Arcillas Sensitivas

La arcilla se puede definir como una sustancia mineral plástica compuesta principalmente de silicatos de Aluminio hidratados. Gracias a sus cualidades plásticas, lo que significa que al humedecerla puede ser modelada fácilmente ésta sustancia ha sido utilizada para elaborar utensilios de cualquier tipo, desde jarrones hasta instrumentos musicales, los cuales son llevados a un horno a más de 800°C para evaporar el agua y así obtener una estructura sólida. Las distintas arcillas se formaron, primero a partir de la descomposición de las formaciones rocosas y, por la acción de distintos factores, presión tectónica, movimientos sísmicos, distintos tipos de erosión, etc., y segundo por la adquisición, durante el viaje hasta su lugar de sedimentación, de diferentes impurezas de origen mineral; por lo tanto, dependiendo de las características de la roca de origen, existen innumerables tipos de arcillas, cada una de las cuales posee unas propiedades particulares.

Las arcillas sensitivas son un tipo muy especial de arcillas que se forman en cuerpos de agua salada, y, por esta razón, poseen una estructura floculenta, lo que ocasiona que su comportamiento sea muy diferente a las arcillas que se producen en cuerpos de agua dulce.La estructura floculenta quiere decir que su forma se asemeja a una un conjunto de trazos largos y aglomerados con las partículas de mineral de arcilla unidas de borde a borde y de borde a cara, el efecto de floculación les da una resistencia muy alta y se mantiene una relación de vacíos constante, pero una vez alterada se produce el colapso de esta estructura y una pérdida considerable de resistencia, esto conlleva a que en una arcilla sensitiva sus partículas queden unidas entre sí, y, por lo tanto, su rigidez no dependa de manera significativa de la presión vertical efectiva en el campo; es decir, su rigidez depende más del pegamento entre partículas que a la presión vertical efectiva. Por otra parte, la adhesión entre los granos es relativamente débil, lo que ocasiona que, además de la deformación por consolidación primaria, en estos suelos se manifieste en forma notable el fenómeno de deformación por consolidación secundaria.

Este tipo de estructura se da debido a altos niveles de salinidad junto con el dominio de cationes bivalentes Fe, Al, Ca y Mg así como una alta concentración en la suspensión. La fuerza de repulsión entre las superficies de arcilla y limo cargadas negativamente se reduce al contacto con el agua salada del mar y también hace posible que se produzca fluculación en el momento de depositarse las partículas.

En las arcillas sensitivas los cationes del agua reducen la carga eléctrica negativa de la superficie de las partículas del suelo, y favorecen la unión de dichas partículas; este fenómeno da lugar a una estructura “floculenta” (o estructura en “castillo de naipes”) del suelo, el cual queda formado por “cadenas”, cuyos eslabones son los propios granos del mismo.Las partículas de las arcillas sensitivas quedan unidas por un “pegamento” (pegamento que por cierto es de baja magnitud). Si el incremento de carga sobre este suelo es pequeño y no rompe la liga entre partículas, la deformación del mismo suele ser pequeña, mientras que si el incremento es de magnitud tal que destruye dicha liga, la deformación del suelo es muy grande, lo que conduce a fuertes asentamientos de las obras construidas sobre él.

Un caso muy conocido en Colombia es el de Barranquilla que cuenta con grandes depósitos de arcillas sensitivas, que pueden estar relacionadas con sedimentos provenientes de los procesos de glaciación de la sierra nevada de Santa Marta. Cuando se tiene este tipo de suelo, se debe tener mucho cuidado al edificar, ya que si por alguna circunstancia el agua dulce entra al depósito, empieza a lavarse internamente la sal, lo que conlleva a que el suelo pierda gran parte de su resistencia y la hace muy propensa a la falla. Aunque el lavado afecta las fuerzas entre las partículas no daña la estructura y reduce drásticamente la resistencia lo cual es un factor clave para elaborar un diseño estructural. En el caso de que sea una necesidad construir sobre este tipo de suelo, se deben tener muy en cuenta los drenajes necesarios para evitar una falla del suelo o la estructura.

Grupo de Trabajo :

Andrés Mauricio Joya Delgado Cod. 2062713Cindy Natalia Hernández Jaramillo Cod. 2090199