La Torre de Pisa fue construida en un principio por el arquitecto Bonanno Pisano en 1173, en la región de Toscana (Italia). Con la construcción de la tercera planta la torre empezó su inclinación y así cesaron su construcción. Este periodo permitió que se asentara el suelo. Debido a que este tipo de suelo era muy inestable, de subsuelo pantanoso y conformado esencialmente por arena y arcillas, materiales no muy compactos que tienden a moverse y deformarse. La torre siguió inclinándose, pero la construcción de los demás pisos prosiguió. En 1372 la obra concluyó con la construcción del campanario. Es probable que el peso haya servido para contrarrestar la inestabilidad.
En 1835, el arquitecto Alessandro Gherardesca realizó la primera restauración eliminando el suelo lodoso y sustituyéndolo con una base de mármol. Pero solo provocó un nuevo ladeo y se siguió inclinando. Debido al desconocimiento de medidas de mitigación de este tipo de suelos, en 1990 se prohíbe el acceso a los visitantes.
Actualmente sabemos que los suelos expansivos son un tipo de falla de suelo arcilloso, seco y compacto que al ser humedecidos se hinchan, y si están soportando cargas de poco peso las levantan, fracturan o destruyen. Esto llega a ser un grave problema para los geotécnicos y geólogos en obras de ingeniería y arquitectura.
El trabajo del geólogo es clave a la hora de informar sobre riesgos potenciales y mitigar sus consecuencias
Se puede decir que es un fenómeno de rápido desarrollo y una de las causas de pérdidas económicas más comunes a nivel mundial. Su estudio como parte de la mecánica de suelos comienza a conocerse en 1930 y se sabe que es producto de procesos geodinámicos y meteorológicos.
Agrietamiento por desecación en arcillas expansivas indica contracción. Al mojarse vuelven a expandirse.
Las arcillas son suelos cuyas partículas tienen un diámetro efectivo menor a 2 micrones que se forman por intemperismo y se caracterizan por la capacidad de expansión cuando absorben agua o retracción cuando baja la humedad.
Los tres grupos más importantes en que se clasifican los minerales arcillosos son: illita, caolinita y montmorillonita
Las arcillas que conforman los suelos expansivos son altamente plásticas y con alto contenido de montmorillonita en su composición. Teniendo en cuenta que la montmorillonita son arcillas con alta capacidad de intercambio catiónico, al absorber mucha agua su resistencia baja, es inestable, se hincha y deseca con gran agrietamiento. La presencia de cargas eléctricas negativas en la superficie de los minerales arcillosos, así como la capacidad de intercambio catiónico resultan fundamentales para la magnitud de la expansión.
El hinchamiento de las arcillas produce cambios en las propiedades ingenieriles de: compresibilidad y permeabilidad.
La alteración de cenizas volcánicas por agua de mar produce montmorillonita la que es sedimentada y a esto se le llama bentonita. Las arcillas montmorilloníticas y bentoníticas tienen una capacidad de expansión de 8 a 16 veces su volumen.
La montmorillonita pertenece al grupo de silicatos magnesianos y aluminomagnesianos hidratados, y su composición consiste de una lámina octaédrica de alúmina entre dos láminas tetraédrica de sílice.
IDENTIFICACIÓN DE SUELOS EXPANSIVOSSu reconocimiento se logra con la identificación mineralógica o la medición directa. Para el ensayo de expansión se talla la muestra, luego se hace el montaje y saturación de la misma con el consolidímetro y calculamos el porcentaje de expansión. Después que el suelo llega al máximo de su volumen, la muestra es cargada otra vez y se determina la presión de expansión.
También podemos identificarlo con el contenido de humedad y el grado de saturación que nos indica si un suelo es potencialmente expansivo o no puesto que los suelos saturados difícilmente pueden hincharse más. No obstante, hay que tener precaución en el sentido de que si la arcilla se deseca puede sufrir procesos de retracción.
PERÚLas variaciones ambientales también son un importante factor para la formación de suelos expansivos, puesto que si se realizan excavaciones sin un adecuado estudio produciría la reducción de presión sobre el suelo, o el aumento de volumen por el incremento de humedad. Esto último es un problema frecuente en el norte y nororiente de nuestro país: Tumbes, Piura. Cajamarca, Amazonas, parte de los departamentos de San Martín y Loreto, Lambayeque y La Libertad, también en la región sur como es el caso de Moquegua. Es así, que en la costa norte se presentan los mayores problemas de suelos expansivos que provienen de rocas sedimentarias marinas del Terciario con alto contenido de montmorillonita, y existen grandes precipitaciones en determinadas épocas causadas por el Fenómeno del Niño. En la selva norte también se ha determinado gran cantidad de montmorillonita pero el contenido elevado de humedad causa que el mayor porcentaje de expansión haya ocurrido, por lo que no debería esperarse hinchamientos importantes. De cualquier modo, no hay demasiados estudios en esta zona.
ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓNHay varias medidas ingenieriles para construir sobre suelos expansivos:
Reemplazo de suelo
Cimentaciones flotantes
Pilotes excavados
Prehumedecimiento
Barreras de humedad verticales
Cortinas de inyección de una mezcla de limos y cenizas volcánicas
Geomembranas
Estabilización química (con cemento, sal, cenizas volcánicas, componentes orgánicos
Fuente:
Kuroiwa,J., (2002). Reducción de desastres, Lima, Perú: CECOSAMI
Italy Museum (s.f). Torre de Pisa. Florence, Italy. Recuperado de https://www.florence-museum.com/es/torre-de-pisa.php
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