Métodos de prospección de suelos para niños

Los métodos de estudio del suelo son las formas en que los ingenieros y geólogos investigan el terreno antes de construir algo grande, como edificios, puentes o carreteras. Es como hacer un chequeo médico al suelo para saber qué tan fuerte es, cuánta agua tiene y qué tipo de materiales lo forman. Esta investigación se llama a menudo investigación en el lugar.

A veces, para entender mejor el suelo, se usan métodos especiales como el radar, que ayuda a ver lo que hay debajo sin necesidad de excavar. Después de tomar muestras del suelo, estas se llevan a laboratorios para hacerles pruebas y conocer sus características. También se usan fotos aéreas y mapas geológicos para tener una primera idea del terreno.

Métodos iniciales para explorar el suelo

Estos métodos son como una primera mirada al suelo para entender sus características generales.

¿Cómo se hacen los pozos a cielo abierto?

Este método consiste en excavar agujeros lo suficientemente grandes para que un experto pueda bajar y observar las diferentes capas de tierra. Así, puede ver cuánta agua hay y qué tipo de suelo existe a distintas profundidades.

• Ventajas y desventajas: No se pueden hacer muy profundos por el riesgo de derrumbes. Además, es difícil controlar el agua si se llega a un nivel donde el suelo está muy mojado.
• Muestras de suelo:

* Alteradas: Son pedazos de suelo que se guardan en recipientes o bolsas especiales para que no pierdan su humedad. * Inalteradas: Se toman con mucho cuidado de la pared del pozo para mantener su forma original y se protegen bien.

¿Qué son las perforaciones con barrenos helicoidales?

A diferencia de los pozos abiertos, este método usa herramientas llamadas barrenos helicoidales (como un sacacorchos grande) para sacar muestras de suelo. Estas muestras son "alteradas", pero sirven para saber las características del suelo y su relación con el agua.

• Herramientas: Los barrenos se hacen girar para que penetren en el suelo. La forma de las hélices del barreno cambia según el tipo de suelo (más cerradas para arena, más abiertas para suelos pegajosos).
• Profundidad: Se añaden más tubos al barreno a medida que el pozo se hace más profundo.
• Problemas con el agua: Si se llega a un nivel con mucha agua, se usan cucharas especiales, pero las muestras pueden alterarse aún más.
• Protección del pozo: A veces se usan tubos de hierro llamados "ademes" para evitar que el pozo se derrumbe.

¿En qué consiste el método de lavado?

Este método es rápido y económico. Se usa un trípode con una polea para sostener un martinete (un peso grande) que ayuda a clavar tubos en el suelo. Luego, se inyecta agua a presión dentro del tubo.

• Cómo funciona: El agua hace que una muestra de suelo suba por el espacio entre el tubo y la tubería de inyección. Esta muestra se recoge en un recipiente para analizarla.
• Muestras: Las muestras obtenidas con este método están muy alteradas y no siempre son las mejores para pruebas de laboratorio detalladas.
• Uso: Es útil como un sondeo auxiliar rápido para tener una idea general del terreno.

Métodos avanzados para estudiar el suelo

Estos métodos ofrecen información más detallada sobre el suelo.

¿Cómo se realiza el método de penetración estándar?

Este es uno de los métodos que da mejores resultados porque proporciona mucha información sobre el suelo. Se usa un aparato llamado penetrómetro estándar, que tiene forma de media caña en la parte de abajo para facilitar la extracción de la muestra.

• Proceso: El penetrómetro se clava en el suelo a golpes con un martinete de unos 60 kg, que se suelta desde 80 cm de altura. Se cuenta cuántos golpes se necesitan para que el penetrómetro baje 30 centímetros.
• Muestras: Este método da muestras alteradas que son útiles para estudiar.
• Información: En suelos arenosos, indica qué tan compacto está el suelo. En suelos pegajosos, muestra qué tan resistente es.

¿Qué es el método de penetración cónica?

Este método consiste en introducir una punta cónica en el suelo para medir su resistencia. Hay diferentes tipos de conos, como el danés, el holandés y otros para pruebas dinámicas o de inyección.

• Tipos de terreno:

* En terrenos estáticos, el cono se clava solo con presión. * En terrenos dinámicos, se usa un martinete similar al del método de penetración estándar.

• Resultados: Los resultados de este método son rápidos y económicos, ya que no siempre se necesitan tubos de protección. Sin embargo, las muestras no son tan representativas como en otros métodos.
• Recomendación: Se usa principalmente en zonas donde ya se conocen las características del suelo, para confirmar información específica.

¿Cómo se perfora en suelos con piedras grandes?

Cuando el suelo tiene muchas piedras grandes o gravas, los equipos normales no pueden perforar. En estos casos, se usa un taladro de acero muy resistente que se deja caer sobre el suelo con la ayuda de cables. A veces, incluso se necesitan explosivos para romper las rocas más duras.

Métodos de sondeo definitivos

Estos métodos permiten obtener muestras de suelo que no han sido alteradas, lo que es muy importante para hacer pruebas precisas en el laboratorio.

¿Qué es el muestreo con tubos de pared delgada?

Este método busca obtener muestras de suelo con la menor alteración posible. Para ello, el tubo que toma la muestra se introduce en el suelo de forma constante, sin golpes.

