Un ensayo de flexión para determinar el límite de Atterberg plástico en Suelos

El objetivo general de este nuevo procedimiento es determinar el límite plástico en suelos mediante la medición de deformaciones por flexión. El método tradicional de rodado de hilos depende en gran medida de la habilidad del operador de laboratorio, por lo que se presenta un enfoque alternativo. Este método permite obtener el límite plástico con un criterio claro y objetivo.

Por lo tanto, los resultados obtenidos son altamente confiables para clasificar e identificar suelos con fines botánicos. La principal ventaja de esta técnica es que no solo es rápida, sencilla y económica, sino también precisa y libre de interpretaciones subjetivas. Comenzando con una muestra fina de suelo, séquela a 60 grados Celsius o menos, según sea necesario.

A continuación, desagregue manualmente el suelo utilizando un mortero. Preferiblemente, use un pistilo con revestimiento de goma para evitar romper las partículas de arena. Luego, pase la muestra a través de un tamiz de 0,4 milímetros y deseche el suelo retenido en el tamiz.

Ahora, tome aproximadamente entre 20 y 40 gramos de suelo y humedézcalos sobre una placa de vidrio no absorbente. Luego, amase la muestra con una espátula metálica hasta obtener una mezcla homogénea de suelo y agua. Usando guantes de látex, enrolle la mezcla formando una bola de entre tres y cinco centímetros de diámetro.

Ahora, haga una segunda bola con más o menos agua que la primera, de modo que las bolas tengan contenido de humedad diferente. Ambas bolas de suelo no deben desmenuzarse ni pegarse al manipularlas. Luego, envuelva cada bola de suelo con film transparente y colóquelas en una bolsa hermética.

Guarde la bolsa durante 24 horas en condiciones herméticas. Después del período de acondicionamiento, utilizando guantes de látex, aplane la bola de suelo sobre una placa de vidrio lisa hasta formar una torta de aproximadamente tres milímetros de espesor. Mantenga la superficie de la torta cubierta con película plástica para evitar la pérdida de humedad.

Luego, utilizando un moldeador de hilos, reduzca el espesor hasta exactamente tres milímetros. Ahora, corte los bordes irregulares de la masa de suelo aplanada con una espátula, y forme tiras de suelo que midan al menos 52 milímetros de largo y tres milímetros de ancho. A continuación, enrolle la tira de suelo con el moldeador de hilos hasta que la sección cuadrada apenas se vuelva redonda, de modo que tenga tres milímetros de diámetro.

Si la tira está demasiado seca y desmenuzable, o demasiado pegajosa, repita la prueba utilizando suelo con mayor o menor contenido de agua. A continuación, coloque el hilo de suelo junto al lado frontal del moldeador de hilos y utilice el ancho del moldeador de hilos para hacer que el cilindro tenga exactamente 52 milímetros de longitud. Ahora, gire el moldeador de hilos boca abajo y coloque la pieza cilíndrica en contacto con la parte central del hilo de suelo.

Coloque los empujadores de acero en contacto con el centro del hilo de suelo. Luego, mueva cuidadosamente los empujadores de acero hacia los extremos del hilo de suelo siguiendo una trayectoria circular. Repita este movimiento hasta el punto de fisuración.

Si la primera grieta aparece cerca de uno de los extremos del hilo, continúe doblando el otro extremo hasta que la segunda grieta aparezca en el extremo opuesto. Ahora, retire el moldeador del hilo y utilice un calibrador para medir la distancia entre la parte central de cada extremo con una precisión de 0,1 milímetro. A continuación, coloque el hilo de suelo en un recipiente de peso conocido y cúbralo para evitar la pérdida de humedad.

Si las deformaciones por flexión son tan grandes que incluso las puntas del hilo entran en contacto, retire los empujadores y el moldeador de hilos, y continúe doblando el hilo de suelo a mano hasta el punto de agrietamiento. Luego mida la distancia entre las puntas del hilo y registre un valor negativo. A partir del suelo sobrante, modele otros hilos adicionales, pero no corte sus puntas.

Guarde estos en el mismo recipiente y vuélvalo a cubrir. Ahora, forme un segundo hilo de suelo de 52 milímetros de largo, como el primero. Repita el proceso de doblado en el segundo hilo de suelo.

Si los resultados son similares, no doble más hilos. Si difieren, modele y doble al menos un hilo de suelo más hasta obtener mediciones concordantes. Una vez que se obtenga un mínimo de cinco gramos de hilos, registre el peso del recipiente con los hilos de suelo con una precisión de al menos 0,1 gramos.

Ahora, repita todo el proceso para la segunda bola de tierra. Comience colocando los dos recipientes con hilos de tierra descubiertos en un horno a 105 grados Celsius para secar la tierra durante al menos 18 horas. Al día siguiente, coloque los recipientes en un desecador.

Una vez que se hayan enfriado a temperatura ambiente, registre sus pesos con una precisión de al menos 01 gramos. Luego, coloque los recipientes nuevamente en el mismo horno durante al menos seis horas más. Nuevamente, enfríelos en un desecador y mida su peso.

Continúe repitiendo este proceso hasta que dos mediciones consecutivas de peso sean completamente idénticas, lo que corresponde al peso del suelo cuando está seco. Ahora, para cada bola de suelo, utilizando el contenido conocido de agua, W, y su deformación en la fisuración, B, calcule el límite plástico de cada bola. Luego, utilice el valor promedio para caracterizar el suelo.

El número, menos 0,108, en la ecuación del límite plástico, corresponde al valor promedio de finalización de una pendiente obtenido en un estudio previo con inversión múltiple en el que se analizaron 24 suelos. El número 2,135 hace referencia al valor promedio de flexión correspondiente al límite plástico en la curva de flexión para esos 24 suelos, de acuerdo con nuestra prueba original de múltiples puntos. Los límites plásticos calculados a partir de 30 suelos mediante la prueba de flexión descrita se compararon con la prueba de flexión original de múltiples puntos y con la prueba estándar de laminado.

Cada prueba fue realizada por un operador altamente experimentado, y los resultados fueron muy similares. Los resultados del límite plástico obtenidos mediante la nueva prueba de flexión mostraron una alta correlación con la prueba original de flexión y con la prueba estándar de laminado de hilo. La mayoría de los resultados estuvieron perfectamente correlacionados, incluso con suelos de muy baja plasticidad.

Después de ver este video, debería tener una buena comprensión de cómo se puede obtener instantáneamente y con precisión el límite plástico mediante una prueba sencilla en la que el operador no desempeña un papel fundamental en el resultado final. Una vez dominada, esta técnica puede realizarse en cinco a diez minutos. Por lo tanto, puede ser incluso más rápida que la prueba tradicional.

Además de su rápida ejecución, la simplicidad, bajo costo y precisión de esta prueba la hacen fácilmente accesible para cualquier laboratorio. Tras su desarrollo, esta técnica allanó el camino para que investigadores y empresas en el campo de la geotecnia, agricultura, cerámica y ciencia del suelo obtuvieran resultados más confiables del límite plástico.