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ESTABILIZACION DE SUELOS CON BISCHOFITA PARA LA CARRETERA
COLCHA “K” - UYUNI, TRAMO Km. 25+000 al 30+000
INTRODUCCIÓN
ANTECEDENTES:
Desde que las sumas de dinero invertidas en la construcción de caminos han
alcanzado cifras tan cuantiosas, los ingenieros viales han dedicado permanentes
esfuerzos a fin de obtener mejores pavimentos a más bajos costos.
Se han ensayado diversas soluciones a través del mejoramiento, o estabilización de
suelos localmente disponibles con diversos agentes aditivos.
Entre ellos especialmente en los últimos años, la Bischofita ha tomado un papel
preponderante y definido, pues resulta relativamente económico, y que puede ser
usado para producir cambios Físico – Químicos sustanciales entre los suelos,
traducido en un mejoramiento de sus condiciones portantes y de su comportamiento
bajo carga.
Este derivado del litio ha mostrado una gran resistencia y durabilidad, por lo que ya
ha sido empleado con éxito en caminos no pavimentados y faenas mineras de Perú,
Argentina y Chile.
El Cloruro de Magnesio (Bischofita) es usado en todo el mundo siendo Norteamérica
el principal mercado. Es esta región soluciones de cloruro de magnesio se utilizan
con éxito en áreas ambientales sensibles como caminos del Servicio Forestal de los
Estados Unidos.
El uso de la Bischofita como estabilizador de suelos, si bien no es nuevo, ha
alcanzado en los últimos años verdadera preponderancia.
GENERALIADES DE LA BISCHOFITA:
LA BISCHOFITA es un estabilizador químico y agente de control de polvo para
caminos no pavimentados. Está compuesta mayoritariamente de Cloruro de
Magnesio Hexahidratado (Bischofita), Su apariencia es transparente, cristalina y sin
olor, es producido en forma 100% natural a partir de salmueras ricas en magnesio
existentes en el Salar. Estas salmueras sometidas a evaporación solar donde
cristaliza. Su Alta higroscopicidad permite atraer y retener la humedad, aminorando
de este modo la perdida de partículas finas del suelo y controlando la emisión de
polvo. La Bischofita aglomera las partículas finas produciendo superficies de rodado
duraderas. Además provee resistencia a la acción abrasiva del tránsito debido a la
formación de una cubierta en la superficie del camino producida por su cristalización.
Es utilizado diluido en agua formando una solución de Cloruro de Magnesio,
pudiendo ser usado como estabilizador de carpetas de rodado (mescla homogénea
con el suelo del camino) o como agente de control de polvo (riego sobre superficie
del camino). También tiene otras propiedades como ser mejora la trabajabilidad de
los suelos, reduce el contenido de humedad óptimo y en algunos casos aumenta la
densidad de compactación.
La estabilización es recomendable realizarla en espesores de 10 a 25 cm, se
recomienda diseñar el espesor para horizontes entre 2 y 3 años. El espesor podrá
ser diseñado según el método AASHTO o método mecanicista, conociendo el valor
de soporte de la subrasante o carpeta de rodado existente.
Basado en la experiencia acumulada a la fecha LA BISCHOFITA, permite estabilizar
casi cualquier tipo de suelo. Sin embargo, se obtiene un mejor desempeño del
producto con suelos que poseen estabilidad mecánica (CBR > 50 – 60% saturado o
no sumergido según requerimientos del proyecto), además de cumplir ciertos
requerimientos de granulometría y plasticidad. También se recomienda iniciar la
faena con un pequeño tramo de prueba para ajustar el proceso constructivo de modo
de asegurar que la Bischofita quede perfectamente homogeneizada con el suelo a
ser estabilizado. En otras palabras procurar que el método que se vaya a utilizar para
aplicar la Bischofita y mezclarlo con el suelo asegure una correcta distribución de
este con el espesor de diseño.
Los caminos perfectamente estabilizados con la Bischofita han demostrado procurar
una excelente condición estructural y de rodado. Es por eso, que se observa que en
aquellos caminos estabilizados con este agente la velocidad media de circulación
aumenta considerablemente, se recomienda por lo tanto, revisar el trazado
geométrico del camino así como el diseño de la sección transversal (ancho, bermas,
despeje lateral, zanjas, señalización y otros).
