 8 sobre unos 1,300km. Contra
3,400km. de radio de todo el núcleo. Posee alta rigidez, por lo que deberá ser
considerada sólida, en vez de fluida. Un manto fluido (magma) rodea el núcleo
envolviendo al manto mencionado se encuentra la Corteza Terrestre, capa de densidad
decreciente hacia la superficie, formada sobre todo por silicatos. Esta capa, de espesor
medio 30-40km. En las plataformas continentales, está constituida por grandes masas
heterogéneas con depresiones ocupadas por los mares y océanos. Toda esta corteza se
encuentra aproximadamente en estado de balance isostático, flotando sobre el magma
terrestre, más denso. La separación entre la parte fluida y la corteza que envuelve
suele considerarse abrupta, antes que gradual (discontinuidad de Morhorovivic).
Supra-yaciendo a la corteza terrestre, propiamente dicha, existe una pequeña capa,
formada por la disgregación y descomposición de sus últimos niveles; esta pequeña
pátina del planeta, es el suelo, de lo cual se trata en la Mecánica de suelos.
2.2Suelo.
Es común creencia que el suelo es un agregado de partículas orgánicas e inorgánicas, no
sujetas a ninguna organización definida y propiedades que varían “vectorialmente”. En
la dirección vertical generalmente sus propiedades cambian mucho más rápidamente
que en la horizontal. El suelo tiene perfil, y éste es un hecho del que se hace abundante
aplicación.
“Suelo” es un término del que hacen uso diferentes profesantes. La interpretación varía
de acuerdo con sus respectivos intereses.
Para el agrónomo, por ejemplo, la palabra se aplica a la parte superficial de la corteza
capaz de sustentar vida vegetal, siendo esta interpretación demasiado restringida para
el ingeniero.
Para el Geólogo es todo material intemperizado en e l lugar en que ahora se encuentra
y con contenido de materia orgánica cerca de la superficie; esta definición peca de
parcial en Ingeniería, al no tomar en cuenta los materiales transportados no
intemperizado posteriormente a su transporte.
Para los fines de esta obra, la palabra suelo representa todo tipo de material ferroso,
desde un relleno de desperdicio, hasta areniscas parcialmente cementadas, que no se
ablanden o desintegren rápidamente por acción de la intemperie. El agua contenida
juega un papel tan fundamental en el comportamiento mecánico del suelo, que debe
considerarse como parte integral del mismo.
2.3Agentes Generadores de Suelos.
La corteza terrestre es atacada principalmente por el aire y las aguas, siendo los medios
de acción de estas sustancias sumamente variados. Sin embargo, en el último análisis,
todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos grupos:
Desintegración Mecánica.
Descomposición Química.
El término Desintegración Mecánica. Se refiere a la intemperización de las rocas por
agentes físicos, tales como cambios periódicos de temperatura, acción de la
congelación del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos,
plantas, etc. Por eso estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas o, cuando
mucho, limos y sólo en casos especiales arcillas.
El termino Descomposición Química. Se entiende la acción de agentes que atacan las
rocas modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es, desde
luego el agua y los mecanismos de ataque más importantes son la oxidación, la
hidratación y la carbonatación. Los efectos químicos de la vegetación juegan un papel
no despreciable.
Estos mecanismos generalmente producen arcilla como último producto de
descomposición. Todos los efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de
temperatura, por lo cual es frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia
en zonas húmedas y cálidas, mientras que son típicas de zonas más frías formaciones
arenosas o limosas más gruesas.
En los desiertos cálidos, la falta de agua hace que los fenómenos de descomposición no
se desarrollen, por lo cual la arena predomina en esas zonas; allí los efectos de ciclos de
tensiones y compresiones sobre las rocas, producidos por elevaciones y descensos
periódicos y continuados de temperatura, son los mecanismos de ataque determinantes.
No debe creerse, sin embargo, que las reglas anteriores sean inmutables; la naturaleza
suele actuar con una complejidad que desafía cualquier regulación. Por ejemplo, en
países fríos o secos pueden existir formaciones en condiciones favorables para constituir
un depósito.
Los suelos, pues, su origen a una tal variedad de causas que excede todo poder de
descripción detallada. El resultado de ese concurso de causas, es una inmensa
diversidad de tipos de suelos resultantes. También debe notarse que su formación ha
ocurrido a través de las Eras Geológicas, tal como sigue ocurriendo hoy; en
consecuencia, el hombre es ajeno al génesis del suelo; sólo le toca manejarlo, tal como
la naturaleza se lo presenta.
1ra. Etapa 2da. Etapa
de acción de estas sustancias sumamente variados. Sin embargo, en el último análisis,
todos los mecanismos de ataque pueden incluirse en dos grupos:
Desintegración Mecánica.
Descomposición Química.
El término Desintegración Mecánica. Se refiere a la intemperización de las rocas por
agentes físicos, tales como cambios periódicos de temperatura, acción de la
congelación del agua en las juntas y grietas de las rocas, efectos de organismos,
plantas, etc. Por eso estos fenómenos las rocas llegan a formar arenas o, cuando
mucho, limos y sólo en casos especiales arcillas.
El termino Descomposición Química. Se entiende la acción de agentes que atacan las
rocas modificando su constitución mineralógica o química. El principal agente es, desde
luego el agua y los mecanismos de ataque más importantes son la oxidación, la
hidratación y la carbonatación. Los efectos químicos de la vegetación juegan un papel
no despreciable.
Estos mecanismos generalmente producen arcilla como último producto de
descomposición. Todos los efectos anteriores suelen acentuarse con los cambios de
temperatura, por lo cual es frecuente encontrar formaciones arcillosas de importancia
en zonas húmedas y cálidas, mientras que son típicas de zonas más frías formaciones
arenosas o limosas más gruesas.
En los desiertos cálidos, la falta de agua hace que los fenómenos de descomposición no
se desarrollen, por lo cual la arena predomina en esas zonas; allí los efectos de ciclos de
tensiones y compresiones sobre las rocas, producidos por elevaciones y descensos
periódicos y continuados de temperatura, son los mecanismos de ataque determinantes.
No debe creerse, sin embargo, que las reglas anteriores sean inmutables; la naturaleza
suele actuar con una complejidad que desafía cualquier regulación. Por ejemplo, en
países fríos o secos pueden existir formaciones en condiciones favorables para constituir
un depósito.
Los suelos, pues, su origen a una tal variedad de causas que excede todo poder de
descripción detallada. El resultado de ese concurso de causas, es una inmensa
diversidad de tipos de suelos resultantes. También debe notarse que su formación ha
ocurrido a través de las Eras Geológicas, tal como sigue ocurriendo hoy; en
consecuencia, el hombre es ajeno al génesis del suelo; sólo le toca manejarlo, tal como
la naturaleza se lo presenta.
1ra. Etapa 2da. Etapa
3ra. Etapa 4ta. Etapa
2.4SUELOS RESIDUALES Y TRANSPORTADOS.
Los productos del ataque de los agentes de intemperismo pueden quedar en el lugar,
directamente sobre la roca de la cual se derivan, dando así origen a suelos, llamados
suelos residuales.
Pero esos productos pueden ser removidos del lugar de formación, por los mismos
agentes geológicos y re-depositados en otra zona. Así se generan suelos que sobre-yacen
sobre otros estratos sin relación directa con ellos; a estos suelos se les denomina suelos
transportados.
Existen en la naturaleza numerosos agentes de transporte, de los cuales pueden citarse
como principales los glaciares, el viento, los ríos y corrientes de agua superficiales, los
mares y las fuerzas de gravedad; estos factores actúan a menudo combinándose.
La combinación del escurrimiento de aguas en las laderas de colinas y montes y de las
fuerzas del campo gravitacional, forma los depósitos de talud, en las faldas de las
elevaciones; estos depósitos suelen ser heterogéneos, sueltos y predominantemente
formados por materiales gruesos.
El escurrimiento de torrentes produce arrastre de materiales de gran tamaño (mayor
velocidades de crecientes en el agua), que se depositan en forma graduada a lo largo de
su perfil, según varíe la velocidad de su curso; al ir disminuyendo ésta, la capacidad de
acarreo de la corriente se hace menor, depositándose los materiales más gruesos. De
esta manera, el río transporta, deposita suelos según sus tamaños decrecientes,
correspondiendo las partículas más finas (limos y arcillas) a depósitos a su
desembocadura.
Los depósitos lacustre son generalmente de grano muy fino, a causa de la pequeña
velocidad con que la velocidad con que las aguas fluyen en los lagos.
Los depósitos marinos (formados por el mar) suelen ser estratificados, reflejando
muchas veces las características de las costas que los mares bañen.
Los depósitos glaciares están formados por suelos heterogéneos, que van desde
bloques, hasta materiales muy finamente granulados, a causa de las grandes presiones,
desarrolladas y de la abrasión producida por el movimiento de las masas de hielo.
Los vientos pueden arrastrar partículas cuyo tamaño puede variar desde el limo hasta el
de las arenas gruesas; estos arrastres pueden hacer que las partículas se depositen a
muchos kilómetros de su lugar de origen. Dos tipos principales de suelos deben su
formación al arrastre del viento: El Loess y los Médanos.
2.4SUELOS RESIDUALES Y TRANSPORTADOS.
Los productos del ataque de los agentes de intemperismo pueden quedar en el lugar,
directamente sobre la roca de la cual se derivan, dando así origen a suelos, llamados
suelos residuales.
Pero esos productos pueden ser removidos del lugar de formación, por los mismos
agentes geológicos y re-depositados en otra zona. Así se generan suelos que sobre-yacen
sobre otros estratos sin relación directa con ellos; a estos suelos se les denomina suelos
transportados.
Existen en la naturaleza numerosos agentes de transporte, de los cuales pueden citarse
como principales los glaciares, el viento, los ríos y corrientes de agua superficiales, los
mares y las fuerzas de gravedad; estos factores actúan a menudo combinándose.
La combinación del escurrimiento de aguas en las laderas de colinas y montes y de las
fuerzas del campo gravitacional, forma los depósitos de talud, en las faldas de las
elevaciones; estos depósitos suelen ser heterogéneos, sueltos y predominantemente
formados por materiales gruesos.
El escurrimiento de torrentes produce arrastre de materiales de gran tamaño (mayor
velocidades de crecientes en el agua), que se depositan en forma graduada a lo largo de
su perfil, según varíe la velocidad de su curso; al ir disminuyendo ésta, la capacidad de
acarreo de la corriente se hace menor, depositándose los materiales más gruesos. De
esta manera, el río transporta, deposita suelos según sus tamaños decrecientes,
correspondiendo las partículas más finas (limos y arcillas) a depósitos a su
desembocadura.
Los depósitos lacustre son generalmente de grano muy fino, a causa de la pequeña
velocidad con que la velocidad con que las aguas fluyen en los lagos.
Los depósitos marinos (formados por el mar) suelen ser estratificados, reflejando
muchas veces las características de las costas que los mares bañen.
Los depósitos glaciares están formados por suelos heterogéneos, que van desde
bloques, hasta materiales muy finamente granulados, a causa de las grandes presiones,
desarrolladas y de la abrasión producida por el movimiento de las masas de hielo.
Los vientos pueden arrastrar partículas cuyo tamaño puede variar desde el limo hasta el
de las arenas gruesas; estos arrastres pueden hacer que las partículas se depositen a
muchos kilómetros de su lugar de origen. Dos tipos principales de suelos deben su
formación al arrastre del viento: El Loess y los Médanos.
El loess, puede definirse como un depósito eólico, constituido por una mezcla
uniforme de arenas finas cuarzosas, algo feldespáticas y limos, estructurado en
forma abierta y algo cohe-solubles, en los que se ha querido ver un elemento
cementante; sin embargo, investigaciones recientes parecen indicar que tales
carbonatos están contenidos en grumos aislados, que no pueden proporcionar
cementación, a la masa y, por lo tanto, parece que esta cementación debe
atribuirse a la existencia de películas arcillosas envolviendo los granos
depositados.
Los médanos, son aglomeraciones de arena suelta, que fue arrastrada por el
viento a poca altura y que se vio detenida por algún obstáculo natural de la
superficie del terreno. Suelen estar formados por arenas cuarzosas uniformes,
con algo de mica.
En general, un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico, que
resalte su secuencia de colocación y el espesor de sus estratos.
En lo que respecta a los suelos residuales existen dos conceptos que juegan un papel
muy importante. Estos son: El perfil de meteorización y el conjunto de estructuras
heredadas. El primero es la secuencia de materiales con diferentes propiedades, que se
ha formado en el lugar donde se le encuentra y que sobre-yace a la roca no
meteorizada. Se forma, tanto por ataque mecánico como por descomposición química, y
puede variar considerablemente de un punto a otro, sobre todo por variaciones locales
en el tipo y estructura de la roca, topografía, condiciones de erosión, régimen de aguas
subterráneas y clima. Las estructuras heredadas consisten en diaclasas, exfoliaciones
juntas, grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestra el suelo como herencia
de los que tenía la roca original. Su influencia es tal que frecuentemente las
propiedades mecánicas de una muestra “intacta” del material no pueden considerarse
en absoluto representativas de las propiedades del conjunto. Un suelo residual queda
descrito por estos dos conceptos.
