Estabilización de suelos con sulfatos para mejorar sus propiedades constructivas
La UPV/EHU participa en un estudio sobre su tratamiento con un aditivo rico en magnesio frente a las aplicaciones tradicionales basadas en la cal
La revista Applied Clay Science ha publicado recientemente el artículo 'Sulfate soils stabilization with magnesium-based binders', una investigación sobre la estabilización de suelos con sulfatos en la que Beñat García Grancianteparaluceta, profesor del Departamento de Ingeniería Minera y Metalúrgica y Ciencia de los Materiales de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea, ha colaborado junto a un grupo de investigadores del Departamento de Proyectos e Ingeniería Rural de la Universidad Pública de Navarra y de Magnesitas Navarras, S.A., dirigido por el doctor Andrés Seco Meneses.
These are soil samples treated with lime (left), and with magnesium (right). The formation of ettringite caused the test tube treated with lime to break.
Seco et al., 2017
"Los suelos con sulfatos son unos materiales muy abundantes en la naturaleza, cuyas malas propiedades constructivas los convierten en materiales inadecuados para la ejecución de multitud de obras. Esto supone la necesidad de su eliminación y transporte a vertedero, y su sustitución por materiales extraídos de canteras. Todo ello redunda en importantes costes económicos y ambientales hasta ahora inevitables", explica el profesor de la Escuela Universitaria de Ingeniería de Vitoria-Gasteiz.
La dificultad de la estabilización de estos tipos de suelos se debe al hecho de que los aditivos estabilizantes habituales se basan en calcio. En estos casos, el sulfato se combina con el calcio del aditivo y el aluminio de la arcilla, resultando un mineral altamente hidratado expansivo denominado etringita. Esto provoca el hinchamiento del material tratado e incluso su destrucción.
El estudio ahora publicado analiza el resultado de la sustitución de los aditivos basados en calcio por un aditivo alternativo a base de magnesio, un subproducto industrial denominado PC-8. "El tratamiento de los suelos naturales con 4% y 8% de cal o PC-8 mejoró sus propiedades mecánicas hasta los valores habituales obtenidos en otros suelos arcillosos. En todos los casos, las resistencias desarrolladas fueron mayores para las dosis del 8% que para las del 4%, y para el PC-8 que para la cal, demostrando la capacidad del magnesio como aditivo estabilizante de arcilla, desde un punto de vista mecánico, frente a la cal", comenta Beñat García.
En las muestras tratadas con 8% de PC-8, se observó una reducción significativa del hinchamiento natural de los suelos, así como la estabilidad dimensional de todas las muestras tratadas a lo largo del tiempo. Para el profesor de la UPV/EHU, "la conclusión es que el uso de aditivos a base de magnesio puede ser un método potencialmente bueno para la valorización de materiales que contienen sulfato en aplicaciones de construcción". Aunque hay que seguir realizando más estudios en ese sentido, los resultados obtenidos ponen de manifiesto la mejora de las propiedades constructivas de los suelos tratados, lo que los convierte en materiales aptos para construcción, permitiendo así importantes ahorros económicos y la disminución de los impactos ambientales asociados a la generación de vertederos y la extracción de materiales en cantera.
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