Una prueba de sedimentación es una de las técnicas de análisis que te darán información bastante cercana del contenido de tu suelo. Y lo mejor de todo: es que puedes hacerla tu mismo/a!
Hoy tenemos un artículo de esos que te gustan mucho como lector habitual de mi blog. Un post práctico, paso a paso y sobre un tema clave: el tipo de suelo de tu terreno.
Y ha venido al blog a hablarnos de este tema la ingeniero arquitecto Grecia Cárdenas, quien trabaja para integrar la construcción tradicional de tierra con lo mejor de la ingeniería en construcción desde su web Aicerg Arquitectura.
¡Todo tuyo Grecia!
Hola a todos/as los lectores/as del blog de Abouthaus. Como dice el dicho: «primero lo primero».
Antes de describir la prueba de sedimentación es necesario introducirnos en algunos conceptos, para conocer y entender a la materia prima que se emplea para construir con técnicas térreas.
Lo primero es que la tierra para construcción debe de provenir de la excavación del terreno a la profundidad adecuada, (normalmente a 60 cm por debajo de la superficie terrestre).
Por lo que daremos algunos términos de la edafología, que es la ciencia que estudia los factores, procesos de formación y clasificación de los suelos.
¿Qué es el suelo y cómo se divide?
El suelo es una masa de extensión vertical y horizontal, producto de la descomposición de las rocas mediante procesos físicos, químicos y bióticos, que conforman el conglomerado de partículas que se llama suelo.
Los suelos se componen de una serie de capas casi paralelas a la superficie, que pueden diferenciarse por su color, textura, consistencia, estructura, pH, entre otros.
Cada capa individual es un horizonte y al conjunto de capas de una exposición vertical, se le llama perfil del suelo.
Los horizontes se clasifican en H, O, A, E, B, C y R para delimitar las capas del perfil del suelo. Esta clasificación es con base a suelos de regiones templadas, por lo que de un país a otro puede cambiar la clasificación.
Perfil del suelo en donde se muestran las capas del suelo correspondientes a los horizontes H, O, A, E, B, C y R. También se identifica la mejor zona para la obtención de la tierra para construcción. Modificado de Tarbuck (2005:191).
- El horizonte “H” está conformado por material orgánico superficial, en el caso de los climas templados es la zona en donde se encuentran los árboles, pero en climas secos esta capa está compuesta de cactáceas.
- El horizonte “O” es el delimitado por el material orgánico que se acumula en la superficie.
- En el horizonte “A” el suelo contiene materia orgánica en forma de raíces y minerales.
- El horizonte “E” no tiene material orgánico y los minerales tienen alto contenido de arena y limo.
- Dentro del horizonte “B” se acumula arcilla que es transportada desde los horizontes superiores, la cantidad de arcilla en este horizonte ayuda a la acumulación de agua en el subsuelo.
- En el horizonte “C” se encuentra la roca madre que es parcialmente alterada y de donde se saca la grava para la construcción.
- Finalmente el horizonte “R” es roca madre inalterada y la capa más cercana al magma.
¿En qué horizonte se encuentra la mejor tierra?
La tierra de los horizontes “H, O y A” no sirve para construir, ya que por el contenido de materia orgánica se puede generar flora y fauna parásita para la construcción, que a la larga dañará la estructura.
La mejor zona para extraer tierra para la construcción es la que se encuentra en el horizonte “E”, debido a que esta capa contiene arenas, arcillas y limos. Este horizonte se encuentra en la mayoría de los casos, a los 60 cm de la superficie del territorio mexicano.
Arcilla, arena y limo; tus aliados en la construcción.
Cada uno de los componentes del horizonte “E” tiene una función primordial para hacer la mezcla ideal para la construcción, de tal manera que la arcilla actúa como aglutinante para pegar las partículas mayores en la tierra, como lo hace el cemento en el hormigón.
La arcilla está formada por moléculas que permiten el ingreso de agua, que produce un aumento en su volumen, por lo que hay que tener cuidado ya que un exceso de agua promueve la expansión y contracción de la arcilla, y eso cambia la resistencia de la mezcla, también el exceso de humedad podría generar un mayor nivel de evaporación provocando agrietamientos.
Por otro lado, la arena a diferencia de la arcilla no tiene fuerza aglutinante, sin embargo esta es el elemento que le dará la resistencia a tu mezcla. Se utiliza en diferentes proporciones como agregado grueso, para reducir los espacios entre las partículas de la mezcla, que se generan al evaporarse el agua contenida en la arcilla.
Aunque el limo no contribuye a mejorar la cohesión ni la fuerza, sirve de agregado inerte, lo que permite aumentar el volumen de la mezcla.
Es importante mencionar que, aunque la tierra sea extraída de la zona recomendada no siempre tiene las proporciones adecuadas de arcilla, arena y limo, por lo que es recomendable realizar ciertas pruebas llamadas de campo.
Pruebas de campo.
Existen diferentes pruebas de campo que aunque no son muy exactas, las puedes realizar en tu terreno para tener un aproximado de las cantidades de cada uno de los componentes de tu suelo (arcilla, arena y limo) y así poder determinar si la mezcla es aceptable para alguna de las técnicas de construcción con tierra.
Entre las pruebas de campo se pueden mencionar las siguientes:
- Prueba de olor
- Prueba de color
- Prueba de la mordedura
- Prueba de lavado
- Prueba del corte
- Prueba de sedimentación
- Prueba de caída de la bola
- Prueba de la galleta
- Prueba de consistencia
- Prueba de cohesión (cintilla)
- Prueba de contracción
Prueba de sedimentación
Esta vez te vamos a presentar a la prueba de sedimentación, una de las técnicas que te darán una información bastante cercana del contenido de tu suelo, estos datos te sirven para estimar la proporción de cada componente para la mezcla (arcilla, arena y limo).
La prueba se basa en la distribución por peso y dimensión de las partículas del suelo en una solución de agua, de tal manera que la arena se irá al fondo, por arriba de la arena se sedimenta el limo y hasta arriba encontraremos a la arcilla.
En el agua que queda en la parte superior, encontrarás algunos componentes de tu tierra como la materia orgánica que verás flotando.
Se agita una muestra de tierra con agua en un frasco. Después de dejarla reposar hasta que el agua esté transparente, se logran observar las partículas mayores asentadas en el fondo y las más finas arriba. Tomado de Minke (2005:26).
Dependiendo de las características del suelo en ocasiones es necesario realizar un proceso de estabilización, llamados; proceso homogéneo y proceso heterogéneo.
El proceso homogéneo consiste en la modificación de las proporciones del suelo, mediante el agregado de uno de los componentes de la mezcla (arcilla, arena y/o limo).
Y el proceso heterogéneo es a base del agregado de componentes ajenos a los que tiene el suelo naturalmente (fibras vegetales, cal, cemento, impermeabilizantes, excremento, entre otras).
Materiales y herramientas para realizar la prueba
Para la prueba se requiere el siguiente equipo y herramientas de uso común.
- Pala
- Pico
- Recipiente de vidrio cilíndrico con tapa
- Colador metálico
- Agua
- Sal
- Recipiente para guardar tierra sobrante
- Cinta adhesiva para etiquetar
- Plumón
- Regla o cinta métrica
- Guantes de trabajo
12 pasos para realizar una prueba de sedimentación
Una vez definidos algunos conceptos básicos necesarios para entender la prueba de sedimentación, pasaremos a los 12 pasos recomendados para tener una prueba exitosa.
#1: Ubicación del sitio.
Determinar el lugar dentro del terreno en donde se va a realizar la construcción, ya que de esta manera aprovecharemos la tierra de la excavación para realizar la prueba y eventualmente construir.
#2: Excavación.
Con la ayuda de la pala y el pico o de maquinaria, excavar dentro del perímetro de la construcción hasta llegar por debajo del horizonte “A” .
#3: Recolección de la muestra.
Después de realizar la excavación e identificar en el perfil de suelo que no haya raíces, se toma una muestra de tierra con la menor cantidad de piedras posibles.
#4. Cernir la muestra.
Pulverizar la tierra y cernir con ayuda de un colador para poder meterla en el recipiente de vidrio. La tierra sobrante guardarla y etiquetarla para referencias posteriores.
#5. Llenado del frasco.
Con la tierra cernida se llena el frasco de vidrio aproximadamente a 2/3 del recipiente. Con la cinta adhesiva se etiqueta e identifica la muestra, para evitar confusiones con la otra(s) muestra(s).
#6. Mezclar en agua.
Llenar con agua el frasco de la muestra dejando 5 cm libres de líquido antes del borde.
#7. Agregar sal al frasco.
La sal ayudará a acelerar el proceso de separación de los elementos, agregar dos cucharaditas de sal de mesa al recipiente.
#8. Agitar y agregar más agua.
Agitar vigorosamente el frasco, procurando que no queden grumos secos. Dado que los componentes de la tierra absorberán parte del agua agregada, en ocasiones será necesario agregar más agua.
#9. Tiempo de reposo.
Colocar el recipiente en un lugar completamente horizontal donde nadie lo mueva. Al pasar 12 horas o hasta que el agua se vea clara, volver a agitar el frasco y nuevamente dejar en reposo mínimo 24 horas e idealmente más de 48 horas.
#10. Resultados de la prueba.
Con cinta adhesiva o un plumón indeleble y resistente al agua, identificar las capas visibles de tierra que se sedimentan en el frasco.
#11. Análisis de resultados.
Medir con la cinta métrica la altura total de la muestra y posteriormente medir el espesor de cada capa visible, colocar esta medición en la cinta adhesiva. Con una regla de tres podremos saber el porcentaje aproximado de cada capa.
Supongamos que obtienes:
- 12 cm de tierra total (100%)
- 3 cm de capa superior (arcilla)
- 2 cm de capa intermedia (limo)
- 7 cm de capa inferior (arena con o sin grava)
Si 12 cm es el 100%, debemos responder a las preguntas:
- ¿A qué porcentaje equivalen los 3 cm en la parte superior (arcilla)?
