Los materiales estabilizadores

Hoy en día en el mundo se utiliza una variada gama de agentes estabilizadores. Estos incluyen compuestos químicos tales como cloruro de calcio, polímeros y productos derivados del petróleo (aceites sulfonados), y otros productos y agentes ligantes más convencionales, como cemento, cal y asfalto. Todos ellos apuntan a alcanzar el mismo objetivo de ligar las partículas individuales de agregado para incrementar la resistencia y/o hacer el material más resistente al agua. Algunos son más efectivos que otros en materiales específicos, otros tienen claras ventajas de costo, pero todos tienen un lugar en el mercado.

Debido a la gran variedad y la constante innovación en el campo de productos estabilizantes, cuando se decida qué agente estabilizador se emplear hay que tener presente las siguientes variables en el orden de importancia que se dan a conocer:

  • Precio: El costo unitario de estabilizar (normalmente expresado en términos de costo por metro cuadrado de superficie completada).
  • Disponibilidad de Agentes Estabilizadores Específicos: Puede que no estén disponibles en algunas partes (las regiones).
  • Características del material: Algunos agentes estabilizadores son más efectivos que otros en ciertos tipos de materiales. Por ejemplo, la cal debiera ser preferida por sobre el cemento para suelos de alta plasticidad (IP > 10).

Los agentes estabilizadores como el cemento y, en un grado menor, los derivados del asfalto, han sido ampliamente estudiados. Estos son usados extensamente y los métodos estándar de ensayos están disponibles para determinar diseños óptimos de mezclas y requerimientos de garantía de calidad. Además, tanto el cemento como el asfalto tienen una gran utilización en la industria de la construcción y están generalmente disponibles. Lo anterior conlleva, a que estos agentes alcancen una gran popularidad dentro del campo de los estabilizadores.

Los materiales granulares no estabilizados en pavimentos flexibles, exhiben un comportamiento dependiente del nivel de tensiones. Esto significa que, cuando se confinan en una capa de pavimento, la rigidez efectiva aumenta o disminuye con el incremento del estado de carga. Cuando los materiales son repetidamente cargados a niveles de tensiones que superan su resistencia última, se presentan deformaciones de corte (cizalle) que se traducen en ahuellamiento. Al añadir un agente estabilizador, se ligan las partículas del material, cambiando el comportamiento bajo carga, a tal nivel que una capa de material estabilizado se comporta de forma similar a una losa con distintos patrones de tensiones.

Los agentes estabilizadores cementados aportan rigidez, mientras que los agentes asfálticos tienden a producir un material relativamente flexible. El material cementado es propenso a la retracción, que se manifiesta en un agrietamiento en bloque de la capa cuando se somete a cargas repetidas, mientras que los materiales ligados con asfalto tienden a ser más blandos, con mejores propiedades elásticas, tendiendo a deformarse bajo carga. Sin embargo, en la fibra inferior de las capas de material ligado se generan tensiones de tracción cuando el pavimento se deforma bajo carga. Las cargas repetitivas causan que el material sufra una falla por fatiga, o agrietamiento de abajo hacia arriba y el tipo de agente ligante es uno de los determinantes más importantes en el número de repeticiones que una capa puede soportar antes de que se desarrolle el agrietamiento.

Tipos de Materiales Estabilizadores

Agentes Estabilizadores Cementados.

La cal, el cemento y mezclas de estos productos con cenizas volantes, escoria de alto horno y otros materiales puzolánicos, son los agentes estabilizadores más utilizados.

La función primaria de estos agentes es aumentar la capacidad de soporte. La cal es el agente estabilizador más adecuado para materiales más plásticos. La cal liberada durante el proceso de hidratación reacciona con las partículas arcillosas en los suelos plásticos, reduciendo esa característica.

