TABLE 8.1: THE LIBREOFFICE APPLICATION MODULES Module Purpose

Tras haber comprobado la adecuada puesta en funcionamiento del equipo y su posterior calibración, se procedió a realizar el análisis de otras 2 muestras de suelos.

Para la muestra 3, recogida el día 28 de mayo de 2014, se realizaron ensayos los días 29 de mayo y 03 de junio, y para los cinco ensayos sólo fue necesaria una cabeza hidráulica de 5cm. Es importante anotar que para la realización del ensayo Pinhole se debe tener conocimiento de las características como plasticidad, el límite líquido, la gravedad específica de los suelos que se van a ensayar ya que estos resultados pueden alterar la clasificación final de la muestra. (ver anexo 2 y anexo 3)

Para la muestra 4, el director del trabajo de grado hizo entrega de esta cuarta muestra de suelo de color rojizo con alto contenido de óxido de hierro para la realización de un ensayo de laboratorio con limitante de contar con más de 200g de muestra de suelo para realizar el laboratorio por lo cual se decidió sólo realizar dos ensayo de laboratorio, pues ya se conoce el funcionamiento y procedimiento adecuado para la determinación de la característica físico- química de dispersividad de dicha arcilla, arrojando los resultados que es muestran en el anexo 4.

Tabla 3. Límites de Atterberg muestra 4

LIMITES DE ATTERBERG

I.N.V.E 125 / 126 -07

LIMITE LIQUIDO 82,30% CLASIFICACION

LIMITE PLASTICO 23,50% U.S.C.S A.A.S.H.T.O INDICE DE PLASTICIDAD 58,70% CH

Fuente: Autoría propia

Para la muestra 5, se obtuvo una muestra recogida el día 14 de septiembre de 2014, a la cual se le realizaron 4 ensayos para la verificación de que los resultados son similares posterior al ensayo, teniendo como resultado no sólo que se obtuvo la misma caracterización de dispersividad para cada espécimen, sino que el nivel de dispersividad fue ND4, ligeramente dispersivas, ya que en todas las oportunidades bastó con finalizar el ensayo bajo una cabeza hidráulica de 5 cm

8. Discusión 8.1 Resultados muestra 1

El ensayo realizado con esta muestra fue el primero, por medio del cual se inició con la comprobación del funcionamiento del equipo Pinhole, de acuerdo con la norma se inició el ensayo con una cabeza de agua de 5cm para comprobar la característica de dispersividad de la muestra, teniendo como resultado poco material erosivo en el agua efluente, de modo que procediendo con la norma se aumentó la cabeza obteniendo el mismo resultado, así hasta llegar a la máxima cabeza allí indicada de 102cm, ante tales resultados se procedió a realizar un número considerable de ensayos de laboratorio con la misma muestra cambiando la humedad del suelo en ±4% para así comprobar, analizar y comparar sus resultados, los cuales en los 5 diferentes ensayos realizados arrojaron características de dispersividad similares de poca presencia de

material en el agua efluente, un caudal bajo en la cabeza de agua más alta y un diámetro de agujero Pinhole de alrededor de 1mm, por lo cual se clasificó en los cinco ensayos como ND1, suelo no dispersivo.

8.2 Resultados muestra 2

Con esta muestra, se tuvo un inconveniente iniciando el laboratorio, ya que al momento de saturar la muestra cuando estaba ya alojada en la cámara, el líquido erosionante no circulaba por lo que se debió abrir la cámara y analizar la razón de la falta de circulación del líquido, se determinó que el agujero que se le había hecho al espécimen se había cerrado durante la instalación de la cámara y se tuvo que abrir nuevamente transcurriendo con normalidad el ensayo.

Al igual que la anterior muestra, se tuvo que realizar el ensayo de la muestra 2 iniciando con una cabeza de 5 cm y finalizando el ensayo con una altura de cabeza de 102 cm, ya que se tuvo en todas las pruebas una baja fluidez del líquido y poca presencia de material erosionado en la probeta como se puede ver en la Figura 28, siguiendo con el procedimiento basado en la norma, se procedió a la apertura de la cámara para observar el tamaño del agujero, figura 29, y midiendo el diámetro final del agujero se determinó que no era apreciablemente de mayor tamaño que el original por lo cual se determinó que el suelo se clasifica como ND1, no dispersivo.