5ta. Etapa
2.5MINERALES CONSTITUTIVOS DE LOS SUELOS GRUESOS.
Un mineral es una sustancia inorgánica y natural, que tiene una estructura interna
característica determinada por un cierto arreglo específico de sus átomos e iones. Su
composición química y sus propiedades físicas o son fijas o varían dentro de límites
definidos. Sus propiedades físicas más interesantes, desde el punto de vista de
identificación son: el color, el lustre, la tonalidad de sus raspaduras, la forma de
uniforme de arenas finas cuarzosas, algo feldespáticas y limos, estructurado en
forma abierta y algo cohe-solubles, en los que se ha querido ver un elemento
cementante; sin embargo, investigaciones recientes parecen indicar que tales
carbonatos están contenidos en grumos aislados, que no pueden proporcionar
cementación, a la masa y, por lo tanto, parece que esta cementación debe
atribuirse a la existencia de películas arcillosas envolviendo los granos
depositados.
Los médanos, son aglomeraciones de arena suelta, que fue arrastrada por el
viento a poca altura y que se vio detenida por algún obstáculo natural de la
superficie del terreno. Suelen estar formados por arenas cuarzosas uniformes,
con algo de mica.
En general, un suelo transportado queda descrito por un perfil estratigráfico, que
resalte su secuencia de colocación y el espesor de sus estratos.
En lo que respecta a los suelos residuales existen dos conceptos que juegan un papel
muy importante. Estos son: El perfil de meteorización y el conjunto de estructuras
heredadas. El primero es la secuencia de materiales con diferentes propiedades, que se
ha formado en el lugar donde se le encuentra y que sobre-yace a la roca no
meteorizada. Se forma, tanto por ataque mecánico como por descomposición química, y
puede variar considerablemente de un punto a otro, sobre todo por variaciones locales
en el tipo y estructura de la roca, topografía, condiciones de erosión, régimen de aguas
subterráneas y clima. Las estructuras heredadas consisten en diaclasas, exfoliaciones
juntas, grietas, fallas y otros defectos estructurales que muestra el suelo como herencia
de los que tenía la roca original. Su influencia es tal que frecuentemente las
propiedades mecánicas de una muestra “intacta” del material no pueden considerarse
en absoluto representativas de las propiedades del conjunto. Un suelo residual queda
descrito por estos dos conceptos.
5ta. Etapa
2.5MINERALES CONSTITUTIVOS DE LOS SUELOS GRUESOS.
Un mineral es una sustancia inorgánica y natural, que tiene una estructura interna
característica determinada por un cierto arreglo específico de sus átomos e iones. Su
composición química y sus propiedades físicas o son fijas o varían dentro de límites
definidos. Sus propiedades físicas más interesantes, desde el punto de vista de
identificación son: el color, el lustre, la tonalidad de sus raspaduras, la forma de
cristalización, la dureza, la forma de su fractura y disposición de sus planos crucero, la
tenacidad, la capacidad para permitir el paso de ondas y radiaciones (o luz) y la
densidad relativa.
La estructura atómico-molecular del mineral es el factor más importante para
condicionar sus propiedades físicas.
En los suelos formados por partículas gruesas, los minerales predominantes son:
Silicatos, principalmente feldespato (de potasio, sodio o calcio), Micas, Olivino,
Serpentina, etc.; óxidos, cuyos principales exponentes son los cuarzos (SiO2), la
Limonita, la Magnetita y el Corindón; carbonatos entre los que destacan la Calcita y la
Dolomita, y Sulfatos, cuyos principales representantes son la anhidrita y el yeso.
En los suelos gruesos el comportamiento mecánico e hidráulico está principalmente
condicionado por su compacidad y por la orientación de sus partículas por los que la
constitución mineralógica es, hasta cierto punto, secundaria. Ello no debe interpretarse
como un motivo para que el ingeniero se desentienda de este tópico, cuyo estudio
puede ser muy informativo en más de un aspecto práctico.
2.5.1TEXTURA.
Se refiere a la proporción relativa de arena, limo y arcilla en el suelo. La clasificación
de texturas se basa en la cantidad de partículas menores de 2 mm de diámetro. Las
fracciones según el tamaño (arena, limo y arcilla) se denominan separadores del suelo.
Los límites de tamaño, de acuerdo con los sistemas: Americano e Internacional aparecen
en el siguiente cuadro:
Pues bien, la textura del suelo se expresa por los nombres de las clases que se
encuentran en el Triángulo de texturas. Los nombres de las clases de suelos
básicamente consisten en los términos: arena, limo, arcilla y migajón o franco, usados
ya sea como nombres o adjetivos o ambos.
En los términos de textura se prescinde de los contenidos en gravas; se refieren a la
fracción del suelo que se estudia en el laboratorio de análisis de suelos y que se conoce
como tierra fina.
Por ejemplo, un suelo que contiene un 25% de arena, 25% de limo y 50% de arcilla se
dice que tiene una textura arcillosa.
Los términos texturales se definen de una manera gráfica en un diagrama triangular que
representa los valores de las tres fracciones.
tenacidad, la capacidad para permitir el paso de ondas y radiaciones (o luz) y la
densidad relativa.
La estructura atómico-molecular del mineral es el factor más importante para
condicionar sus propiedades físicas.
En los suelos formados por partículas gruesas, los minerales predominantes son:
Silicatos, principalmente feldespato (de potasio, sodio o calcio), Micas, Olivino,
Serpentina, etc.; óxidos, cuyos principales exponentes son los cuarzos (SiO2), la
Limonita, la Magnetita y el Corindón; carbonatos entre los que destacan la Calcita y la
Dolomita, y Sulfatos, cuyos principales representantes son la anhidrita y el yeso.
En los suelos gruesos el comportamiento mecánico e hidráulico está principalmente
condicionado por su compacidad y por la orientación de sus partículas por los que la
constitución mineralógica es, hasta cierto punto, secundaria. Ello no debe interpretarse
como un motivo para que el ingeniero se desentienda de este tópico, cuyo estudio
puede ser muy informativo en más de un aspecto práctico.
2.5.1TEXTURA.
Se refiere a la proporción relativa de arena, limo y arcilla en el suelo. La clasificación
de texturas se basa en la cantidad de partículas menores de 2 mm de diámetro. Las
fracciones según el tamaño (arena, limo y arcilla) se denominan separadores del suelo.
Los límites de tamaño, de acuerdo con los sistemas: Americano e Internacional aparecen
en el siguiente cuadro:
Pues bien, la textura del suelo se expresa por los nombres de las clases que se
encuentran en el Triángulo de texturas. Los nombres de las clases de suelos
básicamente consisten en los términos: arena, limo, arcilla y migajón o franco, usados
ya sea como nombres o adjetivos o ambos.
En los términos de textura se prescinde de los contenidos en gravas; se refieren a la
fracción del suelo que se estudia en el laboratorio de análisis de suelos y que se conoce
como tierra fina.
Por ejemplo, un suelo que contiene un 25% de arena, 25% de limo y 50% de arcilla se
dice que tiene una textura arcillosa.
Los términos texturales se definen de una manera gráfica en un diagrama triangular que
representa los valores de las tres fracciones.
Las partículas no están sueltas sino que forman agregados y hemos de destruir la
agregación para separar las partículas individuales. Por ello antes de proceder a la
extracción de las diferentes fracciones hay una fase previa de preparación de la
muestra.
En esta fase previa existen diversos métodos para separar a las partículas del suelo,
unos son métodos físicos (trituración suave, agitación lenta, agitación rápida,
ultrasonidos, lavado y cocción) y otros son técnicas químicas (oxidación de la materia
orgánica con agua oxigenada, ataque ácido de los carbonatos y compuestos de Hierro
(Fe) con Hidróxido de Cloro (ClH), dispersión de las arcillas con hexametafosfato sódico
o amoníaco). Como los agentes agregantes pueden ser muy distintos, normalmente no
sirve uno sólo de estos métodos sino que se monta una cadena de tratamientos.
2.6MINERALES CONSTITUTIVOS DE LAS ARCILLAS.
Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en la
Rocas Ígneas y Metamórficas, los agentes de descomposición química llegan a un
producto final: La Arcilla.
La investigación de las propiedades mineralógicas de estos sedimentos, comenzó en
épocas recientes (1930) y presenta gran importancia en cuestiones de ingeniería, pues,
a diferencia de lo señalado para los suelos gruesos, el comportamiento mecánico de las
arcillas se ve decisivamente influido por su estructura en general y constitución
mineralógica en particular.
Las arcillas están constituidas básicamente por silicato de aluminio, hidratados,
presentando además en algunas ocasiones, silicato de magnesio, hierro u otros metales,
también hidratados. Estos minerales tienen, casi siempre, una estructura cristalina
definida, cuyos átomos se disponen en láminas.
Existen dos variedades de estas láminas: la Silícita y la Alumínica.
La Silícita.
agregación para separar las partículas individuales. Por ello antes de proceder a la
extracción de las diferentes fracciones hay una fase previa de preparación de la
muestra.
En esta fase previa existen diversos métodos para separar a las partículas del suelo,
unos son métodos físicos (trituración suave, agitación lenta, agitación rápida,
ultrasonidos, lavado y cocción) y otros son técnicas químicas (oxidación de la materia
orgánica con agua oxigenada, ataque ácido de los carbonatos y compuestos de Hierro
(Fe) con Hidróxido de Cloro (ClH), dispersión de las arcillas con hexametafosfato sódico
o amoníaco). Como los agentes agregantes pueden ser muy distintos, normalmente no
sirve uno sólo de estos métodos sino que se monta una cadena de tratamientos.
2.6MINERALES CONSTITUTIVOS DE LAS ARCILLAS.
Partiendo de los numerosos minerales (principalmente silicatos) que se encuentran en la
Rocas Ígneas y Metamórficas, los agentes de descomposición química llegan a un
producto final: La Arcilla.
La investigación de las propiedades mineralógicas de estos sedimentos, comenzó en
épocas recientes (1930) y presenta gran importancia en cuestiones de ingeniería, pues,
a diferencia de lo señalado para los suelos gruesos, el comportamiento mecánico de las
arcillas se ve decisivamente influido por su estructura en general y constitución
mineralógica en particular.
Las arcillas están constituidas básicamente por silicato de aluminio, hidratados,
presentando además en algunas ocasiones, silicato de magnesio, hierro u otros metales,
también hidratados. Estos minerales tienen, casi siempre, una estructura cristalina
definida, cuyos átomos se disponen en láminas.
Existen dos variedades de estas láminas: la Silícita y la Alumínica.
La Silícita.
Está formado por un átomo de silicio, rodeado de cuatro de oxígeno, disponiéndose el
conjunto en forma de tetraedro, como se muestra en la fig. I.1-a. Estos tetraedros se
agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxígeno de nexo cada dos
tetraedros.
Un esquema de unidad hexagonal aparece en la fig. I.1-b, las unidades hexagonales
repitiéndose indefinidamente, constituyen una retícula laminar.
La Alumínica.
Están formadas por retículas de octaedros dispuestos con un átomo de aluminio al
centro y seis de oxígeno alrededor, tal como aparece esquemáticamente dibujado en la
fig. I.2. También ahora es el oxígeno el nexo entre cada octaedro vecino, para constituir
la retícula.
2.7DIVISIÓN DE LAS ARCILLAS SEGÚN SU ESTRUCTURA RETICULAR.
De acuerdo con su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en tres
grandes grupos: Caolinitas, Montmorilonitas e Ilitas.
2.7.1LAS CAOLINITAS.
Composición química (AL O · SiO · 3 H O). Están formados por una lámina silícica y
otra alumínica, que se superponen indefinidamente. La unión entre todas las retículas
es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua
entre ellas (absorción). En consecuencia, las arcillas caoliníticas serán relativamente
estables en presencia del agua.
2.7.2LAS MONTMORILONITICAS.
Composición química [(OH) Si Al O · nH O], están formadas por una lámina alumínica
entre dos silícicas, superponiéndose indefinidamente. En este caso la unión entre
retículas del mineral es débil, por lo que las moléculas de agua pueden introducirse en
la estructura con relativa facilidad, a causa de las fuerzas eléctricas generadas por su
naturaleza dipolar. Lo anterior produce un incremento en el volumen de los cristales, lo
que se traduce, macro-físicamente, en una expansión.
Las arcillas montmoriloníticas, especialmente en presencia de agua, presentan fuerte
tendencia a la inestabilidad. Las Bentonitas son arcillas del grupo montmorilonitíco,
originadas por la descomposición química de las cenizas volcánicas y presentan la
expansividad típica del grupo en forma particularmente aguda, lo que las hace
sumamente críticas en su comportamiento mecánico.
Estas arcillas aparecen, desdichadamente, con frecuencia en los trabajos de campo, por
otra parte, en ocasiones ayudan al ingeniero en la resolución de ciertos problemas
prácticos.
2.7.3LAS ILITAS.
Composición química [(OH) ·K (Si ·Al) (Al ·Fe ·Mg · Mg) O, con “y” por lo general, igual
a 1.5] están estructuradas análogamente montmorilonitas, pero su constitución interna
manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el área expuesta al agua
por unidad de volumen; por ello se expansividad es menor que la de los montmorilonitas
y, en general, las arcillas ilíticas, se comportan mecánicamente en forma más favorable
para el ingeniero.