(3 cm x 100%) / 12 cm = 25.00 % de arcilla
2. ¿A qué porcentaje equivalen los 2 cm en la parte intermedia (limo)?
(2 cm x 100%) / 12 cm = 16.67 % de limo
3. ¿A qué porcentaje equivalen los 7 cm en la parte inferior (arena)
(7 cm x 100%) / 12 cm = 58.33 % de arena
#12. Datos obtenidos.
Los porcentajes obtenidos son un estimado del contenido de cada tipo de componente del suelo en la muestra de tu terreno, su potencial uso dependerá de su composición.
La interpretación de los datos es clave.
Si quieres apoyo en la interpretación de tus datos y próximos pasos a seguir puedes ponerte en contacto con nosotros desde aquí.
Podremos agendar una asesoría en sitio o una vídeo llamada. Menciona que nos conociste por este post y te daremos un descuento especial.
Conclusiones de la prueba de sedimentación
1. Estas proporciones de composición de la tierra nos van a indicar si es necesario estabilizar la mezcla; ya sea de manera homogénea al modificar su dosificación natural (agregando arena o arcilla), o de forma heterogénea adicionando componentes ajenos a los que tiene el suelo naturalmente (paja, cal, excremento, etc).
2. En la siguiente tabla se ponen porcentajes de referencia para algunos de los sistemas constructivos de tierra.
Es importante saber que estos porcentajes NO SON UNA RECETA, pero nos sirven para conocer la materia prima de la que disponemos en nuestro terreno y tengamos una idea de que técnica constructiva podríamos ocupar para construir.
3. La prueba también se puede hacer con tierras de lugares cercanos a nuestro terreno, ya sea de un banco de tierra o comprada a algún proveedor. Así podemos conocer con que tipos de tierra contamos para la construcción.
4. Ya que hayamos estabilizado la muestra se pueden hacer otras pruebas de campo para conocer más a detalle cómo se comporta la mezcla seleccionada.
5. Es importante mencionar que la prueba de sedimentación es un complemento del estudio de mecánica de suelos, ya que son pruebas diferentes.
6. Esta prueba no es suficiente para realizar la construcción de tu proyecto, ya que dependiendo de las normativas reguladoras locales, será necesario presentar los resultados de un estudio de suelo.
Si te interesa conocer en detalle qué es un estudio de suelo y cómo esto afecta los cimientos de tu casa te invito a ver esta entrevista que Igma realizó junto a un geólogo experto en estos temas >>>
Pues bien, ya tienes en tus manos todos los elementos para ir a tu terreno y generar tu propia prueba de sedimentación.
Te invito a conocer nuestro trabajo y los servicios que ofrecemos desde nuestra web Aicerg Arquitectura.
Te podremos ayudar con tu prueba de sedimentación, el diseño de tu proyecto y los permisos necesarios para la ejecución de tu obra.
Si tienes cualquier pregunta o comentario sobre estos 12 pasos para realizar tu prueba de sedimentación no dudes en escribirlo acá abajo en la cajita de comentarios.
Bibliografía citada y recomendada:
*Aguilar, P. B. (2008). Construcción con adobe: fundamentos, reparación de datos y diseño contemporáneo. México.Trillas.
*Buol, S. W; Hole, F. D; McCracken, R. J. (1983). Génesis y clasificación de suelos. (1ra reimpresión). México. Trillas.
*Fern·ndez, L. C. (1991). Mejoramiento y estabilización de suelos. México. Limusa.
*Fitz, P. E. A. (1993). Suelos. Su formación, clasificación y distribución. (5ta reimpresión) México. Companía editorial continental S.A. de C.V.
*Guerrero, B. L. F. (1994). Arquitectura de tierra en México. México. UAM.
*Minke, G.; (2005). Manual de construcción en tierra. (2a ed. castellano) Alemania. Fin de Siglo.
*Salas, A. L. A. (2013). Geomecánica básica: fundamentos sobre mecánica de suelos. Costa Rica. Edit. UCR.
*Torrijo, E. F. J; Cortés, G. R. (2007). Los suelos y las rocas en ingeniería geológica: herramientas de estudio. Universidad Politécnica de Valencia. Edit. UPV. España.
*Tarbuck, E. L; Lutgens, F. K. (2005). Ciencias de la tierra. Una introducción a la geología física. (8va edición). Universidad Autónoma de Madrid. España. Pearson Prentice Hall.
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Marco dice
Gracias por compartir tu articulo, es muy bueno.
Grecia Cardenas dice
Hola Marco
Gracias por darte el tiempo de comentar y me alegra saber que el artículo sea de tu agrado y que te sea útil. Si tienes alguna duda no dudes en contactarme. Saludos
Igma Pacheco-Rivas dice
De nada Marco. Los aplausos son para Grecia, la autora del post! Saludos. Igma.
Grecia Cardenas dice
Gracias a Igma por la oportunidad de escribir contenido para esta gran comunidad.
Quedo al pendiente para cualquier duda y/o comentario.
Saludos