Título: "Análisis del mejoramiento del suelo de la ciudad de Encarnación por medio de la adición de cal y cemento."

Planteamiento del problema:

La Ciudad de Encarnación, rodeada por el río Paraná, es una zona que ha tenido un crecimiento económico acelerado, principalmente debido a las inversiones en infraestructura ejecutadas por la Entidad Binacional Yacyretá desde mediados del año 2004, a esto se le suma el aumento de obras con capital privado.

Actualmente, en la construcción de obras de ingeniería es fundamental minimizar el movimiento de suelos debido a consideraciones económicas, ambientales y técnicas. Cada vez se hace más difícil optimizar los procesos constructivos en cuestiones de costo, plazo y calidad. La necesidad de terrenos para préstamos y vertederos puede llegar a ser el factor determinante en esta optimización.

Se hace cada vez más necesaria la utilización de todos los materiales que se encuentran directamente en el área de las propias obras. Ello obliga a un análisis detallado de dichas propiedades para así adoptar los tratamientos y medidas necesarios para lograr que su comportamiento sea satisfactorio durante la vida útil de la obra, y por supuesto, a un costo razonable.

En la ejecución de fundaciones en terrenos de bajo valor soporte y alta deformabilidad, donde la utilización de fundaciones profundas y los costos asociados a esta solución se pueden tornar incompatibles de acuerdo al emprendimiento como en el caso de conjuntos habitacionales de bajo costo, una alternativa disponible es el mejoramiento de las propiedades del suelo local a través de la adición de cal o cemento. La aplicación de la técnica de tratamiento de suelos con cal viene siendo empleada con éxito en la construcción de pavimentos. En el aspecto ambiental al mejorar el suelo en el cual se emplazará la obra, se disminuye el impacto que tendrán la obra dado que no será necesario suelo de préstamo de zonas aledañas y no se realizarán grandes movimientos de este material.

No existen estudios detallados y realizados en profundidad acerca de las características geotécnicas del suelo arcilloso en la ciudad de Encarnación y el método del mejoramiento de suelos por medio de la adición de cal y cemento es una técnica poco utilizada en este medio, por lo que un estudio sobre el mejoramiento de dichas características constituye una necesidad importante que necesita ser investigada.

La estabilización de un suelo con cal y cemento representa una opción con grandes ventajas, ya que mejora el comportamiento de las propiedades mecánicas del suelo con bajo valor de inversión, lo cual representa en la práctica, mayor desarrollo de obras de infraestructura.

Objetivos generales:

Cuantificar la influencia de la cantidad de cal y del tenor de humedad de moldeo, sobre la resistencia de un suelo artificialmente tratado con cal en la estimativa de su resistencia a compresión simple, comparando las variables con muestras tratadas con cemento en iguales proporciones.

Objetivos específicos:

Cuantificar la influencia aislada de cada una de las variables de interés: cantidad de cal, porosidad de la mezcla compactada y tenor de humedad de moldeo sobre la resistencia a compresión simple del suelo-cal estudiado.

Verificar el desempeño de cal en relación al cemento, comparando las variables de interés utilizando cemento en iguales proporciones.

Descripción:La investigación pretende analizar la resistencia a compresión simple

de las mezclas suelo-cal y suelo-cemento de muestras de suelo arcilloso obtenidas en la ciudad de Encarnación.

Primeramente se procederá a caracterizar el suelo, con el propósito de estudiar sus características.

Lo que se busca es evaluar si el suelo puede ser estabilizado con cal o con cemento, y si es posible su estabilización determinar la cantidad de aglomerante requerido para la resistencia a largo plazo, durabilidad y otras propiedades deseadas.

Inicialmente se evalúa el suelo con el propósito de determinar su idoneidad para la estabilización de suelos por medio del uso de cal y cemento.

Se determina la cantidad mínima de cal o cemento requerido para la estabilización.

Evaluación de la resistencia del suelo-cal y suelo-cemento estabilizado para que sea durable a largo plazo.