2.8PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICO DE LAS ARCILLAS.
2.8.1GENERALIDADES
conjunto en forma de tetraedro, como se muestra en la fig. I.1-a. Estos tetraedros se
agrupan en unidades hexagonales, sirviendo un átomo de oxígeno de nexo cada dos
tetraedros.
Un esquema de unidad hexagonal aparece en la fig. I.1-b, las unidades hexagonales
repitiéndose indefinidamente, constituyen una retícula laminar.
La Alumínica.
Están formadas por retículas de octaedros dispuestos con un átomo de aluminio al
centro y seis de oxígeno alrededor, tal como aparece esquemáticamente dibujado en la
fig. I.2. También ahora es el oxígeno el nexo entre cada octaedro vecino, para constituir
la retícula.
2.7DIVISIÓN DE LAS ARCILLAS SEGÚN SU ESTRUCTURA RETICULAR.
De acuerdo con su estructura reticular, los minerales de arcilla se encasillan en tres
grandes grupos: Caolinitas, Montmorilonitas e Ilitas.
2.7.1LAS CAOLINITAS.
Composición química (AL O · SiO · 3 H O). Están formados por una lámina silícica y
otra alumínica, que se superponen indefinidamente. La unión entre todas las retículas
es lo suficientemente firme para no permitir la penetración de moléculas de agua
entre ellas (absorción). En consecuencia, las arcillas caoliníticas serán relativamente
estables en presencia del agua.
2.7.2LAS MONTMORILONITICAS.
Composición química [(OH) Si Al O · nH O], están formadas por una lámina alumínica
entre dos silícicas, superponiéndose indefinidamente. En este caso la unión entre
retículas del mineral es débil, por lo que las moléculas de agua pueden introducirse en
la estructura con relativa facilidad, a causa de las fuerzas eléctricas generadas por su
naturaleza dipolar. Lo anterior produce un incremento en el volumen de los cristales, lo
que se traduce, macro-físicamente, en una expansión.
Las arcillas montmoriloníticas, especialmente en presencia de agua, presentan fuerte
tendencia a la inestabilidad. Las Bentonitas son arcillas del grupo montmorilonitíco,
originadas por la descomposición química de las cenizas volcánicas y presentan la
expansividad típica del grupo en forma particularmente aguda, lo que las hace
sumamente críticas en su comportamiento mecánico.
Estas arcillas aparecen, desdichadamente, con frecuencia en los trabajos de campo, por
otra parte, en ocasiones ayudan al ingeniero en la resolución de ciertos problemas
prácticos.
2.7.3LAS ILITAS.
Composición química [(OH) ·K (Si ·Al) (Al ·Fe ·Mg · Mg) O, con “y” por lo general, igual
a 1.5] están estructuradas análogamente montmorilonitas, pero su constitución interna
manifiesta tendencia a formar grumos de materia, que reducen el área expuesta al agua
por unidad de volumen; por ello se expansividad es menor que la de los montmorilonitas
y, en general, las arcillas ilíticas, se comportan mecánicamente en forma más favorable
para el ingeniero.
2.8PROPIEDADES FÍSICO - QUÍMICO DE LAS ARCILLAS.
2.8.1GENERALIDADES
En los granos gruesos de los suelos, las fuerzas gravitacionales predominan fuertemente
sobre cualesquiera otras fuerzas; por ello, todas las partículas gruesas tienen un
comportamiento similar.
El comportamiento mecánico e hidráulico de tales suelos está definido por
características circunstanciales, tales como la compacidad del depósito y la orientación
de sus partículas individuales.
En los suelos de grano muy fino, sin embargo, fuerzas de otros tipos ejercen acción
importantísima; ello es debido a que en estos granos, la relación de área a volumen
alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la
superficie de los compuestos minerales cobran significación. En general, se estima que
esa actividad en la superficie de la partícula individual es fundamentalmente para
tamaños menores que de (0.002mm.)
Una de las teorías más comunes hasta ahora desarrolladas para explicar la estructura
interna de las arcillas es la que se presenta a continuación.
La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa, según se
desprende de la estructura iónica arriba descrita. La intensidad de la carga depende de
la estructuración y composición de la arcilla. Así la partícula atrae a los iones positivos
del agua (H
+
) y a cationes de diferentes elementos químicos, tales como NA
+
, K
+
, Ca
++
,
Mg
++
, Al
+++
, Fe
+++
, etc. Lo anterior conduce, en primer lugar, al hecho de que cada
partícula individual de arcilla se ve rodeada de una capa de moléculas de agua
orientadas en forma definida y ligadas a su estructura (agua absorbida).
Las moléculas de agua son polarizadas, e decir, en ellas no coinciden los centros de
gravedad de sus cargas negativas y positivas, sino que funcionan como pequeños dipolos
permanentes; al ligarse a la partícula por su carga positiva (
+
), el polo de carga negativa
(
-
) queda en posibilidad de actuar como origen de atracción para otros cationes
positivos. Los propios cationes atraen moléculas de agua gracias a la naturaleza
polarizada de éstas, de modo que cada catión está en posibilidad de poseer un volumen
de agua en torno a él. El agua adsorbida por cada catión aumenta con la carga eléctrica
de éste y con su radio iónico. Por lo anterior, cuando las partículas de suelo atraen a los
cationes, se ve reforzada la película de agua ligada a la partícula. El espesor de la
película de agua absorbida por el cristal de suelo es así función, no solo de la naturaleza
del mismo, sino también del tipo de los cationes atraídos.
La magnitud de las presiones de absorción existentes en la película de agua que rodea
un cristal de arcilla, fue reportada por Winterkorn y Baver, quienes dan un valor de
20,000kg/cm
2
. Brigman, estudió la variación del punto de congelación del agua, cuando
ésta sujeta a grandes presiones, encontrando que dicho punto corresponde a
temperaturas cada vez mayores respecto al valor normal de 0ºC, a medida que la
presión se incrementa a partir de 6,000 kg/cm
2
; en particular, señaló que a
10,000kg/cm
2
, la congelación del agua ocurre a +30ºC.
De lo anterior puede deducirse que a las temperaturas a que se encuentra
normalmente en al masa del suelo, la película de agua absorbida por los cristales de
arcilla, tendrá las propiedades similares a la del hielo sólido (capa sólida). Más alejada
del cristal, otras moléculas de agua se encuentran sometidas a presiones gradualmente
menores; esta agua tiene propiedades intermedias entre el hielo y el agua en estado
líquido normal, pudiendo decirse que su comportamiento es el de un fluido de alta
viscosidad (capa viscosa). Las moléculas de agua no sujetas al cristal por las fuerzas de
la superficie mantienen sus características usuales (agua libre o gravitacional).
Terzaghi y Peck estiman que la capa sólida y viscosa puede tener un espesor de 0.005
micras, si bien indican que el agua no presenta sus propiedades normales por completo
hasta un alejamiento de 0.01 micras aproximadamente, a partir de la superficie del
cristal.
2.8.2INTERCAMBIO CATIÓNICO.
sobre cualesquiera otras fuerzas; por ello, todas las partículas gruesas tienen un
comportamiento similar.
El comportamiento mecánico e hidráulico de tales suelos está definido por
características circunstanciales, tales como la compacidad del depósito y la orientación
de sus partículas individuales.
En los suelos de grano muy fino, sin embargo, fuerzas de otros tipos ejercen acción
importantísima; ello es debido a que en estos granos, la relación de área a volumen
alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la
superficie de los compuestos minerales cobran significación. En general, se estima que
esa actividad en la superficie de la partícula individual es fundamentalmente para
tamaños menores que de (0.002mm.)
Una de las teorías más comunes hasta ahora desarrolladas para explicar la estructura
interna de las arcillas es la que se presenta a continuación.
La superficie de cada partícula de suelo posee carga eléctrica negativa, según se
desprende de la estructura iónica arriba descrita. La intensidad de la carga depende de
la estructuración y composición de la arcilla. Así la partícula atrae a los iones positivos
del agua (H
+
) y a cationes de diferentes elementos químicos, tales como NA
+
, K
+
, Ca
++
,
Mg
++
, Al
+++
, Fe
+++
, etc. Lo anterior conduce, en primer lugar, al hecho de que cada
partícula individual de arcilla se ve rodeada de una capa de moléculas de agua
orientadas en forma definida y ligadas a su estructura (agua absorbida).
Las moléculas de agua son polarizadas, e decir, en ellas no coinciden los centros de
gravedad de sus cargas negativas y positivas, sino que funcionan como pequeños dipolos
permanentes; al ligarse a la partícula por su carga positiva (
+
), el polo de carga negativa
(
-
) queda en posibilidad de actuar como origen de atracción para otros cationes
positivos. Los propios cationes atraen moléculas de agua gracias a la naturaleza
polarizada de éstas, de modo que cada catión está en posibilidad de poseer un volumen
de agua en torno a él. El agua adsorbida por cada catión aumenta con la carga eléctrica
de éste y con su radio iónico. Por lo anterior, cuando las partículas de suelo atraen a los
cationes, se ve reforzada la película de agua ligada a la partícula. El espesor de la
película de agua absorbida por el cristal de suelo es así función, no solo de la naturaleza
del mismo, sino también del tipo de los cationes atraídos.
La magnitud de las presiones de absorción existentes en la película de agua que rodea
un cristal de arcilla, fue reportada por Winterkorn y Baver, quienes dan un valor de
20,000kg/cm
2
. Brigman, estudió la variación del punto de congelación del agua, cuando
ésta sujeta a grandes presiones, encontrando que dicho punto corresponde a
temperaturas cada vez mayores respecto al valor normal de 0ºC, a medida que la
presión se incrementa a partir de 6,000 kg/cm
2
; en particular, señaló que a
10,000kg/cm
2
, la congelación del agua ocurre a +30ºC.
De lo anterior puede deducirse que a las temperaturas a que se encuentra
normalmente en al masa del suelo, la película de agua absorbida por los cristales de
arcilla, tendrá las propiedades similares a la del hielo sólido (capa sólida). Más alejada
del cristal, otras moléculas de agua se encuentran sometidas a presiones gradualmente
menores; esta agua tiene propiedades intermedias entre el hielo y el agua en estado
líquido normal, pudiendo decirse que su comportamiento es el de un fluido de alta
viscosidad (capa viscosa). Las moléculas de agua no sujetas al cristal por las fuerzas de
la superficie mantienen sus características usuales (agua libre o gravitacional).
Terzaghi y Peck estiman que la capa sólida y viscosa puede tener un espesor de 0.005
micras, si bien indican que el agua no presenta sus propiedades normales por completo
hasta un alejamiento de 0.01 micras aproximadamente, a partir de la superficie del
cristal.
2.8.2INTERCAMBIO CATIÓNICO.
Los cristales de arcilla pueden cambiar los cationes absorbidos en su película
superficial; por ejemplo, una arcilla hidrógena (con cationes H
+
) puede transformarse en
sódica, si se hace que circule a través de su masa, agua con sales de sodio en
disolución. En realidad lo que ocurre es un intercambio de cationes entre el agua y las
películas absorbidas por las partículas minerales, algunas veces reacción rápida. Los
cationes intercambiables más usuales son: Na
+
, K
+
, Ca
++
, Mg
++
, H
+
y (NH)
+
.
Las caolinitas son menos susceptibles de intercambiar sus cationes que las
montmorilonitas y las ilitas poseen la propiedad en grado de acidez de los cristales, es
decir es mayor si el pH menor es de 7. La capacidad de intercambio también crece con
la velocidad y concentración de la solución que circule por la masa de suelo.
Las propiedades mecánicas de una arcilla pueden variar al cambiarlos cationes
contenidos en sus complejos de absorción, pues a diferentes aliados ligados
corresponden distintos espesores de la película absorbida lo que se refleja sobre todo en
las propiedades de plasticidad y resistencia del suelo. Por esta razón el intercambio
catiónico forzado se ha usado y se usa para tratar suelos con fines de mejorar su
comportamiento mecánico.
En general, los cationes pueden disponerse según su efecto benéfico decreciente en la
resistencia de las arcillas de acuerdo con la lista: (NH )
+
, H
+
, K
+
, Fe
+++
, Al
+++
, Mg
++
,Ba
++
,
Ca
++
, Na
+
, Li
+
.
2.8.3IDENTIFICACIÓN DE MINERALES DE ARCILLA.
Existen hoy varios procedimientos al alcance del investigador a fin de identificar los
minerales constituyentes de una arcilla; los métodos de investigación por rayos X y el
conocido como “Balance Térmico de las Arcillas”, son los más conocidos; el microscopio
electrónico proporciona datos útiles también, sobre todo en lo referente a forma y
tamaño de las partículas minerales.
Los rayos x se difractan a su paso a través de una muestra de arcilla y cada trayectoria
de difracción es una imagen de distintos planos atómicos; el conjunto de trayectorias
retrata la estructura interna de la arcilla. Así se revela un promedio de 2 X 10
7
láminas
reticulares por centímetro de material.
El efecto de las altas temperaturas sobre una arcilla, es extraer el agua de sus retículas
laminares, transformando un mineral de arcilla en otro compuesto químico. La caolinita
por ejemplo, permite la remoción de su agua estructural a partir de 500ºC y el mineral
puede transformarse en óxido de aluminio amorfo y sílice. Los demás minerales de
arcilla presentan también efectos típicos al ser altamente calentados; estos efectos
permiten su identificación.
El análisis químico también se ha usado ampliamente como medio para cubrir las
mismas finalidades mencionadas.
Los métodos actuales de identificación están lejos de ser satisfactorios.
El microscopio electrónico permite distinguir ciertos minerales de forma muy típica,
tales como la Haloisita (del grupo de las Caolinitas y de forma tubular muy notable),
pero sus resultados plantean problemas de interpretación en las formas de escama, de
las que participan gran número de minerales de arcilla (montmorilonitas e ilitas).
La difracción por Rayos X puede ser más informativa en general, pero a causa del
pequeño tamaño de los cristales y su orientación desordenada, las trayectorias de
difracción se definen y distinguen muy difícilmente. Modernamente se han usado otros
procedimientos de difracción electrónica, que parecen ofrecer mayores posibilidades.
La investigación por altas temperaturas (balance térmico), es dudoso, sobre todo en
arcillas formadas por mezclas mineralógicas; sus resultados se hacen entonces de muy
penosa e insegura interpretación, dado que las propiedades del conjunto difieren
grandemente de las partes.
El análisis químico es útil, pero da la composición integral de la arcilla y no informa
sobre cómo se distribuyen sus componentes, en el caso de que se trate de arcillas
producto de la mezcla de varias clases de minerales. Aun en arcillas puras, formadas
superficial; por ejemplo, una arcilla hidrógena (con cationes H
+
) puede transformarse en
sódica, si se hace que circule a través de su masa, agua con sales de sodio en
disolución. En realidad lo que ocurre es un intercambio de cationes entre el agua y las
películas absorbidas por las partículas minerales, algunas veces reacción rápida. Los
cationes intercambiables más usuales son: Na
+
, K
+
, Ca
++
, Mg
++
, H
+
y (NH)
+
.
Las caolinitas son menos susceptibles de intercambiar sus cationes que las
montmorilonitas y las ilitas poseen la propiedad en grado de acidez de los cristales, es
decir es mayor si el pH menor es de 7. La capacidad de intercambio también crece con
la velocidad y concentración de la solución que circule por la masa de suelo.
Las propiedades mecánicas de una arcilla pueden variar al cambiarlos cationes
contenidos en sus complejos de absorción, pues a diferentes aliados ligados
corresponden distintos espesores de la película absorbida lo que se refleja sobre todo en
las propiedades de plasticidad y resistencia del suelo. Por esta razón el intercambio
catiónico forzado se ha usado y se usa para tratar suelos con fines de mejorar su
comportamiento mecánico.
En general, los cationes pueden disponerse según su efecto benéfico decreciente en la
resistencia de las arcillas de acuerdo con la lista: (NH )
+
, H
+
, K
+
, Fe
+++
, Al
+++
, Mg
++
,Ba
++
,
Ca
++
, Na
+
, Li
+
.
2.8.3IDENTIFICACIÓN DE MINERALES DE ARCILLA.
Existen hoy varios procedimientos al alcance del investigador a fin de identificar los
minerales constituyentes de una arcilla; los métodos de investigación por rayos X y el
conocido como “Balance Térmico de las Arcillas”, son los más conocidos; el microscopio
electrónico proporciona datos útiles también, sobre todo en lo referente a forma y
tamaño de las partículas minerales.
Los rayos x se difractan a su paso a través de una muestra de arcilla y cada trayectoria
de difracción es una imagen de distintos planos atómicos; el conjunto de trayectorias
retrata la estructura interna de la arcilla. Así se revela un promedio de 2 X 10
7
láminas
reticulares por centímetro de material.
El efecto de las altas temperaturas sobre una arcilla, es extraer el agua de sus retículas
laminares, transformando un mineral de arcilla en otro compuesto químico. La caolinita
por ejemplo, permite la remoción de su agua estructural a partir de 500ºC y el mineral
puede transformarse en óxido de aluminio amorfo y sílice. Los demás minerales de
arcilla presentan también efectos típicos al ser altamente calentados; estos efectos
permiten su identificación.
El análisis químico también se ha usado ampliamente como medio para cubrir las
mismas finalidades mencionadas.
Los métodos actuales de identificación están lejos de ser satisfactorios.
El microscopio electrónico permite distinguir ciertos minerales de forma muy típica,
tales como la Haloisita (del grupo de las Caolinitas y de forma tubular muy notable),
pero sus resultados plantean problemas de interpretación en las formas de escama, de
las que participan gran número de minerales de arcilla (montmorilonitas e ilitas).
La difracción por Rayos X puede ser más informativa en general, pero a causa del
pequeño tamaño de los cristales y su orientación desordenada, las trayectorias de
difracción se definen y distinguen muy difícilmente. Modernamente se han usado otros
procedimientos de difracción electrónica, que parecen ofrecer mayores posibilidades.
La investigación por altas temperaturas (balance térmico), es dudoso, sobre todo en
arcillas formadas por mezclas mineralógicas; sus resultados se hacen entonces de muy
penosa e insegura interpretación, dado que las propiedades del conjunto difieren
grandemente de las partes.
El análisis químico es útil, pero da la composición integral de la arcilla y no informa
sobre cómo se distribuyen sus componentes, en el caso de que se trate de arcillas
producto de la mezcla de varias clases de minerales. Aun en arcillas puras, formadas
por un solo mineral, la composición de éste puede tener variaciones importantes, por lo
que los métodos químicos pueden ser de conclusiones inseguras.
2.8.4RELACIONES ENTRE LAS FASES SOLIDAS Y LIQUIDAS DE UNA ARCILLA.
Durante mucho tiempo se creyó que los minerales de las arcillas eran de naturaleza
amorfa, pero todas las investigaciones de detalle realizadas hasta ahora han
demostrado, por el contrario, que son cristalinos y altamente estructurados, tal como
fue descrito someramente en la sección anterior. Como se ha indicado en diversos
puntos de esta recopilación de datos, las relaciones entre los cristales que componen las
arcillas y el agua que los rodea han adquirido últimamente una importancia cada vez
más significativa, de la que se hace un uso reciente para explicar los comportamientos
macro-físicos de las arcillas en las obras ingenieriles.
Hoy ya nadie discute una idea que una vez expuesta se antoja llena de sensatez:
El comportamiento macro-físico, a gran escala, de las arcillas, de interés ingenieril, no
es más que un reflejo de la estimulación de toda una serie de fenómenos macro-físicos,
que ocurren en lo más íntimo de los suelos finos. Así, el estudio de estas relaciones a
pequeña escala, por así decirlo, cobra cada vez mayor interés.
Antes de exponer algunas ideas sobre las relaciones agua-cristal, parece conveniente
mencionar algo sobre el tipo de nexos que existen entre los átomos que constituyen a
los últimos, pues ello ayudará a la comprensión de fenómeno de importancia cuya
descripción ocupa páginas posteriores de este nexo.
Es costumbre en la literatura distinguir entre las ligas o nexos que unen los átomos y las
que unen a las moléculas. Los primeros se denominan primarios y suelen ser de alta
energía; los segundos, llamados secundarios, en general, hacen uso de niveles de
energía mucho más bajos.
2.8.5NEXOS PRIMARIOS.
Los nexos primarios que ocurren entre los átomos de un cristal de arcilla son
principalmente los siguientes:
2.8.5.1NEXOS IÓNICOS.
Se establecen entre dos átomos que tengan incompleto el número de los electrones en
sus bandas más exteriores. Así, un átomo pierde los electrones de su banda externa,
que pasan a ocupar los lugares de los electrones faltantes en la banda externa del otro.
El ejemplo clásico que ilustra este mecanismo es el cloruro de sodio; el sodio, con un
solo electrón en su última órbita, lo cede al cloro, que tiene únicamente siete
electrones en su órbita externa, completando el número ocho, lo que transforma al
cloruro de sodio en una molécula estable.
Los átomos que pierden o ganan una o más electrones por este tipo de mecanismo se
denominan iones y poseen carga eléctrica desbalanceada positiva o negativa según que
hayan perdido (catión) o ganado (anión) electrones. El nexo iónico es precisamente
debido a las fuerzas eléctricas originadas entre esas cargas desbalanceadas.
2.8.5.2NEXOS COVALENTES.
Ocurren entre dos átomos a cada uno de los cuales les falta uno o más electrones en sus
bandas extremas, en estos casos dichos átomos pueden combinarse para compartir un
par o más electrones, de manera que un átomo suple con algunos de sus electrones la
deficiencia del vecino, en tanto que éste completa al primero compartiendo con él
algunos de sus propios electrones. Como ejemplos de nexos pueden citarse la molécula
del oxígeno (O) y la del agua (H O). En el primer caso, dos átomos de oxígeno,
deficientes en dos electrones cada uno, comparten dos pares de electrones para formar
la molécula estable; en el caso del agua, un átomo de oxígeno al que faltan dos
electrones, se junta con dos átomos de hidrógeno, a los que faltan un electrón en su
que los métodos químicos pueden ser de conclusiones inseguras.
2.8.4RELACIONES ENTRE LAS FASES SOLIDAS Y LIQUIDAS DE UNA ARCILLA.
Durante mucho tiempo se creyó que los minerales de las arcillas eran de naturaleza
amorfa, pero todas las investigaciones de detalle realizadas hasta ahora han
demostrado, por el contrario, que son cristalinos y altamente estructurados, tal como
fue descrito someramente en la sección anterior. Como se ha indicado en diversos
puntos de esta recopilación de datos, las relaciones entre los cristales que componen las
arcillas y el agua que los rodea han adquirido últimamente una importancia cada vez
más significativa, de la que se hace un uso reciente para explicar los comportamientos
macro-físicos de las arcillas en las obras ingenieriles.
Hoy ya nadie discute una idea que una vez expuesta se antoja llena de sensatez:
El comportamiento macro-físico, a gran escala, de las arcillas, de interés ingenieril, no
es más que un reflejo de la estimulación de toda una serie de fenómenos macro-físicos,
que ocurren en lo más íntimo de los suelos finos. Así, el estudio de estas relaciones a
pequeña escala, por así decirlo, cobra cada vez mayor interés.
Antes de exponer algunas ideas sobre las relaciones agua-cristal, parece conveniente
mencionar algo sobre el tipo de nexos que existen entre los átomos que constituyen a
los últimos, pues ello ayudará a la comprensión de fenómeno de importancia cuya
descripción ocupa páginas posteriores de este nexo.
Es costumbre en la literatura distinguir entre las ligas o nexos que unen los átomos y las
que unen a las moléculas. Los primeros se denominan primarios y suelen ser de alta
energía; los segundos, llamados secundarios, en general, hacen uso de niveles de
energía mucho más bajos.
2.8.5NEXOS PRIMARIOS.
Los nexos primarios que ocurren entre los átomos de un cristal de arcilla son
principalmente los siguientes:
2.8.5.1NEXOS IÓNICOS.
Se establecen entre dos átomos que tengan incompleto el número de los electrones en
sus bandas más exteriores. Así, un átomo pierde los electrones de su banda externa,
que pasan a ocupar los lugares de los electrones faltantes en la banda externa del otro.
El ejemplo clásico que ilustra este mecanismo es el cloruro de sodio; el sodio, con un
solo electrón en su última órbita, lo cede al cloro, que tiene únicamente siete
electrones en su órbita externa, completando el número ocho, lo que transforma al
cloruro de sodio en una molécula estable.
Los átomos que pierden o ganan una o más electrones por este tipo de mecanismo se
denominan iones y poseen carga eléctrica desbalanceada positiva o negativa según que
hayan perdido (catión) o ganado (anión) electrones. El nexo iónico es precisamente
debido a las fuerzas eléctricas originadas entre esas cargas desbalanceadas.
2.8.5.2NEXOS COVALENTES.
Ocurren entre dos átomos a cada uno de los cuales les falta uno o más electrones en sus
bandas extremas, en estos casos dichos átomos pueden combinarse para compartir un
par o más electrones, de manera que un átomo suple con algunos de sus electrones la
deficiencia del vecino, en tanto que éste completa al primero compartiendo con él
algunos de sus propios electrones. Como ejemplos de nexos pueden citarse la molécula
del oxígeno (O) y la del agua (H O). En el primer caso, dos átomos de oxígeno,
deficientes en dos electrones cada uno, comparten dos pares de electrones para formar
la molécula estable; en el caso del agua, un átomo de oxígeno al que faltan dos
electrones, se junta con dos átomos de hidrógeno, a los que faltan un electrón en su
órbita, de tal forma que el átomo de oxígeno comparte finalmente un par de
electrones, con cada átomo de hidrógeno.
2.8.5.3EL NEXO A TRAVÉS DE UN NÚCLEO DE HIDROGENO.
En ocasiones un átomo de hidrógeno se puede combinar con un átomo de oxígeno, de
flúor o de nitrógeno principalmente, cediendo su único electrón al átomo más pesado.