El drenaje al igual que para cualquier otro tipo de camino es de vital importancia. La
permanencia de agua en la superficie, especialmente en suelos plásticos, tiende a
tomar barrosa la capa de rodado, pudiendo ser esta parcialmente erosionada por el
transito.
La Bischofita suprime el polvo manteniendo húmeda la superficie del camino, esto se
debe a que es una sustancia muy higroscópica, es decir, tiene la habilidad de
absorber la humedad del ambiente.
En zonas con suficiente humedad, absorbe y retiene el agua de la atmósfera y suelo
circundante para controlar efectivamente el polvo liberado de la superficie de rodado.
En climas muy áridos donde la humedad es demasiado baja, probablemente será
necesario aplicar riegos ocasionales de agua sobre el área tratada con la finalidad de
rehidratar la Bischofita.
Cada superficie tratada reacciona un poco diferente, dependiendo de las condiciones
climáticas locales y de las características de transito.
Además, los resultados obtenidos usando la Bischofita depende en gran medida de
las características del material que conforma la carpeta de rodado, de la adecuada
preparación de la superficie y de la correcta aplicación del riego superficial de
salmuera (Bischofita mas agua).
La durabilidad y desempeño de la aplicación cesan cuando se pierde Bischofita de la
superficie de rodado. Esto ocurre principalmente por dos efectos:
1. El agua lluvia disuelve Bischofita, reduciendo la concentración óptima del
agente.
2. La acción abrasiva del tránsito produce la pérdida del material, rompiendo el
sello superficial del camino y exponiendo capas inferiores que no contienen
Bischofita.
FUNDAMENTACION:
En la actualidad el tramo carretero Colcha “K” – Uyuni, presenta un estado deficiente,
esto principalmente debido a la mala elaboración y selección de los materiales
componentes del pavimento, como también a las condiciones climatológicas que son
característicos de la zona.
La presencia del calaminado, es motivo de investigación de la presente tesis,
principalmente como minimizar la presencia de este fenómeno. Es por tal razón que
se propone la incorporación del agente adicional como es la Bischofita como
estabilizador, esto por las propiedades que posee, también por su fácil acceso, ya
que en la región se encuentra el salar más grande del mundo, como es el salar de
Uyuni, rico en litio y la Bischofita es un derivado del mismo.
Económicamente importantes recursos se gastan periódicamente en la mantención
convencional de caminos no pavimentados. La estabilización de caminos utilizando
Bischofita mantiene por un largo periodo de tiempo la cohesión superficial,
previniendo la formación de calamina e irregularidades y eliminado la emisión de
polvo. De esta forma disminuye el costo de operación de los usuarios, se reduce en
forma considerable el costo de mantenimiento del camino y se evitan accidentes
provocados por mala visibilidad.
En experiencias monitoreadas hasta la actualidad, la aplicación de un riego asfaltico
sobre caminos estabilizados con Bischofita ha otorgado aun una mayor protección y
duración a la carpeta de rodado.
En caminos no pavimentados, los problemas que se presentan son:
Deficiente nivel de servicio.
Baches, calamina polvo.
Bajo nivel de seguridad vial.
Alta frecuencia de mantenimiento.
Contaminación ambiental por polvo en suspensión.
Impacto negativo sobre la salud de las personas y trabajadores.
Alto costo de mantención y deterioro acelerado de los vehículos.
Deterioro de los productos transportados.
Daños sobre los bienes adyacentes al camino como cultivos, casas, etc.
Limitada integración social: inadecuado acceso a salud, educación y turismo.
COSTOS DE ESTABILIZACION CAMINOS NO PAVIMENTADOS
La estabilización de caminos con Bischofita posee un costo de construcción
levemente mayor respecto a la estabilización convencional (compactación
estándar utilizando agua), pero es muy superior en calidad y duración.
