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Determinación de la carta de plasticidad de suelos en el Valle de León, Gto.
Determinación de la carta de plasticidad de suelos en el Valle de León, Gto.
Por: M.C. en I. José de Jesús Torres-García
CIATEC (Centro de Innovación Aplicada en Tecnologías Competitivas)
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Breve introducción al tema
El suelo está categorizado como uno de los materiales de construcción con mayor antigüedad desde la evolución histórica del hombre, el cual representa en la actualidad una importante alternativa, para cubrir la demanda de edificación (Toirac, 2008); ya sea como material de construcción o como el basamento sobre el cual se realizan las construcciones que representan en muchos casos, el patrimonio familiar de varias generaciones. La clasificación de los suelos surge con el propósito de organizar el conocimiento de estos para que sus propiedades puedan ser recordadas y sus relaciones puedan ser entendidas.
El presente trabajo conforma una contribución al entendimiento de la zonificación geotécnica del valle de la ciudad de León, Gto., mediante el establecimiento de la carta de plasticidad definida por Arthur Casagrande; de la cual se puede inferir el comportamiento mecánico del suelo (basado en correlaciones), representando valores de referencia que pueden ser contrastados con los resultados de los métodos directos de identificación de suelos.
Principios teóricos
La determinación de los límites líquido y plástico del suelo se realiza hoy día con el método tradicional (copa de Casagrande y “rollitos”), ordinariamente bajo los lineamientos indicados en la norma ASTM D4318. Casagrande (1932) propuso una carta de plasticidad, en la cual se grafica el límite líquido en el eje de las abscisas y el índice de plasticidad en el eje de las ordenadas. El objetivo de esta carta es clasificar el comportamiento de la fracción fina de los suelos (Figura 2). Dentro de la carta de plasticidad se distingue la línea A, la cual es la división entre los suelos limosos (ML y MH) y arcillosos (CL y CH), mientras que la línea U es aproximadamente el límite superior de la relación del índice de plasticidad respecto al límite plástico (Das, 2001).
En concordancia con estos principios se ha propuesto establecer una carta de plasticidad de los suelos localizados en la zona geotécnica del valle de León, Gto., con la cual se podría aportar conocimiento para el desarrollo del territorio.
Experimentación
El alcance del área de estudio de la presente investigación corresponde a la zona geotécnica del valle de León, Gto., se realiza un énfasis hacia el área urbanizada y las zonas de crecimiento. Se seleccionaron sitios estratégicos para la toma de muestras de suelo, se definieron parámetros de control. Como parte de las actividades de investigación de antecedentes se ha tomado información de estudios geotécnicos realizados previamente, estos datos han permitido incrementar la base de datos de análisis hasta de 98 localizaciones distintas dentro del territorio municipal. En la Figura 3 se observa la localización geográfica de los estudios geotécnicos realizados o capturados de documentos previos.
Resultados
Se ha creado una carta de plasticidad de los suelos ubicados en la zona geotécnica del valle de León (Figura 4). Se aprecia que la mayoría de los suelos se sitúan en las áreas cercanas a la línea A de la carta de plasticidad. Esta distribución se considera normal conforme a investigaciones previas (Zepeda, 1989). Se establece que un poco más de la mitad de las muestras de suelo evaluadas corresponden a arcillas, el 38% se cataloga como acilla de alta compresibilidad (CH), el 24% de las muestras se identifican como arcillas de baja compresibilidad (CL). 33% restante corresponde a limos de alta compresibilidad (MH) y el 5% a limos de baja compresibilidad (ML). Estos resultados reflejan que la zona geotécnica del valle de León se compone fundamentalmente por suelos finos (arcillas y limos), al menos en los estratos superiores. Se ha integrado la información de los resultados de laboratorio en un SIG, realizando una extrapolación de los datos en función del territorio municipal, obteniendo así una aproximación a la distribución del límite líquido (Figura 5).
Los resultados obtenidos son una contribución a la caracterización geotécnica de esta fracción del territorio municipal, marcan la pauta para continuar con trabajos de investigación que puedan aportar información específica para el incremento de la base de datos, con la cual se puede establecer incluso una nueva zonificación geotécnica basada en propiedades mecánicas de los suelos.
Los valores inferiores a 50% del límite líquido se localizan en la zona centro del valle de León, que corresponde al territorio donde la mancha urbana se ha desarrollado desde la fundación de la ciudad. En cambio, la zona sur del territorio municipal se caracteriza por reportar valores de límite líquido superiores al 50%, esta condición se comprende por la naturaleza de los suelos vertisoles depositados en la historia geológica y edafológica de la región del bajío mexicano. De aquí se comprende entonces el uso histórico de estos predios como parcelas productivas de distintas variantes agronómicas.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Instituto de Innovación, Ciencia y Emprendimiento para la Competitividad para el Estado de Guanajuato (IDEA GTO), por su apoyo en la realización del presente trabajo; mediante el Programa Valle de la Mentefactura Guanajuato, Convenio IDEAGTO/CONV/061/2021. Así mismo, a Laboratorio y Consultoría LOA por su contribución y asesoría durante la ejecución de los trabajos de laboratorio.
Referencias
ASTM D 4318-00. Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. ASTM, USA.
Candelaria J., Bernal M., Flores O., Guzmán A. y Hernández S. (2018). Determinación de límites de consistencia en jales usando conos penetrantes. XXIX Reunión Nacional de Ingeniería Geotécnica, pp. 147-153.
Casagrande, A. (1932) Research on the Atterberg Limits of Soil. Public Roads, 13, 121-136.
CIATEC (2023). Suelos expansivos, estimación del potencial de daños y perdidas a la población e infraestructura. Informe Técnico de Proyecto. Mentefactura Tecnológica Ciencia Productiva 2021, I+D Sociales y Humanidades en Sectores Estratégicos, IDEAGTO/CONV/061/202.
Das, B. M. (2001). Fundamentos de ingeniería geotécnica. México D.F.: Editorial Thomson Learnig.
IMPLAN (2018). Actualización del Atlas de Riesgos León 2018, Etapa II de los fenómenos hidrometeorológico, geológico y sanitario ambiental.
Toirac, J. (2008). El suelo-cemento como material de construcción, ciencia y sociedad. XXXIII(4), 520-571.
Zepeda G., J. A. y Castañeda, A. H; (1989). Distribución de suelos expansivos en la República Mexicana. Curso internacional de mecánica de suelos arcillosos, México.