De esta manera, el núcleo del átomo de hidrógeno, con su carga positiva, puede ejercer
fuerzas de cierta consideración sobre átomos, iones o moléculas vecinos. Esta liga así
establecida a través de núcleos de hidrógeno resulta mucho más débil que la iónica o
que la covalente, estudiada más atrás y cuando se establece entre dos láminas de las
que constituyen un cristal de arilla, producen nexos de uniones relativamente débiles y
no muy estables.
2.8.6NEXOS SECUNDARIOS.
Como se ha indicado, se conocen por este nombre aquellos nexos que establecen entre
las moléculas y a ellos les corresponde niveles de energía relativamente bajos en
comparación con los que ocurren entre los átomos.
De los nexos que ahora se trata el más importante es el que resulta de la existencia de
las llamadas fuerzas de Van Der Waals.
Estas fuerzas son hasta cierto punto una consecuencia de la naturaleza polar de las
moléculas de muchas sustancias, entre ellas las del agua; en estas moléculas, los
centros de carga positiva y negativa no coinciden, de manera que la molécula en
conjunto funciona como un pequeño dipolo permanente. Cuando dos moléculas están
próximas, el campo de cada una orienta a la otra de manera que el centro de carga
positiva de una queda próximo al contrario de la otra, ejerciéndose entre ambas
moléculas una fuerza neta de atracción.
Fuerzas de Van Der Waals, pueden ejercerse entre las moléculas que forman dos
láminas de un cristal de arcilla, dando lugar a un nexo especialmente entre ellas que
dependen del medio que pueda existir entre las láminas.
Finalmente entre los cristales del suelo y el agua o entre cualquiera de estos dos tipos
de iones libres que pueda haber en disolución en el agua del suelo, se distingue otro
tipo de nexo molecular llamado eléctrico, según el cual, las partes planas del cristal
cargadas negativamente pueden captar iones positivos e incorporarlos así a su
atmósfera de absorción, o moléculas de agua polarizadas, que constituyen el elemento
básico de dicha atmósfera de absorción; también pueden establecerse atracciones entre
moléculas de agua adsorbidas por el cristal e iones positivos en disolución. Se ve
entonces que, según estas concepciones, la atmósfera de absorción de un cristal
mineral de suelo depende de la naturaleza y abundancia de iones en disolución en la
propia agua que impregna el suelo.
Los nexos secundarios aquí reseñados pueden, en conclusión, establecerse entre
cualquiera de los tipos de moléculas, sean pertenecientes al propio cristal de suelo,
unas al cristal y otras al agua que lo rodea, ambas al agua o bien que ocurran entre esas
moléculas y los iones en solución.
2.8.7RELACIONES ENTRE LAS PARTICULAS CRISTALINAS DE ARCILLA Y AGUA.
En esta sección se tratarán someramente algunas ideas modernas que explican las
relaciones que existen entre los cristales de arcilla que forman la estructura sólida del
suelo y el agua que las rodea.
Estas relaciones de carácter químico-eléctrico están hoy muy lejos de ser comprendidas
totalmente, y es mucho lo que falta por dilucidar en torno a ellas, el grado de que es
posible ver interpretaciones diferentes y aun contradictorias de los pocos hechos
experimentales disponibles, es relativamente escaso el número de investigadores en
estos campos. El esquema que a continuación se presenta peca de simplista y no trata
de dar una visión científica completa de las concepciones actuales, sino únicamente de
electrones, con cada átomo de hidrógeno.
2.8.5.3EL NEXO A TRAVÉS DE UN NÚCLEO DE HIDROGENO.
En ocasiones un átomo de hidrógeno se puede combinar con un átomo de oxígeno, de
flúor o de nitrógeno principalmente, cediendo su único electrón al átomo más pesado.
De esta manera, el núcleo del átomo de hidrógeno, con su carga positiva, puede ejercer
fuerzas de cierta consideración sobre átomos, iones o moléculas vecinos. Esta liga así
establecida a través de núcleos de hidrógeno resulta mucho más débil que la iónica o
que la covalente, estudiada más atrás y cuando se establece entre dos láminas de las
que constituyen un cristal de arilla, producen nexos de uniones relativamente débiles y
no muy estables.
2.8.6NEXOS SECUNDARIOS.
Como se ha indicado, se conocen por este nombre aquellos nexos que establecen entre
las moléculas y a ellos les corresponde niveles de energía relativamente bajos en
comparación con los que ocurren entre los átomos.
De los nexos que ahora se trata el más importante es el que resulta de la existencia de
las llamadas fuerzas de Van Der Waals.
Estas fuerzas son hasta cierto punto una consecuencia de la naturaleza polar de las
moléculas de muchas sustancias, entre ellas las del agua; en estas moléculas, los
centros de carga positiva y negativa no coinciden, de manera que la molécula en
conjunto funciona como un pequeño dipolo permanente. Cuando dos moléculas están
próximas, el campo de cada una orienta a la otra de manera que el centro de carga
positiva de una queda próximo al contrario de la otra, ejerciéndose entre ambas
moléculas una fuerza neta de atracción.
Fuerzas de Van Der Waals, pueden ejercerse entre las moléculas que forman dos
láminas de un cristal de arcilla, dando lugar a un nexo especialmente entre ellas que
dependen del medio que pueda existir entre las láminas.
Finalmente entre los cristales del suelo y el agua o entre cualquiera de estos dos tipos
de iones libres que pueda haber en disolución en el agua del suelo, se distingue otro
tipo de nexo molecular llamado eléctrico, según el cual, las partes planas del cristal
cargadas negativamente pueden captar iones positivos e incorporarlos así a su
atmósfera de absorción, o moléculas de agua polarizadas, que constituyen el elemento
básico de dicha atmósfera de absorción; también pueden establecerse atracciones entre
moléculas de agua adsorbidas por el cristal e iones positivos en disolución. Se ve
entonces que, según estas concepciones, la atmósfera de absorción de un cristal
mineral de suelo depende de la naturaleza y abundancia de iones en disolución en la
propia agua que impregna el suelo.
Los nexos secundarios aquí reseñados pueden, en conclusión, establecerse entre
cualquiera de los tipos de moléculas, sean pertenecientes al propio cristal de suelo,
unas al cristal y otras al agua que lo rodea, ambas al agua o bien que ocurran entre esas
moléculas y los iones en solución.
2.8.7RELACIONES ENTRE LAS PARTICULAS CRISTALINAS DE ARCILLA Y AGUA.
En esta sección se tratarán someramente algunas ideas modernas que explican las
relaciones que existen entre los cristales de arcilla que forman la estructura sólida del
suelo y el agua que las rodea.
Estas relaciones de carácter químico-eléctrico están hoy muy lejos de ser comprendidas
totalmente, y es mucho lo que falta por dilucidar en torno a ellas, el grado de que es
posible ver interpretaciones diferentes y aun contradictorias de los pocos hechos
experimentales disponibles, es relativamente escaso el número de investigadores en
estos campos. El esquema que a continuación se presenta peca de simplista y no trata
de dar una visión científica completa de las concepciones actuales, sino únicamente de
comunicar en forma didáctica algunas inquietudes al lector, en torno a un campo que no
por complicado, deja de ser considerado en el momento presente como el trasfondo
fundamental sobre el cual es necesario ver todos los fenómenos del comportamiento
mecánicos de los suelos, si se desea tener conocimiento científico serio de ellos.
Cuando una partícula cristalina de arcilla queda rodeada de agua los átomos de oxígeno
del cristal quedan en la superficie de éstos, como consecuencia de su constitución
interna, a la que ya se ha hecho referencia en el cuerpo de este capítulo. Si el cristal se
considerase como un ente ideal sería eléctricamente neutro, con todas sus cargas
eléctricas positivas y negativas balanceadas.
Aunque la realidad es otra y los vértices y aristas de los cristales se rompe de hecho la
continuidad de la estructura, por lo que verdaderamente se tiene, por lo menos en
estas zonas, cargas desbalanceadas, es una hipótesis razonable y muy simplificativa en
un análisis elemental, el considerar que el cristal en conjunto es neutro.
Las cargas negativas de los átomos de oxígeno en consecuencia crean en la superficie,
el cristal real, un campo eléctrico hacia el exterior con lo cual las moléculas del agua
vecinas se ionizan, de manera que los iones de hidrógeno positivos resultan captados
por el cristal, así como también lo hacen los cationes que pudiera haber en disolución
en el agua.
La atracción eléctrica del cristal disminuye rápidamente con la distancia, de manera
que la concentración de cationes en la atmósfera del cristal disminuye también. Puesto
que el agua que rodea el cristal por lo menos en principio, eléctricamente neutra, la
concentración de iones positivos cerca del cristal debe estar balanceada por un número
igual de iones negativos moviéndose libremente en el fluido.
Se supone una distribución uniforme de la carga eléctrica en la superficie del cristal lo
cual no es tampoco del todo correcto.
La atmósfera de cationes muy cercanos fuertemente unidos al cristal por vínculos
eléctricos, así como el grupo de cationes ya ligeramente más desvinculados por su
mayor lejanía a la superficie de la partícula, suelen considerarse como dos estratos
diferentes, de manera que al sistema en conjunto se suele llamar sistema de doble capa
difusa.
La teoría de la electrostática permite calcular expresiones matemáticas para cuantificar
al potencial eléctrico en la doble capa como una función de la distancia a la partícula.
Arriba antes mencionado, se muestra esquemáticamente la forma de la doble capa en el
caso que el agua se le añadiese en electrólito; el aumento de iones libres reduce la
tendencia de tales iones difundirse en el fluido y tiene el efecto final de reducir el
espesor de la atmósfera de adsorción. El espesor de dicha atmósfera se ha estimado en
0.1 a 1 micrones en soluciones muy diluidas y se considera mucho más pequeño en
soluciones concentradas. Se admite que el espesor de la doble capa varía inversamente
con la raíz cuadrada de la concentración de cationes en la solución y es inversamente
proporcional a la valencia de dichos cationes.
Cuando dos cristales de arcilla quedan suficientemente próximos unos del otro, sus
respectivas atmósferas de absorción se interaccionan de manera que entre ellas aparece
una fueraza neta de repulsión. Los cálculos de muestran que la energía libre de los
sistemas de doble capa aumenta cuando la superficie se acerca, de forma que es preciso
realizar un trabajo exterior para disminuir la separación entre los dos cristales.
Se ha visto también que la fuerza repulsiva entre las partículas disminuye
aproximadamente en forma exponencial cuando la distancia entre ellas aumenta, pero
de nuevo el fenómeno está influido por la concentración, la valencia y el tamaño de los
cationes en la solución, así como la densidad superficial de carga en las partículas, por
la constante dieléctrica del fluido y por la temperatura.
La fuerza repulsiva existente entre los dos cristales próximo no es sin embargo, la única
que actúa, pues según ya se discutió, entre las moléculas de ambos cristales y las
moléculas de agua entre ellos se ejercen también fuerzas atractivas, como
consecuencia del efecto Van Der Waals.
por complicado, deja de ser considerado en el momento presente como el trasfondo
fundamental sobre el cual es necesario ver todos los fenómenos del comportamiento
mecánicos de los suelos, si se desea tener conocimiento científico serio de ellos.
Cuando una partícula cristalina de arcilla queda rodeada de agua los átomos de oxígeno
del cristal quedan en la superficie de éstos, como consecuencia de su constitución
interna, a la que ya se ha hecho referencia en el cuerpo de este capítulo. Si el cristal se
considerase como un ente ideal sería eléctricamente neutro, con todas sus cargas
eléctricas positivas y negativas balanceadas.
Aunque la realidad es otra y los vértices y aristas de los cristales se rompe de hecho la
continuidad de la estructura, por lo que verdaderamente se tiene, por lo menos en
estas zonas, cargas desbalanceadas, es una hipótesis razonable y muy simplificativa en
un análisis elemental, el considerar que el cristal en conjunto es neutro.
Las cargas negativas de los átomos de oxígeno en consecuencia crean en la superficie,
el cristal real, un campo eléctrico hacia el exterior con lo cual las moléculas del agua
vecinas se ionizan, de manera que los iones de hidrógeno positivos resultan captados
por el cristal, así como también lo hacen los cationes que pudiera haber en disolución
en el agua.
La atracción eléctrica del cristal disminuye rápidamente con la distancia, de manera
que la concentración de cationes en la atmósfera del cristal disminuye también. Puesto
que el agua que rodea el cristal por lo menos en principio, eléctricamente neutra, la
concentración de iones positivos cerca del cristal debe estar balanceada por un número
igual de iones negativos moviéndose libremente en el fluido.
Se supone una distribución uniforme de la carga eléctrica en la superficie del cristal lo
cual no es tampoco del todo correcto.
La atmósfera de cationes muy cercanos fuertemente unidos al cristal por vínculos
eléctricos, así como el grupo de cationes ya ligeramente más desvinculados por su
mayor lejanía a la superficie de la partícula, suelen considerarse como dos estratos
diferentes, de manera que al sistema en conjunto se suele llamar sistema de doble capa
difusa.
La teoría de la electrostática permite calcular expresiones matemáticas para cuantificar
al potencial eléctrico en la doble capa como una función de la distancia a la partícula.