Un camino estabilizado en forma convencional presenta un costo de
construcción entre los 6 y 11 mil Dólares Americanos por kilometro,
dependiendo si se trata de una reutilización del árido existente o de árido
seleccionado. Normalmente estos caminos muestran un deterioro
considerable a las pocas semanas de operación, presentando baches y
calamina y emitiendo una gran cantidad de polvo. Incluso con un
mantenimiento periódico a los caminos estabilizados de esta forma no se logra
un nivel de calidad de rodado y supresión de polvo como el que otorga una
carpeta estabilizada con Bischofita.
El costo constructivo para un camino estabilizado con Bischofita es levemente
superior, situándose entre los 9 y 14 Dólares Americanos por kilómetro. Es
importante recalcar que la utilización de Bischofita permite una mayor cantidad
de casos la reutilización del árido existente.
En climas con bajas precipitaciones, un camino con este tratamiento no emite
polvo y en general no requiere conservación durante el primer año de servicio
habiéndose verificado en la práctica duraciones superiores a dos años sin
mantenimiento.
OBJETIVO:
El objetivo de este trabajo de memoria es estudiar la estabilización de caminos con
Bischofita y ver su comportamiento a partir de la adición de esta.
Para ello, será necesario realizar en laboratorio los ensayos de: granulometría,
Límites de Consistencia, Proctor, CBR y compresión no confinada ya que son los
factores primordiales para comparar los resultados en relación al suelo patrón.
INDICE:
CAPITULO I: INTRODUCCION Y OBJETIVO
1.1. Introducción1.2. Justificación del Tema1.3. Experiencias en Bolivia1.4. Objetivos
CAPITULO II: ANTECEDENTES Y CONCEPTOS GENERALES
2.1. Antecedentes sobre la Red Vial Nacional2.2. Antecedentes de Carpetas Granulares tratadas con Bischofita en Bolivia.2.3. Definiciones Fundamentales2.4. Métodos de Estabilización de Suelos 2.4.1. Estabilización Mecánica de Suelos 2.4.2. Estabilización Química de Suelos. 2.4.3. Otros Estabilizadores comunes2.5. Estabilización de Suelos con Bischofita (Cloruro de Magnesio) 2.5.1. Bischofita (Cloruro de Magnesio) 2.5.2. Campo de aplicación de la Bischofita 2.5.3. Comportamiento de los suelos Estabilizados con Bischofita2.6. Ventajas y Desventajas que Proporciona la Bischofita. 2.6.1. Ventajas.
2.6.2. Desventajas.2.7. Descripción de los materiales componentes para una estabilización con
Bischofita. 2.7.1. Agregados. 2.7.2. Bischofita. 2.7.3. Efecto de la Bischofita sobre los suelos. 2.7.4. Arcillas.
2.7.4.1. Acción de la Bischofita sobre las Arcillas.2.7.4.2. Cristalización de la Bischofita.
2.8. Uso de la Bischofita como Estabilizador Químico. 2.8.1. Aspectos Generales. 2.8.2. Desde una Perspectiva Ambiental 2.8.3. Normas Técnicas Nacionales.2.9. Secuencia de Aplicación: Estabilización Carpetas de Rodado.2.10. Pasos Constructivos recomendados para la estabilización de Carpetas de
Rodado.2.11. Requerimiento de Equipos para la buena colocación del aditivo.2.12. Conservación de caminos estabilizados con Bischofita.2.13. Ejemplo de especificaciones técnicas para la estabilización con Bischofita (m3)
CAPITULO III: ESTUDIO DE LAS PROPIEDADES
3.1. Generalidades.3.2. Estabilizador Patrón. 3.2.1. Clasificación del Suelo según el sistema A.A.S.T.H.O Y U.S.C.S.3.3. Producto Estabilizante. 3.3.1. Propiedades de la Bischofita.3.4. Determinación de la Dosificación de la Bischofita.3.5. Desarrollo de trabajo en laboratorio. 3.5.1. Ensayos de Rutina. 3.5.2. Ensayos Especiales. 3.5.3. Recomendaciones.3.6. Granulometría.3.7. Límites de Consistencia.3.8. Proctor Modificado.3.9. Capacidad de soporte (CBR).3.10. Compresión No Confinada (CNC).3.11. Análisis de Resultados.
CAPITULO IV: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
4.1. Conclusiones.4.2. Recomendaciones.
BIBLIOGRAFÍA
RESULTADOS DE LABORATORIO:
