ESTABILIZACIÓN DE SUELOS PARA USO VIAL

Los estabilizantes posibilitan la recuperación de superficies con diversas características. Detalle de las técnicas y casos.

* Por el Ing. Gerardo Botasso y el Ing. Julián Rivera

La meteorización de las rocas que dan origen a los suelos (ígneas, sedimentarias o metamórficas), con sus variados componentes mineralógicos, las condiciones climáticas a las que están sometidas (diferentes temperaturas y humedades relativas), los distintos medios transportadores y distancias hasta su disposición y diversas acciones biológicas solicitantes, dan origen a una gran gama de tipologías de suelos. Éstos, desde el punto de vista de la ingeniería vial, son analizados mediante los límites de Atterberg y su granulometría, que origina la clasificación de la Highway Research Board (HRB). Dentro de esta clasificación se establecen categorías que van desde la A-1 para los suelos óptimos según el punto de vista vial, hasta los suelos A-7 (con sus subgrupos A-7-5 y A-7-6) que no son aptos para estas aplicaciones.
Cuando el proyectista se encuentra en el perfil edafológico de su obra con estos suelos tiene tres opciones de intervención. La primera es considerarlos de muy bajo aporte y por lo tanto interponer un espesor elevado de materiales entre la subrasante y la superficie de rodamiento. La segunda opción es la de efectuar un saneamiento de la zona retirando el material de bajo aporte y reemplazándolo por otro de mejores características. Finalmente la tercera opción es la de estabilizar este material en un espesor determinado, dando lugar a lo que se conoce como estabilización de suelos.
Entre las técnicas de estabilización se incluyen aquellas que se dan por medio de una acción mecánica (por compactación o por granulometría) o por la incorporación de un aditivo (cal, cemento, asfalto, estabilizantes iónicos, etc.).

TÉCNICA
Desde hace algunos años han aparecido en el mercado productos estabilizantes de suelos del tipo iónico, destinados a la mejora de las características viales de suelos con baja aptitud. Consisten básicamente en arcillas, compuestas mayoritariamente por pequeñas laminillas denominadas filosilicatos. Por su morfología, otorgan al suelo una alta superficie específica y por su pequeño tamaño le imprimen presencia de cargas eléctricas. Por estos dos aspectos, las arcillas pueden absorber agua y otros líquidos polares en proporciones importantes, así como fijar o intercambiar cationes con el medio. La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las laminillas dando lugar al hinchamiento típico de estos suelo y nocivo para la estructura vial.
Estas hojuelas son capaces de intercambiar los iones fijados en la superficie exterior y en los espacios interlaminares por otros existentes en las soluciones acuosas. Cuando el catión interlaminar es de sodio existe una gran capacidad de hinchamiento, si por el contrario, se trata por ejemplo de calcio o magnesio el hinchamiento disminuye sustancialmente.
La estabilización con productos ionizantes esta asociada justamente con la eliminación de este agua pelicular por sustitución de cationes, disminuyendo el hinchamiento (ya que estos generan distintos espesores de la película absorbida) y elevando la resistencia del mismo. Para esto resulta muy importante el análisis del pH del suelo, pues determina su capacidad de intercambio.
Existen básicamente dos clases de estos productos estabilizantes. Los de clase A (derivados del petróleo, sulfonados, orgánicos, ácidos, etc.) poseen un alto potencial de intercambio iónico que desprende el agua y aglomera las partículas del suelo por atracción electroquímica perdurable en el tiempo. Los de clase B (derivados poliméricos, orgánicos, alcalinos, etc.) forman polímeros tridimensionales hidrofóbicos en los capilares del material estabilizado, rechazando de esta forma el agua.

PROCESO
El proceso constructivo de este tipo de capas no varía sustancialmente con el de otras técnicas tradicionales. En primer lugar debe escarificarse la capa en el espesor a ser tratado, luego se incorpora el estabilizante mediante riegos (ya que estos productos se diluyen en agua) en la dosificación recomendada por el fabricante, se rotura el suelo mediante el paso de la rastra de disco, se compacta con pata de cabra y recorta con motoniveladora. Una alternativa válida a la citada es la del empleo de reclamadoras.
En cuanto a su costo, una vez determinada fehacientemente la conveniencia de su empleo y dentro de la temporada óptima por cuestiones climáticas, suele resultar comparable al de otras alternativas en lo que hace a la incorporación de aditivo (materiales) y calidad y cantidad de personal a emplearse (mano de obra), pero resultando en mayores economías debido a la disminución de tiempos muertos de la maquinaria involucrada para la aditivación y compactación (equipos).

VERIFICACIONES
El control de este tipo de aditivo y estabilizado involucra una sistemática de ensayos químicos y físico-mecánicos. Entre los ensayos químicos recomendados se encuentra la determinación sobre el producto y sobre el material estabilizado de pH, conductividad, lixiviados (metales pesados e hidrocarburos totales), sólidos disueltos, fosfatos, amonio, densidad e índice de refracción (estos dos últimos para asegurar una homogeneidad en la entrega del producto). Estos ensayos llevan un plazo máximo de tres días. Entre los ensayos físico-mecánicos sobre el suelo natural y el suelo estabilizado se encuentra la clasificación HRB, proctor estándar, resistencia a compresión inconfinada, absorción por capilaridad, valor soporte relativo e hinchamiento. Los ensayos físico-mecánicos insumen un plazo máximo de 10 días.
Para estos últimos se ha propuesto una modificación en la metodología descripta por la Norma VN-E6-84 que cuenta con el visto bueno de instituciones tales como la Dirección Nacional de Vialidad (DNV), el Órgano de Control de Concesiones Viales (OCCOVI) y del Centro Nacional de Investigaciones Viales, LEMaC. La modificación reside en:
* Luego de incorporar todos los suelos con el agua del proctor y la dosis de estabilizante recomendada, se deja en una bolsa cerrada por 24 horas, para obtener una mayor uniformidad de la humedad en el pastón.
* Después de moldeadas todas las probetas se dejarán expuestas a temperatura ambiente (no bajo acción directa del sol) por un perÍodo de 48 horas para que pierdan humedad antes de ser embebidas, según la normativa para el ensayo.
Respecto al envasado, transporte, manipulación y seguridad de estas temáticas, se recomienda:
* Tomar precauciones respecto a la manipulación de los productos.
* Analizar los envases en que se expenden los mismos (material y capacidad), su etiquetado e información que contiene, fecha de vencimiento, cerrado y una vez abierto.
* Observar las propiedades del producto, su modo de uso, la dosificación recomendada y las especificaciones del suelo para el cual es apto.
* Exigir al vendedor recomendaciones para el transporte, almacenaje y la colocación en obra; los tiempos de curado recomendados; los cuidados necesarios para la protección de los operarios y de los equipos; y los riesgos de inflamabilidad, corrosividad, reactividad, toxicidad, irritabilidad, lixiavilidad, teratogenicidad, carcinogenecidad y radioactividad.

CAPACITACIÓN
El 17 de julio se realizó en el auditorio del hotel Sheraton Libertador una capacitación sobre Estabilización de Suelos a través de Aditivos Químicos, que fue dictada por catedráticos de la Universidad Tecnológica Nacional y del Laboratorio de ensayos de materiales, LeMaC. El evento, que contó con la participación de numerosos profesionales del sector, estuvo organizado por el Órgano de Control de Concesiones Viales (OCCOVI) y contó con el auspicio de la empresa Polydem. En el marco del encuentro, esta firma tuvo la oportunidad de presentar un nuevo estabilizante de suelos, Poly-Ses, producto destinado a la impermeabilización y estabilización de suelos naturales como elemento estructural. Asimismo, su empleo permite el aprovechamiento de superficies naturalmente no aptas para el uso vial. En su aspecto genérico son polímeros que actúan como agentes catalíticos de intercambio iónicos sobre la fracción coloidal o activa de las arcillas, reduciendo el potencial electroestático de sus partículas, quitándole la capacidad de absober agua (fenómeno de retener agua en la superficie de la partícula). “La impermeabilización adquirida imposibilita filtraciones y, en caso de grietas en el asfalto e infiltraciones de agua de lluvia, evita la formación de baches por colapso. A partir de resultados satisfactorios obtenidos con este producto en su utilización en banquinas, dársenas de estacionamiento, subrasantes y otras capas de suelo para la conformación de terraplenes, en donde el estabilizador se ajusta a los requerimientos de la obra, este producto cuenta con certificación ISO 9001, del OCCOVI, de la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Nacional de Córdoba y de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN)”, según informó la empresa.

* El ingeniero Gerardo Botasso es director del LeMaC y el ingeniero Julián Rivera es subdirector de esa misma institución.