Arriba antes mencionado, se muestra esquemáticamente la forma de la doble capa en el
caso que el agua se le añadiese en electrólito; el aumento de iones libres reduce la
tendencia de tales iones difundirse en el fluido y tiene el efecto final de reducir el
espesor de la atmósfera de adsorción. El espesor de dicha atmósfera se ha estimado en
0.1 a 1 micrones en soluciones muy diluidas y se considera mucho más pequeño en
soluciones concentradas. Se admite que el espesor de la doble capa varía inversamente
con la raíz cuadrada de la concentración de cationes en la solución y es inversamente
proporcional a la valencia de dichos cationes.
Cuando dos cristales de arcilla quedan suficientemente próximos unos del otro, sus
respectivas atmósferas de absorción se interaccionan de manera que entre ellas aparece
una fueraza neta de repulsión. Los cálculos de muestran que la energía libre de los
sistemas de doble capa aumenta cuando la superficie se acerca, de forma que es preciso
realizar un trabajo exterior para disminuir la separación entre los dos cristales.
Se ha visto también que la fuerza repulsiva entre las partículas disminuye
aproximadamente en forma exponencial cuando la distancia entre ellas aumenta, pero
de nuevo el fenómeno está influido por la concentración, la valencia y el tamaño de los
cationes en la solución, así como la densidad superficial de carga en las partículas, por
la constante dieléctrica del fluido y por la temperatura.
La fuerza repulsiva existente entre los dos cristales próximo no es sin embargo, la única
que actúa, pues según ya se discutió, entre las moléculas de ambos cristales y las
moléculas de agua entre ellos se ejercen también fuerzas atractivas, como
consecuencia del efecto Van Der Waals.
Las fuerzas de Van Der Waals son independientes de la naturaleza del medio que exista
entre partículas, por lo que para un tipo dado del medio que exista entre las partículas,
por lo que para un tipo dado de arcilla, la fuerza neta entre partículas vecinas puede
hacerse variar añadiendo cantidades conveniente de electrólitos en una suspensión.
Naturalmente que en este caso, cambia únicamente el potencial repulsivo de las
partículas. Cuando en una suspensión de arcilla la fuerza neta es de repulsión las
partículas permanecen separadas y si se depositan lo harán en forma de un sedimento
relativamente denso, en el que, sin embargo las partículas continúen separadas unas de
otras por el efecto repulsivo de sus atmósferas catiónicas. Esto da lugar a una
estructura dispersa, del tipo de las que se mencionan en el cuerpo de esta recopilación.
El aumentar la concentración de cationes en la suspensión hace disminuir el potencial
repulsivo entre las partículas de arcilla, con lo que aumenta la preponderancia relativa
de las fuerzas de atracción, de modo, que la posibilidad de que dos partículas al
acercarse dentro de su movimiento browniano se atraigan en lugar de repelerse,
aumenta; de hecho en este caso la fuerza de atracción entre dos partículas aumenta al
disminuir su distancia. Si se llega a esta situación, se dice que el suelo se flocula,
fenómeno que produce, cuando la sedimentación tiene lugar, un depósito de
agrupaciones de partículas muy suelto, ya que cada unidad depositada posee una alta
proporción de vacíos.
Se ve así que la arcilla resultante de un proceso de sedimentación (y muchas arcillas
tienen tal origen) que el ingeniero encuentre en un lugar determinado, depende en gran
medida de las propiedades electrolíticas del agua en la cual ocurrió el depósito; la
arcilla será más floculada y por lo tanto más compresible cuanto mayor haya sido la
riqueza electrolítica del medio en que se sedimentó. Así, las arcillas marinas, por
ejemplo, son altamente floculadas en tanto que los sedimentos de aguadulce tenderán
a estructuras más dispersas.
El proceso de floculación hace que las agrupaciones de cristales de arcilla, que llegan a
ser relativamente pesadas, se depositen al mismo tiempo que otras partículas de mayor
tamaño que puedan existir en el medio; en la sedimentación de suelos dispersos, en que
los pequeños cristales se depositan individualmente, por el contrario, funcionará un
proceso de selección, de manera que si hay partículas gruesas de diversos tamaños, el
sedimento tenderá a estratificarse, de acuerdo con la velocidad de caída de los granos
individuales.
IIISUELOS EN LA AMAZONIA, REGIÒN DE LORETO.
3.1Geología Histórica
Hace 18 millones de años, antes de la formación de la cuenca Amazónica, el sector de
Iquitos estaba sumergido por un gran lago denominado Pebas, el cual se encontraba en
estado de subsidencia y levantamientos influenciados por movimientos corticales que
daban origen al nacimiento de la Cordillera de los Andes.
Mientras esto sucedía se iban generando diferentes ambientes de sedimentación de tipo
lacustrinos y en algunos casos estuarinos, esta ultima originada durante las últimas
etapas del levantamiento de la Cordillera Oriental en el Sector Norte.
Posteriormente, hace 10 millones de años se desarrolla una intensa fase fluvial, dando
comienzo de esta manera al nacimiento del Gran Río Amazonas cuya característica
principal se manifiesta en una depositación de sedimentos fluviales de naturaleza de
limos, arcillas y arenas. La formación de estos depósitos se enmarca desde comienzos
de la era cuaternaria, aunque algunos científicos finlandeses, estiman que éstos se
manifestaron desde fines de la era terciaria, hecho por el cual se distribuyeron entre los
límites de las cuencas del Nanay y Napo. Aunque su afloramiento típico se encuentra en
las proximidades de la ciudad de Iquitos.
entre partículas, por lo que para un tipo dado del medio que exista entre las partículas,
por lo que para un tipo dado de arcilla, la fuerza neta entre partículas vecinas puede
hacerse variar añadiendo cantidades conveniente de electrólitos en una suspensión.
Naturalmente que en este caso, cambia únicamente el potencial repulsivo de las
partículas. Cuando en una suspensión de arcilla la fuerza neta es de repulsión las
partículas permanecen separadas y si se depositan lo harán en forma de un sedimento
relativamente denso, en el que, sin embargo las partículas continúen separadas unas de
otras por el efecto repulsivo de sus atmósferas catiónicas. Esto da lugar a una
estructura dispersa, del tipo de las que se mencionan en el cuerpo de esta recopilación.
El aumentar la concentración de cationes en la suspensión hace disminuir el potencial
repulsivo entre las partículas de arcilla, con lo que aumenta la preponderancia relativa
de las fuerzas de atracción, de modo, que la posibilidad de que dos partículas al
acercarse dentro de su movimiento browniano se atraigan en lugar de repelerse,
aumenta; de hecho en este caso la fuerza de atracción entre dos partículas aumenta al
disminuir su distancia. Si se llega a esta situación, se dice que el suelo se flocula,
fenómeno que produce, cuando la sedimentación tiene lugar, un depósito de
agrupaciones de partículas muy suelto, ya que cada unidad depositada posee una alta
proporción de vacíos.
Se ve así que la arcilla resultante de un proceso de sedimentación (y muchas arcillas
tienen tal origen) que el ingeniero encuentre en un lugar determinado, depende en gran
medida de las propiedades electrolíticas del agua en la cual ocurrió el depósito; la
arcilla será más floculada y por lo tanto más compresible cuanto mayor haya sido la
riqueza electrolítica del medio en que se sedimentó. Así, las arcillas marinas, por
ejemplo, son altamente floculadas en tanto que los sedimentos de aguadulce tenderán
a estructuras más dispersas.
El proceso de floculación hace que las agrupaciones de cristales de arcilla, que llegan a
ser relativamente pesadas, se depositen al mismo tiempo que otras partículas de mayor
tamaño que puedan existir en el medio; en la sedimentación de suelos dispersos, en que
los pequeños cristales se depositan individualmente, por el contrario, funcionará un
proceso de selección, de manera que si hay partículas gruesas de diversos tamaños, el
sedimento tenderá a estratificarse, de acuerdo con la velocidad de caída de los granos
individuales.
IIISUELOS EN LA AMAZONIA, REGIÒN DE LORETO.
3.1Geología Histórica
Hace 18 millones de años, antes de la formación de la cuenca Amazónica, el sector de
Iquitos estaba sumergido por un gran lago denominado Pebas, el cual se encontraba en
estado de subsidencia y levantamientos influenciados por movimientos corticales que
daban origen al nacimiento de la Cordillera de los Andes.
Mientras esto sucedía se iban generando diferentes ambientes de sedimentación de tipo
lacustrinos y en algunos casos estuarinos, esta ultima originada durante las últimas
etapas del levantamiento de la Cordillera Oriental en el Sector Norte.
Posteriormente, hace 10 millones de años se desarrolla una intensa fase fluvial, dando
comienzo de esta manera al nacimiento del Gran Río Amazonas cuya característica
principal se manifiesta en una depositación de sedimentos fluviales de naturaleza de
limos, arcillas y arenas. La formación de estos depósitos se enmarca desde comienzos
de la era cuaternaria, aunque algunos científicos finlandeses, estiman que éstos se
manifestaron desde fines de la era terciaria, hecho por el cual se distribuyeron entre los
límites de las cuencas del Nanay y Napo. Aunque su afloramiento típico se encuentra en
las proximidades de la ciudad de Iquitos.
3.1.1AMBIENTE DE SEDIMENTACIÓN.
Su depositación se realizó principalmente en ambientes de llanura e inundación
permanente, esto se corrobora por los sedimentos limosos y lodolíticos que se
encuentran en sus niveles sedimentológicos, los cuales se relacionan con los que se
depositan actualmente en las riberas de los ríos amazónicos.
Una de las características más importante de las arenitas es su naturaleza cuarzosa, las
cuales podrían tener una explicación teórica sustentada en una intensa podolización.
3.1.2ZONIFICACIÓN DE CANTERAS.
Las arenas se encuentran distribuidas especialmente en el ámbito de la carretera
Iquitos-Nauta en forma de manchas irregulares formando yacimientos potenciales de
materiales especialmente para la construcción de infraestructuras tales como:
Construcciones de edificaciones, carreteras, etc.
Su distribución se realiza en relieves planos ondulados como los sistemas de terrazas
altas y medias. Estas exposiciones han tenido lugar debido a que han sido formados en
antiguos canales, donde la depositación de los sedimentos ha sido selectiva con una
gran dinámica fluvial que en ese entonces prevalecía en el sector.
Para tal efecto se han registrado dentro del área 6 potenciales canteras que permitirán
analizar su capacidad volumétrica, su potencial económico, la calidad del material y su
relación socio-económico con la población asentada en el sector.
Las Arenas de Iquitos - Canteras
3.1.3SEDIMENTOS PREDOMINANTES.
En la ciudad de Iquitos los sedimentos predominantes son arena fina y arcilla.
No se observa en la zona afloramientos rocosos, ni sedimentos del tipo de agregados
gruesos.
En la secuencia estratigráfica de la región se reconoce que los estratos se adelgazan y
aumentan de potencia y los entrecruzamientos son frecuentes. Estas manifestaciones en
los estratos muestran oscilaciones de un ambiente continental inestable, donde las
oscilaciones han sido variables y el relieve deposicional algo irregular.
La estratigrafía de la zona de Iquitos ha sido estudiada en detalle por Ruegg y
Rozenzweig entre 1946 y 1948.
Su depositación se realizó principalmente en ambientes de llanura e inundación
permanente, esto se corrobora por los sedimentos limosos y lodolíticos que se
encuentran en sus niveles sedimentológicos, los cuales se relacionan con los que se
depositan actualmente en las riberas de los ríos amazónicos.
Una de las características más importante de las arenitas es su naturaleza cuarzosa, las
cuales podrían tener una explicación teórica sustentada en una intensa podolización.
3.1.2ZONIFICACIÓN DE CANTERAS.
Las arenas se encuentran distribuidas especialmente en el ámbito de la carretera
Iquitos-Nauta en forma de manchas irregulares formando yacimientos potenciales de
materiales especialmente para la construcción de infraestructuras tales como:
Construcciones de edificaciones, carreteras, etc.
Su distribución se realiza en relieves planos ondulados como los sistemas de terrazas
altas y medias. Estas exposiciones han tenido lugar debido a que han sido formados en
antiguos canales, donde la depositación de los sedimentos ha sido selectiva con una
gran dinámica fluvial que en ese entonces prevalecía en el sector.
Para tal efecto se han registrado dentro del área 6 potenciales canteras que permitirán
analizar su capacidad volumétrica, su potencial económico, la calidad del material y su
relación socio-económico con la población asentada en el sector.
Las Arenas de Iquitos - Canteras
3.1.3SEDIMENTOS PREDOMINANTES.
En la ciudad de Iquitos los sedimentos predominantes son arena fina y arcilla.
No se observa en la zona afloramientos rocosos, ni sedimentos del tipo de agregados
gruesos.
En la secuencia estratigráfica de la región se reconoce que los estratos se adelgazan y
aumentan de potencia y los entrecruzamientos son frecuentes. Estas manifestaciones en
los estratos muestran oscilaciones de un ambiente continental inestable, donde las
oscilaciones han sido variables y el relieve deposicional algo irregular.
La estratigrafía de la zona de Iquitos ha sido estudiada en detalle por Ruegg y
Rozenzweig entre 1946 y 1948.
