Plasticidad

Cuando hay presencia de minerales de arcilla en un suelo y una cantidad determinada de agua, este puede ser remoldeado sin perder su forma. Cuando un suelo tiene poca humedad este tiende a comportarse más como un sólido, mientras que si es muy húmedo, se puede comportar como un líquido. Es por esto, que el comportamiento de un suelo se puede dividir en cuatro estados principales: sólido, semi-sólido, plástico y líquido. Los puntos en los cuales hay un cambio de estado son también llamados los límites de Atterberg.

Límite de Liquidez

El punto en el que un suelo pasa de tener un comportamiento plástico a un comportamiento líquido, se conoce como límite de liquidez. Generalmente, el ensayo para determinar este valor se hace con el equipo de Casagrande, pero en caso de que el suelo presente un comportamiento no plástico (NP), se debe realizar el ensayo con el cono escandinavo. Más abajo se explica el porqué no fue posible determinar los límites por el método Casagrande.

Inicialmente, se tomó la mitad de la muestra total para realizar el ensayo de límites y se utilizó solamente aquella que retuvo el tamiz 40. Luego, se humedeció la muestra buscando que esta obtuviera una contextura similar a la de la arcilla, es decir, un comportamiento plástico, para después utilizar el equipo de Casagrande y determinar su índice de liquidez. Sin embargo, no fue posible realizar el ensayo, ya que cuando la muestra parecía tener una humedad indicada para montarla en el equipo, rápidamente perdía su consistencia y el agua que tenía la muestra, ascendía por capilaridad y se acumulaba en la superficie. Adicionalmente, se intentó formar rollos con la muestra humedecida usada en el equipo de Casagrande, pero tampoco fue posible pues el suelo no se dejaba moldear. Al analizar este comportamiento, fue posible determinar que la muestra tenía un comportamiento NP y que era necesario realizar el otro ensayo.

En el método del cono escandinavo inicialmente se procedió a humedecer la muestra y posteriormente se introdujo en un recipiente cilíndrico (previamente pesado), de tal forma que el suelo quedara al mismo nivel de la superficie de este. Luego, se ubicó el cilindro con la muestra sobre una superficie plana, sobre la cual se encontraba el cono, de manera que la punta del cono quedara lo más cerca posible al centro del cilindro. Una vez centrado el recipiente se apretó un botón, el cual liberó la punta para que esta penetrara la muestra hasta donde le fuera posible. Después, se midió cuánto se había enterrado la punta en la muestra utilizando una especie de regla que está incorporada en el equipo. Por último, se retiró el recipiente y se tomó una pequeña parte de la muestra para pesarla húmeda y al día siguiente compararla con su peso seco y determinar la humedad.

Con los datos de las tres medidas de penetración del cono a diferentes humedades, se grafica. Ya en la gráfica se toma el valor de la humedad donde la penetración es equivalente a 20. La humedad en este caso, a una penetración de 20 equivale a 43.00 %

Límite Plástico

La muestra que se usa para hallar el límite plástico, proviene del ensayo con la máquina de Casagrande, que, cuando se logra hacer el ensayo, se toma una porción de la muestra y se aplica el método de los rollitos. El límite plástico se define como el porcentaje de humedad en el cual el suelo se desintegra cuando se forman rollos de aproximadamente 3 mm. 

Como se mencionó anteriormente, el suelo presentó un comportamiento no plástico (NP), por lo tanto no fue posible realizar este ensayo. El valor del límite plástico es el mismo que el del límite líquido, en este caso: 43%.

Índice de Liquidez

La consistencia relativa de un suelo cohesivo en su estado natural, se define por una relación que existe entre la humedad, el límite plástico y el límite líquido. Como el límite liquido es igual al límite plástico, no es posible calcular el índice de liquidez, pues la expresión matemática arrojaría un resultado indefinido.

Índice de Consistencia

Tal como ocurre en el caso anterior, no es posible encontrar un valor para esta propiedad, pues el suelo tiene un comportamiento no plástico.

Actividad

Como la plasticidad de un suelo es causa de el agua que rodea los minerales de arcilla, se puede esperar que el tipo de minerales y su proporción en el suelo pueda afectar el límite de liquidez y plasticidad. En este caso, como el índice de plasticidad no se puede determinar y la actividad depende directamente de este valor, tampoco es posible determinar el valor de la actividad en el suelo.

Análisis de Resultados

A pesar de que los valores obtenidos del hidrómetro y por lo tanto en la curva granulométrica permitan identificar que hay una pequeña cantidad de arcilla en la muestra de suelo, el ensayo de límite de liquidez (Casagrande) y el de límite de plasticidad (rollos) nos demuestran que el suelo tiene un comportamiento no plástico. Esto permite afirmar que el suelo no posee minerales de arcilla y que algunas propiedades del suelo se pierden por esta razón.

La figura 1 muestra como es el diagrama de límites de Atterberg, y la figura 2 muestra como son en el caso de la muestra evaluada.

figura 1

figura 2