Figura 28. Líquido efluente de la muestra 2

Fuente: Autoría propia

Figura 29. Corte de la muestra, señalando el agujero pinhole

8.3 Resultados muestra 3

Esta muestra, tomada en días cercanos a la construcción del equipo fue la que dio como resultado la calibración del equipo, la realización del ensayo con esta muestra fue la más sencilla ya que se inició la prueba con una cabeza de 5 cm como dicta la norma, sin embargo, transcurridos los primeros 10 minutos de ensayo se notó una diferenciación con respecto a las otras dos muestras como se puede observar en la Figura 30 y Figura 31, se tenía un color mucho más oscuro mirando desde el lado de la probeta y desde arriba, con un caudal notablemente superior al de las otras muestras, y sólo en una ocasión hubo necesidad de aumentar la cabeza de agua a 18 cm, deteniendo el ensayo allí, para los otros casos, se detuvo el ensayo sólo con una cabeza de líquido de 5 cm, por lo que se clasificó este suelo como Dispersivo D2. La toma de datos se hizo en el formato de laboratorio y se diligenció como se puede evidenciar en el Anexo 7.

Figura 30. Análisis del color de lado del agua por medio de observación de la probeta para encontrar material particulado.

Fuente: Autoría propia

Figura 31. Análisis del color vista superior por medio de observación de la probeta para encontrar material articulado

8.4 Resultados muestra 4

Como normalmente se procede, cada ensayo se inició realizando la compactación de la muestra con el valor de humedad óptima previamente obtenida, se realizó el montaje del espécimen en el equipo Pinhole y se inició el ensayo, tras los primeros minutos sin presencia de material erosivo en el líquido efluente se procede a aumentar la cabeza de agua a 18cm, obteniendo el mismo resultado, siguiendo el procedimiento se aumentó la cabeza a 38cm sin embargo a lo largo de todo el proceso de los ensayos se tuvo un flujo muy bajo y poco o nada de presencia de material particulado en el agua, por lo cual se decide detener el ensayo y se procede a retirar la muestra de la cámara para la verificación del tamaño final del diámetro del agujero Pinhole, donde se determina que no es notablemente superior al diámetro del agujero inicial por lo que se clasifica la muestra como ND1, no dispersiva.

Figura 32. Muestra 4 de suelo

Figura 33. Corte de muestra 4

Fuente: Autoría propia

8.5 Resultados muestra 5

Para esta muestra de suelo arcilloso se inició a los 5cm como indica la norma, después de la determinación de la humedad óptima y la compactación, se procedió con la determinación del caudal, y se determinó que en todos los casos fue inferior a 1ml/s, por lo que se debió continuar con el ensayo por 5 minutos más bajo la cabeza de 5cm, de este modo se continuó normalmente el laboratorio, sin embargo nuevamente al tener un resultado bajo del flujo del líquido erosionante se continúa el ensayo por 5 minutos más, para un totalde 10 minutos, teniendo que en todas las oportunidades el resultado fue el mismo para los 4 especímenes, arrojando como resultados de ligera a moderada dispersivdiad, ya que el flujo estuvo entre 0,8 y 1ml/s.

Tabla 4. Tabla resumen de todos los ensayos realizados No. Muestra No. Fecha muestreo (dd/mm/aa) Fecha ensayo (dd/mm/aa) Altura final (cm) Porcentaje de agua % Caudal final (ml/s) Diámetro final (mm) Clasificación DISPERSIVO 1 1 13/05/14 28/05/14 102 10 2,31 1 - 1.2 ND1 NO 2 1 13/05/14 28/05/14 102 14 2,1 1 ND1 NO 3 1 13/05/14 28/05/14 102 16 1,76 1 ND1 NO 4 1 13/05/14 29/05/14 102 18 1,35 1 ND1 NO 5 1 13/05/14 29/05/14 102 18 1,54 1 ND1 NO 6 2 10/05/14 28/05/14 102 16 1,66 1 ND1 NO 7 2 10/05/14 4/06/14 102 14 1,16 1 - 1.2 ND1 NO 8 2 10/05/14 4/06/14 102 12 1,1 1 ND1 NO 9 2 10/05/14 4/06/14 102 14 1,54 1 ND1 NO 10 2 10/05/14 4/06/14 102 10 1,23 1 ND1 NO 11 3 28/05/14 29/05/14 5 18 1,23 1.5 - 2 D2 SÍ 12 3 28/05/14 29/05/14 5 14 1,27 2 ND3 SÍ 13 3 28/05/14 3/06/14 5 16 1,014 1.5 - 2 ND3 SÍ 14 3 28/05/14 3/06/14 5 18 1,17 2 ND3 SÍ 15 3 28/05/14 3/06/14 18 20 1,22 1.5 - 2 ND3 SÍ 16 4 - 9/08/14 38 12 1,5 1 ND1 NO 17 4 - 9/08/14 38 14 1,37 1 ND1 NO 18 5 14/09/14 4/10/14 5 20 0,9 1 - 1.2 ND4 SÍ 19 5 14/09/14 4/10/14 5 18 0,83 1 ND4 SÍ 20 5 14/09/14 4/10/14 5 16 0,97 1 - 1.2 ND4 SÍ 21 5 14/09/14 4/10/14 5 20 0,901 1 - 1.2 ND4 SÍ