En el año 1967, Martínez Vargas realizó investigaciones de los sedimentos de Iquitos.
En 1973 Iberico y Plenge realizaron una investigación geológica en base a observaciones
en la ribera y a las perforaciones efectuadas por LAGESA para la firma GRUCI. Iberico y
Plenge dedujeron un perfil estratigráfico típico de la zona.
De todos los estudios indicados, se pueden resumir las características geológicas del
área en estudio de la zona:
a) Sedimentos del Holoceno o Cuaternario Reciente.
Constituidos por los últimos sedimentos de tipo arcilloso o arcilloso arenoso, de
colores rojizos a pardos debido al fenómeno de laterización, con una potencia de
6 metros.
b) Sedimentos del Pleistoceno o Cuaternario Antiguo.
Constituidos por arenas cremas y blancas de granulometría fina, con algunas
intercalaciones de arena media. Estas arenas proceden de la desintegración de
las “Areniscas Azúcar” de edad Senónica (picos elevados del Cretáceo Superior) y
son areniscas que abundan en la Amazonía.
Estos sedimentos, con una potencia de 7 metros, constituyen la napa freática de
la región.
c) Sedimentos de Terciarios.
Constituidos por arcillas compactas y duras, de colores azul grisáceo hasta negro,
con presencia de carbonatos, fósiles y delgadas capas de material carbonoso en
transición a lignito, que se presentan intercalados en el banco de arcilla.
Estos sedimentos son esencialmente marinos y presentan una transición a marino
continental. Se aprecia también que en partes las capas de arenas son algo
arcillosas del Cuaternario sobre-yacen en discordancia erosional a las capas de
arcillas fundamentalmente marinas, coincidentes con la regresión marina que se
produce al finalizar el Terciario. Para los sedimentos del Terciario en Iquitos, se
ha determinado una potencia de 2 Km. por medio de estudios geofísicos (Método
Sísmico) de las exploraciones de petróleo.
d) Por último, de estudios geofísicos más profundos, se tiene que a los 2 km. de
potencia aproximadamente, se ha encontrado evidencias del Cratón Brasilero de
edad Probablemente Precámbrica.
3.2INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS.
Adicionalmente a la recopilación y al análisis de los estudios de mecánica de suelos
realizados con fines de cimentación por entidades particulares y estatales, se llevó a
cabo un programa de exploración geotécnica en toda la ciudad de Iquitos, para
complementar la información disponible.
Se programó un número de 25 exploraciones en toda la ciudad, que consistieron en 9
calicatas, 25 sondajes con posteadora manual y 23 ensayos de penetración tipo Cono
Holandés. Estas investigaciones fueron realizadas por el Laboratorio Geotécnico del
CISMID de la FIC-UNI.
Para llevar a cabo el procesamiento de las propiedades físico mecánicas del subsuelo de
la ciudad de Iquitos, se ha dividido a la ciudad en dos sectores dominantes de los cuales
las han denominado: Sector Iquitos y Sector San Juan, ambos sectores son los
denominados semidomos de Iquitos, los cuales fueron presentados por Maggiolo (1975).
En las Tablas Nº 1, 2 y 3 se muestran los resultados de los ensayos especiales de
laboratorio realizados por los autores en Iquitos.
3.2.1SECTOR IQUITOS.
En los sondajes explorados se alcanzaron profundidades de 4 a 8 metros. En la
distribución de los suelos del sector Iquitos, se aprecia que de las muestras analizadas
el 62% son arcillas, el 35% son arenas y un 3% contienen materia orgánica.
En 1973 Iberico y Plenge realizaron una investigación geológica en base a observaciones
en la ribera y a las perforaciones efectuadas por LAGESA para la firma GRUCI. Iberico y
Plenge dedujeron un perfil estratigráfico típico de la zona.
De todos los estudios indicados, se pueden resumir las características geológicas del
área en estudio de la zona:
a) Sedimentos del Holoceno o Cuaternario Reciente.
Constituidos por los últimos sedimentos de tipo arcilloso o arcilloso arenoso, de
colores rojizos a pardos debido al fenómeno de laterización, con una potencia de
6 metros.
b) Sedimentos del Pleistoceno o Cuaternario Antiguo.
Constituidos por arenas cremas y blancas de granulometría fina, con algunas
intercalaciones de arena media. Estas arenas proceden de la desintegración de
las “Areniscas Azúcar” de edad Senónica (picos elevados del Cretáceo Superior) y
son areniscas que abundan en la Amazonía.
Estos sedimentos, con una potencia de 7 metros, constituyen la napa freática de
la región.
c) Sedimentos de Terciarios.
Constituidos por arcillas compactas y duras, de colores azul grisáceo hasta negro,
con presencia de carbonatos, fósiles y delgadas capas de material carbonoso en
transición a lignito, que se presentan intercalados en el banco de arcilla.
Estos sedimentos son esencialmente marinos y presentan una transición a marino
continental. Se aprecia también que en partes las capas de arenas son algo
arcillosas del Cuaternario sobre-yacen en discordancia erosional a las capas de
arcillas fundamentalmente marinas, coincidentes con la regresión marina que se
produce al finalizar el Terciario. Para los sedimentos del Terciario en Iquitos, se
ha determinado una potencia de 2 Km. por medio de estudios geofísicos (Método
Sísmico) de las exploraciones de petróleo.
d) Por último, de estudios geofísicos más profundos, se tiene que a los 2 km. de
potencia aproximadamente, se ha encontrado evidencias del Cratón Brasilero de
edad Probablemente Precámbrica.
3.2INVESTIGACIONES GEOTÉCNICAS.
Adicionalmente a la recopilación y al análisis de los estudios de mecánica de suelos
realizados con fines de cimentación por entidades particulares y estatales, se llevó a
cabo un programa de exploración geotécnica en toda la ciudad de Iquitos, para
complementar la información disponible.
Se programó un número de 25 exploraciones en toda la ciudad, que consistieron en 9
calicatas, 25 sondajes con posteadora manual y 23 ensayos de penetración tipo Cono
Holandés. Estas investigaciones fueron realizadas por el Laboratorio Geotécnico del
CISMID de la FIC-UNI.
Para llevar a cabo el procesamiento de las propiedades físico mecánicas del subsuelo de
la ciudad de Iquitos, se ha dividido a la ciudad en dos sectores dominantes de los cuales
las han denominado: Sector Iquitos y Sector San Juan, ambos sectores son los
denominados semidomos de Iquitos, los cuales fueron presentados por Maggiolo (1975).
En las Tablas Nº 1, 2 y 3 se muestran los resultados de los ensayos especiales de
laboratorio realizados por los autores en Iquitos.
3.2.1SECTOR IQUITOS.
En los sondajes explorados se alcanzaron profundidades de 4 a 8 metros. En la
distribución de los suelos del sector Iquitos, se aprecia que de las muestras analizadas
el 62% son arcillas, el 35% son arenas y un 3% contienen materia orgánica.
El 30% de las arcillas son de alta plasticidad, clasificadas como CH y el 32% de las
arcillas son de mediana plasticidad, clasificadas como CL. El 19% corresponde a arenas
de baja plasticidad a no plásticas, clasificadas como SC, SM y SP-SM; y el 16% restante
corresponde a arenas limpias clasificadas como SP. Las propiedades físicas de los suelos
de este sector se presentan en la Tabla Nº 4.
La resistencia cortante no-drenada de los ensayos de laboratorio de compresión
simple y compresión triaxial UU y veleta de campo indican que los primeros
cuatros metros de profundidad para un suelo tipo CH y CL, los rangos de valores
encontrados son:
Cohesión (CH) Su: 0.55 – 1.40 kg/cm2
Cohesión (CL) Su: 0.35 – 1.20 kg/cm2
De los ensayos de consolidación se determinó los siguientes rangos de valores para
una arcilla de alta plasticidad, CH.
Carga de Pre-consolidación (Pc): 1.20 - 2.40 kg/cm2
Relación de vacíos inicial (eo): 0.74 – 1.10
Coeficiente de compresibilidad (Cc): 0.14 – 0.28
De los ensayos de penetración estándar (SPT) y de cono holandés (CPT) se pudo
evaluar las consistencias de los distintos estratos en el Sector Iquitos:
De 0.00 – 3.00 m consistencia blanda
De 3.00 – 8.00 m consistencia media
De 7.00 – 10.00 m consistencia media a semidura
Más de 10.00 m consistencia dura a rígida.
3.2.2SECTOR SAN JUAN.
En los sondajes explorados se alcanzaron profundidades de 4 a 7 metros. En la
distribución de suelos del sector San Juan, se aprecia que de las muestras analizadas, el
56% son arcillas, el 41% son arenas y un 3% contienen materia orgánica. El 25% de las
arcillas son de alta plasticidad, clasificadas como CH y el 31% de las arcillas son de
mediana plasticidad clasificadas como CL.
El 26% corresponde a arenas de baja plasticidad a no plásticas, clasificadas con SC, SM y
SP-SM; el 15% restante corresponde a arenas clasificadas como SP. Las propiedades
físicas de los suelos de este sector se presentan en la Tabla Nº 5.
La resistencia cortante no-drenada de los ensayos de laboratorio de compresión
simple y compresión triaxial UU y veleta de campo indican que los primeros cuatro
metros de profundidad para un suelo tipo CH y CL, los rangos de valores
encontrados son:
Cohesión (CH) Su: 0.60 - 1.65 kg/cm2
Cohesión (CL) Su: 0.45 – 1.50 kg/cm2
De los ensayos de consolidación se determinó los siguientes rangos de valores para
una arcilla de alta plasticidad CH.
Carga de Pre-consolidación (Pc): 1.25 - 2.20 kg/cm2
Relación de vacíos inicial (eo): 0.80 - 1.22
Coeficiente de compresibilidad (Cc): 0.16 - 0.53
De los ensayos de penetración estándar (SPT) y de cono holandés (CPT) se pudo
evaluar la consistencia de los distintos estratos en el Sector San Juan.
De 0.00 –2.00 m consistencia muy blanda a blanda
De 2.00 –5.00 m consistencia blanda a media
De 5.00 –10.00 m consistencia media a dura
arcillas son de mediana plasticidad, clasificadas como CL. El 19% corresponde a arenas
de baja plasticidad a no plásticas, clasificadas como SC, SM y SP-SM; y el 16% restante
corresponde a arenas limpias clasificadas como SP. Las propiedades físicas de los suelos
de este sector se presentan en la Tabla Nº 4.
La resistencia cortante no-drenada de los ensayos de laboratorio de compresión
simple y compresión triaxial UU y veleta de campo indican que los primeros
cuatros metros de profundidad para un suelo tipo CH y CL, los rangos de valores
encontrados son:
Cohesión (CH) Su: 0.55 – 1.40 kg/cm2
Cohesión (CL) Su: 0.35 – 1.20 kg/cm2
De los ensayos de consolidación se determinó los siguientes rangos de valores para
una arcilla de alta plasticidad, CH.
Carga de Pre-consolidación (Pc): 1.20 - 2.40 kg/cm2
Relación de vacíos inicial (eo): 0.74 – 1.10
Coeficiente de compresibilidad (Cc): 0.14 – 0.28
De los ensayos de penetración estándar (SPT) y de cono holandés (CPT) se pudo
evaluar las consistencias de los distintos estratos en el Sector Iquitos:
De 0.00 – 3.00 m consistencia blanda
De 3.00 – 8.00 m consistencia media
De 7.00 – 10.00 m consistencia media a semidura
Más de 10.00 m consistencia dura a rígida.
3.2.2SECTOR SAN JUAN.
En los sondajes explorados se alcanzaron profundidades de 4 a 7 metros. En la
distribución de suelos del sector San Juan, se aprecia que de las muestras analizadas, el
56% son arcillas, el 41% son arenas y un 3% contienen materia orgánica. El 25% de las
arcillas son de alta plasticidad, clasificadas como CH y el 31% de las arcillas son de
mediana plasticidad clasificadas como CL.
El 26% corresponde a arenas de baja plasticidad a no plásticas, clasificadas con SC, SM y
SP-SM; el 15% restante corresponde a arenas clasificadas como SP. Las propiedades
físicas de los suelos de este sector se presentan en la Tabla Nº 5.
La resistencia cortante no-drenada de los ensayos de laboratorio de compresión
simple y compresión triaxial UU y veleta de campo indican que los primeros cuatro
metros de profundidad para un suelo tipo CH y CL, los rangos de valores
encontrados son:
Cohesión (CH) Su: 0.60 - 1.65 kg/cm2
Cohesión (CL) Su: 0.45 – 1.50 kg/cm2
De los ensayos de consolidación se determinó los siguientes rangos de valores para
una arcilla de alta plasticidad CH.
Carga de Pre-consolidación (Pc): 1.25 - 2.20 kg/cm2
Relación de vacíos inicial (eo): 0.80 - 1.22
Coeficiente de compresibilidad (Cc): 0.16 - 0.53
De los ensayos de penetración estándar (SPT) y de cono holandés (CPT) se pudo
evaluar la consistencia de los distintos estratos en el Sector San Juan.