• Tipos de muestreadores:

* Shelby: Es el más común, mide entre 80 cm y un metro de largo. * De pistón: Es más avanzado y ayuda a limpiar el fondo del pozo antes de tomar la muestra. * De hincado por presión diferencial: Se usa cuando no hay una máquina perforadora que aplique la presión necesaria.

• Problemas: A veces, en suelos muy blandos o con mucha agua, es difícil extraer la muestra. Se debe hacer con mucho cuidado y lentamente para que el suelo se adhiera al muestreador.

Métodos rotatorios para rocas

Cuando se encuentra una capa de roca, los métodos anteriores no funcionan. Para esto, se usan máquinas perforadoras con brocas especiales.

• Tipos de brocas:

* De diamantes: Tienen incrustaciones de diamante industrial y son ideales para rocas muy duras. * De cáliz: Tienen municiones de acero que ayudan a perforar.

• Velocidad: La velocidad a la que giran las brocas varía mucho, desde 40 hasta 1000 revoluciones por minuto, dependiendo de la dureza de la roca.

Métodos geofísicos

Estos métodos son rápidos y permiten investigar grandes áreas, pero no dan tanta información detallada sobre el suelo como los métodos anteriores. Se usan para estudios previos, no para decidir directamente dónde construir cimientos.

¿Cómo funciona el método sísmico?

Este método se basa en cómo las ondas sísmicas (ondas elásticas) viajan a través de los materiales del suelo. La velocidad de estas ondas cambia según el tipo de material.

• Propósito: Ayuda a saber cómo están distribuidos los materiales en el subsuelo y si hay fracturas o cambios en la compacidad.
• Equipo: Se usa un sismógrafo, que es un aparato que registra y muestra la información de las ondas. También se usan geófonos, que son como micrófonos que detectan el movimiento del suelo.
• Proceso: Las ondas se generan artificialmente (por ejemplo, golpeando una placa en el suelo) y se mide el tiempo que tardan en llegar a los geófonos.

¿Qué es el método de resistividad eléctrica?

Este método usa la electricidad para conocer las características de los materiales del subsuelo. Mide la "resistividad" (qué tanto se opone un material al paso de la corriente eléctrica) y la "conductividad" (qué tan bien permite el paso de la corriente).

• Cómo funciona: La corriente eléctrica viaja a través de los fluidos en los poros de las rocas o por minerales metálicos. La resistividad depende de la cantidad de agua, fracturas y porosidad de las rocas.
• Equipo: Se usan electrodos de metal que se colocan en el suelo, un transmisor que envía corriente y un receptor que mide el voltaje.
• Resultados: Con estos datos, se puede calcular la resistividad aparente y así entender la estructura del subsuelo.

¿Qué son los métodos magnéticos y gravimétricos?

• Método magnético: Se usa un magnetómetro para analizar el campo magnético del suelo.
• Método gravimétrico: Se mide el campo de gravedad en diferentes puntos del terreno.
• Interpretación: Si los valores registrados son altos, puede significar que hay rocas duras. Si son bajos, podría indicar la presencia de materiales más ligeros o cuevas.

Pruebas de laboratorio

En el laboratorio, se pueden hacer muchas pruebas a las muestras de suelo para conocer sus propiedades. Algunas propiedades no cambian aunque la muestra se altere, mientras que otras dependen de la estructura del suelo y necesitan muestras sin alterar.

Límites de Atterberg

Estas pruebas definen cuánta agua necesita un suelo para cambiar de estado (por ejemplo, de sólido a plástico o a líquido). Ayudan a predecir otras propiedades importantes del suelo.

Ensayo de corte directo

Esta prueba mide la resistencia del suelo a ser cortado. Se aplica una fuerza a un pedazo de suelo y se mide cómo responde. Si se hace con diferentes fuerzas, se puede saber qué tan resistente es el suelo.

Ensayo de conductividad hidráulica

Hay varias pruebas para saber qué tan bien el agua puede pasar a través del suelo. Se pueden usar diferentes tipos de muestras.

Ensayo de edómetro

Se usa para saber cómo se comprime o se hincha el suelo bajo diferentes cargas.

Análisis del tamaño de las partículas

Esta prueba ayuda a saber de qué tamaño son las partículas del suelo. Las partículas más grandes se separan con tamices (coladores), y las más finas se analizan con un hidrómetro.

Ensayo de compactación de suelos

Estas pruebas (como Proctor estándar o modificado) determinan el peso máximo que puede tener un suelo y la cantidad ideal de agua para que esté bien compactado.

Ensayo de corte triaxial

Esta prueba mide la resistencia del suelo a ser cortado bajo diferentes presiones, simulando lo que ocurre en el suelo a distintas profundidades.

Ensayo de compresión sin confinar

Esta prueba comprime una muestra de suelo para medir su resistencia, pero sin la presión lateral que tendría en el suelo.

Contenido de agua

Esta prueba simple mide la cantidad de agua que tiene el suelo, expresada como un porcentaje del peso del agua con respecto al peso seco del suelo.

Galería de imágenes

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  Un equipo de estudios de suelo es utilizado para extraer muestras de suelo mediante un muestreador tipo Giddings.

Véase también

En inglés: Geotechnical investigation Facts for Kids