Conclusiones

Se determinó la dispersividad de 5 tipos diferentes de suelos arcillosos, mediante la realización de 21 ensayos de laboratorio arrojando diferentes tipos de resultados debidamente analizados, obteniendo los siguientes resultados: La muestra 1 se clasificó como suelo no dispersivo, ND1, ya que incluso al llevar esta muestra a la altura de cabeza hidráulica máxima establecida por la norma, a pesar de un alto caudal de líquido efluente, no se presentaba turbiedad significativa en el agua, y al realizar el corte de la muestra se pudo observar que el tamaño del agujero pinhole no había aumentado. Para la muestra 2 se tuvo como resultado un suelo clasificado como ND1, suelo no dispersivo, teniendo en cuenta que esta muestra arrojó resultados similares a la muestra 1, nada de turbiedad significativa, sin aumento del tamaño del agujero pinhole, e incluso presentando un caudal promedio menor que el presentado en la primera muestra. Para la muestra 3 se tuvo un suelo clasificado como ND3, suelo dispersivo, pues en la cabeza hidráulica de 5 cms se encontró turbiedad significativa en el agua, un flujo a de líquido efluente mayor a 1 ml/s e incluso en algunos casos mayor a 1,2 ml/s, y un diámetro final del agujero pinhole que se encontraba entre 1,5 y 2 mm. Tras el análisis de los ensayos realizados en la muestra 4, esta se clasificó como una muestra ND1, suelo no dispersivo, siendo necesario llevarla tan solo a una altura de cabeza hidráulica de 38 cms, ya que en esta altura ya se encontraron evidencias definitivas de que era un suelo ND1. La muestra número 5 presentó a una altura de cabeza hidráulica de 5 cms claras señas de dispersividad, el flujo y la turbiedad del líquido efluente, lo cual fue corroborado al realizar el corte de la muestra y encontrar que el diámetro del agujero pinhole había

aumentado su tamaño, por lo que la muestra fue clasificada como ND4, arcillas ligeramente dispersivas.

Se pudo desarrollar un diseño adecuado para un modelo físico para la determinación de la dispersividad en suelos arcillosos, regido por la norma ASTM D4647. Este diseño puede ser considerado más práctico y fácil de usar que los equipos comúnmente comercializados, gracias a una serie de mejoras implementadas las cuales no afectan los resultados obtenidos. En base a este diseño se realizó la exitosa construcción del equipo y su posterior puesta en marcha y calibración.

Se realizaron 21 ensayos de laboratorio para la determinación de la dispersividad de 5 tipos diferentes de arcillas, mediante los cuales se realizaron los ajustes necesarios del equipo para dar un mejor funcionamiento y ajustes adecuados para obtener resultados más confiables.

Utilizando los resultados obtenidos en los ensayos de laboratorio de las diferentes muestras se hizo la comparación de dichos resultados para la verificación y análisis de resultados con el fin de realizar una evaluación de la efectividad del equipo, dando como balance general el buen funcionamiento del equipo, con base en la homogeneidad de los resultados y la coherencia de los mismos.

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Anexos

Anexo 1. Tabla de concentración de elementos y sustancias químicas permitidas en el agua potable Norma Técnica Colombiana (NTC) 813.