De 0.00 –2.00 m consistencia muy blanda a blanda
De 2.00 –5.00 m consistencia blanda a media
De 5.00 –10.00 m consistencia media a dura
Más de 10 m consistencia dura a rígida
Perfil estratigráfico de la zona: Carretera Iquitos-Nauta Km 18.5
(Altura Comunidad Varillal)
Vistas Fotográficas, en las cuales podemos apreciar e identificar mediante los colores,
las diferentes pigmentaciones de las arcillas.
Perfil estratigráfico de la zona: Carretera Iquitos-Nauta Km 18.5
(Altura Comunidad Varillal)
Vistas Fotográficas, en las cuales podemos apreciar e identificar mediante los colores,
las diferentes pigmentaciones de las arcillas.
Vista en la cual se aprecia el diferente color de los suelos de nuestra región
(Carretera Iquitos-Nauta Km. 70), debido a la presencia de algunos elementos
minerales como: el oxido de hierro, aluminio, magnesio, etc.
Vista en la cual podemos apreciar la erosión del suelo amazónico producido por los
agentes generadores, en este caso las lluvias.
.
(Carretera Iquitos-Nauta Km. 70), debido a la presencia de algunos elementos
minerales como: el oxido de hierro, aluminio, magnesio, etc.
Vista en la cual podemos apreciar la erosión del suelo amazónico producido por los
agentes generadores, en este caso las lluvias.
.
IVCONCLUSIONES
El suelo es un recurso natural renovable, pero su recuperación amerita períodos de
tiempos prolongados, lo que implica que se debe dar el uso adecuado de los mismos
con el fin de protegerlos, conservarlos y preservarlos.
Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas
en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman.
La acción conjunta de los factores que condicionan la formación y evolución del suelo
conduce al desarrollo de diferentes perfiles o tipos de suelos.
En el desarrollo y formación de los suelos intervienen numerosos tipos de procesos,
algunos de ellos son de tipo pasivo y otros son de agentes activos.
El suelo es un material superficial natural, que sostiene la vida vegetal.
Cada suelo posee ciertas propiedades que son determinadas por el clima y los
organismos vivientes que operan por períodos de tiempo sobre los materiales de la
tierra y sobre el paisaje de relieve variable.
Sin el suelo sería imposible la existencia de plantas superiores y, sin ellas, ni nosotros
ni el resto de los animales podríamos vivir. A pesar de que forma una capa muy
delgada, es esencial para la vida en tierra firme. Cada región del planeta tiene unos
suelos que la caracterizan, según el tipo de roca de la que se ha formado y los
agentes que lo han modificado.
Algunas conclusiones que puedo hacer mención, acerca de los suelo de nuestra
amazonia, región Loreto:
1)En la ciudad de Iquitos los sedimentos predominantes son del tipo arena fina y
arcilla, por debajo de los cuales se encuentra una arcilla pre-consolidada.
En la ciudad de Iquitos no se observan afloramientos rocosos, ni material del
tipo de agregado grueso.
2)Debido a la fuerte precipitación pluvial en Iquitos y a que el nivel freático no se
encuentra en la mayoría de los casos muy profundo, las arenas arcillosas y las
arcillas superficiales se encuentran saturadas.
3) En la evaluación de los suelos de Iquitos se ubicaron dos sectores dominantes
de la ciudad, como son: el sector Iquitos y el sector San Juan. Una vez
analizadas las propiedades físico-mecánicas del subsuelo, se llega a la
conclusión de que ambos sectores presentan propiedades relativamente
similares.
.
El suelo es un recurso natural renovable, pero su recuperación amerita períodos de
tiempos prolongados, lo que implica que se debe dar el uso adecuado de los mismos
con el fin de protegerlos, conservarlos y preservarlos.
Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas
en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman.
La acción conjunta de los factores que condicionan la formación y evolución del suelo
conduce al desarrollo de diferentes perfiles o tipos de suelos.
En el desarrollo y formación de los suelos intervienen numerosos tipos de procesos,
algunos de ellos son de tipo pasivo y otros son de agentes activos.
El suelo es un material superficial natural, que sostiene la vida vegetal.
Cada suelo posee ciertas propiedades que son determinadas por el clima y los
organismos vivientes que operan por períodos de tiempo sobre los materiales de la
tierra y sobre el paisaje de relieve variable.
Sin el suelo sería imposible la existencia de plantas superiores y, sin ellas, ni nosotros
ni el resto de los animales podríamos vivir. A pesar de que forma una capa muy
delgada, es esencial para la vida en tierra firme. Cada región del planeta tiene unos
suelos que la caracterizan, según el tipo de roca de la que se ha formado y los
agentes que lo han modificado.
Algunas conclusiones que puedo hacer mención, acerca de los suelo de nuestra
amazonia, región Loreto:
1)En la ciudad de Iquitos los sedimentos predominantes son del tipo arena fina y
arcilla, por debajo de los cuales se encuentra una arcilla pre-consolidada.
En la ciudad de Iquitos no se observan afloramientos rocosos, ni material del
tipo de agregado grueso.
2)Debido a la fuerte precipitación pluvial en Iquitos y a que el nivel freático no se
encuentra en la mayoría de los casos muy profundo, las arenas arcillosas y las
arcillas superficiales se encuentran saturadas.
3) En la evaluación de los suelos de Iquitos se ubicaron dos sectores dominantes
de la ciudad, como son: el sector Iquitos y el sector San Juan. Una vez
analizadas las propiedades físico-mecánicas del subsuelo, se llega a la
conclusión de que ambos sectores presentan propiedades relativamente
similares.
.
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
I.SUELOS
I.1Definición.
I.2Naturaleza del Suelo.
I.3Clases de Suelos.
1.3.1Clasificación de los Suelos.
1.3.2Ciencias que Estudian los Suelos.
1.3.3El Suelo en Función de:…
I.4Clases de Rocas.
I.4.1Rocas Ígneas.
1.4.1.1Rocas Ígneas Intrusivas.
1.4.1.2Rocas Ígneas Extrusivas.
1.4.1.3Composición de las Rocas Ígneas.
1.4.1.4Clasificación de las Rocas Ígneas.
1.4.1.5Principales Rocas Ígneas - Esquemas
I.4.2Rocas Metamórficas.
I.4.2.1Clasificación de las Rocas Metamórficas.
I.4.2.2Principales Rocas Metamórficas.
I.5Tipos de Horizonte del Suelo.
II.SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA INGENIERÍA.
II.1Constitución Interna del Globo Terrestre.
II.2Suelo.
II.3Agentes Generadores de los Suelos.
II.4Suelos Residuales y Transportados.
II.5Minerales Constitutivos de los Suelos Gruesos.
2.5.1Textura.
II.6Minerales Constitutivos de las Arcillas.
II.7División de las Arcillas Según su Estructura Reticular.
II.7.1Las Caolinitas.
II.7.2Los Montmoriloniticas.
II.7.3Las Ilitas.
II.8Propiedades Físico - Químico de las Arcillas.
II.8.1Generalidades
II.8.2Intercambio Catiónico.
II.8.3Identificación de Minerales de Arcilla.
II.8.4Relaciones entre las Fases Solidas y Liquidas de una Arcilla.
II.8.5Nexos Primarios
II.8.6Nexos Secundarios.
II.8.7Relaciones entre las Partículas Cristalinas de Arcilla y Agua.
III.SUELOS EN LA AMAZONIA – REGIÓN DE LORETO.
III.1Geología Histórica.
III.1.1Ambiente de Sedimentación.
.
INTRODUCCIÓN
I.SUELOS
I.1Definición.
I.2Naturaleza del Suelo.
I.3Clases de Suelos.
1.3.1Clasificación de los Suelos.
1.3.2Ciencias que Estudian los Suelos.
1.3.3El Suelo en Función de:…
I.4Clases de Rocas.
I.4.1Rocas Ígneas.
1.4.1.1Rocas Ígneas Intrusivas.
1.4.1.2Rocas Ígneas Extrusivas.
1.4.1.3Composición de las Rocas Ígneas.
1.4.1.4Clasificación de las Rocas Ígneas.
1.4.1.5Principales Rocas Ígneas - Esquemas
I.4.2Rocas Metamórficas.
I.4.2.1Clasificación de las Rocas Metamórficas.
I.4.2.2Principales Rocas Metamórficas.
I.5Tipos de Horizonte del Suelo.
II.SUELOS DESDE EL PUNTO DE VISTA DE LA INGENIERÍA.
II.1Constitución Interna del Globo Terrestre.
II.2Suelo.
II.3Agentes Generadores de los Suelos.
II.4Suelos Residuales y Transportados.
II.5Minerales Constitutivos de los Suelos Gruesos.
2.5.1Textura.
II.6Minerales Constitutivos de las Arcillas.
II.7División de las Arcillas Según su Estructura Reticular.
II.7.1Las Caolinitas.
II.7.2Los Montmoriloniticas.
II.7.3Las Ilitas.
II.8Propiedades Físico - Químico de las Arcillas.
II.8.1Generalidades
II.8.2Intercambio Catiónico.
II.8.3Identificación de Minerales de Arcilla.
II.8.4Relaciones entre las Fases Solidas y Liquidas de una Arcilla.
II.8.5Nexos Primarios
II.8.6Nexos Secundarios.
II.8.7Relaciones entre las Partículas Cristalinas de Arcilla y Agua.
III.SUELOS EN LA AMAZONIA – REGIÓN DE LORETO.
III.1Geología Histórica.
III.1.1Ambiente de Sedimentación.
.
III.1.2Zonificación de Canteras.
III.1.3Sedimentos Predominantes.
III.2Investigaciones Geotécnicas.
III.2.1Sector Iquitos.
III.2.2Sector San Juan.
Vistas Fotográficas.
Mapa de Ubicación de las Canteras Sector Peña Negra –
Unión – Progreso
IV.CONCLUSIONES.
V.BIBLIOGRAFÍA.
.
III.1.3Sedimentos Predominantes.
III.2Investigaciones Geotécnicas.
III.2.1Sector Iquitos.
III.2.2Sector San Juan.
Vistas Fotográficas.
Mapa de Ubicación de las Canteras Sector Peña Negra –
Unión – Progreso
IV.CONCLUSIONES.
V.BIBLIOGRAFÍA.
.
V BIBLIOGRAFÍA
“Fundamentos de la Mecánica de Suelos” por Juárez Badillo E.- Rico
Rodríguez, A – Año 2001.
“Características Geotécnicas del Subsuelo de la Ciudad de Iquitos”, Tesis de
Grado – Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería,
Lima, Perú – Bustamante A. – Año 1993.
“Geología de la Zona Ribereña del Río Amazonas próxima a Iquitos y Defensa
de la Ciudad”, Informe GRUCI, Lima, Perú. – Iberico M. y Plenge R. – Geólogos
Asociados – Año 1973.
Datos obtenidos por internet: Fuentes en Línea:
http://www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/suelos.html
http://www.santacruz.gov.ar/recursos/erosion/suelos.htm
http://www.astromia.com/tierraluna/suelos.htm
http://club.telepolis.com/geografo/biogeografia/suelo.htm
PROVERBIO, Fulgencio y MARÍN Reinaldo. Estudios de la Naturaleza 7º,
Editorial Santillana.
MAZPARROTE, Serafín y MILLÁN JUSTO. Estudios de la naturaleza 7º, Editorial
Biosfera.
.
“Fundamentos de la Mecánica de Suelos” por Juárez Badillo E.- Rico
Rodríguez, A – Año 2001.
“Características Geotécnicas del Subsuelo de la Ciudad de Iquitos”, Tesis de
Grado – Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Nacional de Ingeniería,
Lima, Perú – Bustamante A. – Año 1993.
“Geología de la Zona Ribereña del Río Amazonas próxima a Iquitos y Defensa
de la Ciudad”, Informe GRUCI, Lima, Perú. – Iberico M. y Plenge R. – Geólogos
Asociados – Año 1973.
Datos obtenidos por internet: Fuentes en Línea:
http://www.fortunecity.es/expertos/profesor/171/suelos.html
http://www.santacruz.gov.ar/recursos/erosion/suelos.htm
http://www.astromia.com/tierraluna/suelos.htm
http://club.telepolis.com/geografo/biogeografia/suelo.htm
PROVERBIO, Fulgencio y MARÍN Reinaldo. Estudios de la Naturaleza 7º,
Editorial Santillana.
MAZPARROTE, Serafín y MILLÁN JUSTO. Estudios de la naturaleza 7º, Editorial
Biosfera.
.
FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO MONOGRÁFICO
CURSO : MECÁNICA DE SUELOS I
TITULO : “FORMACIÓN, ORIGEN DE LOS SUELOS REFERENTE A
LA INGENIERÍA”
TRABAJO : N° 01
DOCENTE :
ALUMNA :
CICLO :
FECHA DE ENTREGA: IQUITOS, 20 DE MAYO DEL 2009.
.
CARRERA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL
TRABAJO MONOGRÁFICO
CURSO : MECÁNICA DE SUELOS I
TITULO : “FORMACIÓN, ORIGEN DE LOS SUELOS REFERENTE A
LA INGENIERÍA”
TRABAJO : N° 01
DOCENTE :
ALUMNA :
CICLO :
FECHA DE ENTREGA: IQUITOS, 20 DE MAYO DEL 2009.
.
2009
.
.
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