Alcance del proyecto:

El proyecto pretende analizar el mejoramiento del suelo arcilloso mediante la adición de cal y cemento en diferentes tenores, realizando ensayos sobre cuerpos de pruebas de suelo-cal y suelo-cemento para así medir la resistencia por medio de ensayos de compresión simple.

Con las observaciones experimentales y datos obtenidos mediante los ensayos se construirán gráficos donde indiquen los resultados con relación a la cantidad de aglomerante adicionado (cal y cemento) en diferentes porcentajes y el tiempo de curado.

Justificación del tema:

El uso de cal o cemento para la estabilización de suelos es una técnica de construcción bien establecida, documentada en estudios que datan de los años 1950 y 1960. Una variedad de mezclas proporcionales han evolucionado, como diversas agencias han desarrollado criterios y procedimientos para adaptar sus necesidades específicas de diseño y objetivos, con frecuencia reflejando las condiciones locales y la experiencia.

El procedimiento que se pretende analizar en este TFG es la estabilización de suelos con cal y cemento, no meramente limitándose a secarlos o modificarlos. Estos procedimientos que se detallan en este trabajo intentan ayudar a aumentar la resistencia a largo plazo y la durabilidad de un suelo estabilizado con cal o con cemento.

Existen razones técnicas, económicas y ambientales que justifica la ejecución de este trabajo.

Entre las ventajas técnicas de la estabilización del suelo pueden citarse las siguientes: permitirá el empleo del suelo de la obra, mejorando sus características hasta el grado deseado, al aumentar la resistencia del suelo aumenta la vida de servicio de éste; aseguran una elevada capacidad soporte de la explanada, tanto por su insensibilidad al agua y a la helada, evitando así cambios de volumen por hinchamiento o retracción, como por su resistencia a la erosión.

Desde el punto de vista económico se dispondrán de datos que podrán ser utilizados por el profesional para poder determinar el tipo de fundación o en cuestiones referentes a la realización de suelos de préstamos, si la obra así lo requiere para evitar sobrecostos innecesarios.

Con respecto a las ventajas económicas y ambientales se destacan: un mayor empleo de suelos y otros materiales dentro del lugar de obra, a veces de características iniciales inadecuadas. Esto es particularmente interesante por las restricciones actuales para el uso de préstamos y vertederos. En ocasiones incluso no existen suelos aprovechables a una distancia aceptable; se ahorrará en el transporte de materiales; se tendrá a su vez un acortamiento de los plazos de ejecución, dado que el proceso de incorporación del aglomerante y de la mezcla de suelo con el mismo se realiza con equipos específicos de alto rendimiento; y también es necesario recalcar que se obtendrá cimientos de mayor capacidad de soporte lo que permitirá ahorros en el momento de elegir las fundaciones adecuadas.

Aunque las ventajas ambientales están ligadas a las económicas, las primeras van cobrando preponderancia y tienen que ser atendidas con prioridad.

Ambiente o lugar de desarrollo del proyecto:

Los trabajos se concentrarán en el laboratorio de mecánica de suelos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Itapúa de la ciudad de Encarnación.

Como base de otros estudios referentes al tema se utilizarán los trabajos disponibles en instituciones técnicas de Brasil y Estados Unidos.

Metodología:

Tipos de investigación y metodología:

Fuentes de información:

Primaria: libros relacionados con el tema, internet, investigaciones anteriores, normas técnicas (brasileras y americanas)

Secundaria: ensayos de resistencia a compresión simple.

Métodos, técnicas e instrumentos para la recolección de datos: para analizar el comportamiento del suelo por medio de la adición de cal y cemento se procederá a realizar ensayos de compresión simple a un grupo determinado de cuerpo de pruebas tanto de muestras de suelo-cal como de suelo-cemento.

Descripción del ensayo:Recolección de muestras.Ensayos de caracterización.Modelado de los cuerpos de prueba.Curado de los cuerpos de prueba.Ensayos de compresión simple.

Procesamiento de la información:

Posible contenido de los capítulos del TFG.

Cap 1 - Introducción

Cap 2 - Revisión bibliográfica

Cap 3 - Parte práctica

Cap 4 - Resultados experimentales

Cap 5 - Análisis de resultados

Cap 6 - Consideraciones finales

Bibliografía