El uso reactivo de mezclas de suelo con cemento puede, sin embargo, estar limitado al tratamiento de materiales con índice de plasticidad menor que 12 (IP <>

La resistencia adquirida está determinada por la cantidad de agente estabilizador agregado y el tipo de material que se está tratando. En algunas ocasiones, y en especial para algunos materiales, el agregar más cemento para aumentar la resistencia puede ser perjudicial para el desempeño de la capa. El material tratado con un agente estabilizador cementado tiende a ser relativamente frágil, luego el aumentar la resistencia hace que el material sea aún más frágil con la consecuente reducción en la flexibilidad de la capa estabilizada. Esto lleva inevitablemente a una proliferación de las grietas ante cargas repetitivas de tráfico (especialmente cargas pesadas), reduciendo así el desempeño estructural.

Es por ello que es muy importante que los criterios de desempeño de la capa estabilizada sean objetivos y que se realice un diseño adecuado basado en muestras representativas para determinar la correcta tasa de aplicación.

Agentes Estabilizadores Asfálticos.

Debido a los grandes avances tecnológicos, el uso del asfalto como agente estabilizador ha incrementado enormemente su aplicación, principalmente aplicado en forma de emulsión o como asfalto espumado.

Estabilizar con asfalto es una manera efectiva, desde el punto de vista de los costos, de mejoramiento de resistencia de un material y al mismo tiempo, de reducción de los efectos perjudiciales del agua.

Este tipo de estabilización es más flexible que aquella en que el material es tratado con un agente cementante.

El material estabilizado con asfalto, con menos de 1.5% en peso de cemento, no sufre del fenómeno de agrietamiento por retracción y puede ser abierto al tránsito de faena inmediatamente durante la ejcución de la obra, debido a su resistencia inicial, lo cual previene la pérdida de áridos superficial o desgaste bajo la acción del tráfico. Sin embargo, mientras el material adquiere resistencia y se produce el proceso de curado, es recomendable que los vehículos pesados (incluyendo a los compactadores) no se estacionen en la capa terminada. Debe tenerse presente que el material estabilizado no constituye un pavimento ya que no es una carpeta de rodadura apta para entregarse al tránsito.

Para la utilización de una emulsión asfáltica en un proceso de estabilización aplicado sobre materiales granulares, las probetas de muestra son fabricadas usando una compactación tipo Proctor y todos los procedimientos de mezclas emplean las propiedades de resistencia para determinar el nivel de aplicación requerido. Siendo esencialmente un material granular mejorado, las capas de pavimentos construídos de material estabilizado con asfalto poseen espesores mayores a 100 mm.

Estabilizar con un agente asfáltico crea un material estabilizado que no tiene la apariencia de un pavimento de asfalto. Típicamente, una base de asfalto de graduación contínua presenta un contenido de vacíos entre un 3 y un 6%, y cada partícula es cubierta con una capa de asfalto delgada, actuando como un “adhesivo de contacto”.

El material estabilizado con asfalto, está caracterizado por la dispersión de asfalto, principalmente entre las partículas finas, típicamente la fracción menor a 0.08 mm para asfalto espumado y una fracción más gruesa para emulsión asfáltica. Por lo tanto, se conforma un material granular con una matriz rica en asfalto. El contenido real de vacíos de este material después de compactado es rara vez menor que 10%, y la resistencia bajo carga tiende a ser tomada en parte por la fracción granular, que es capaz de resistir tensiones de compresión/aplastamiento o “crushing” debido a la fricción inter – partícula, y en parte por la matriz fina estabilizada, la cual presenta un
comportamiento visco – elástico, capaz de resistir tensiones de tracción repetidas. Es por esto que se considera un material híbrido.

Ciertos materiales marginales tratados con un agente estabilizador no conservan en forma satisfactoria sus propiedades resistentes (por ejemplo, pierden resistencia al sumergirlos en agua). Esto puede ser enfrentado con la adición de un filler activo tal como cal hidratada o cemento. En pequeñas cantidades el filler activo (0.5 a 1.5% en masa) puede producir un aumento significativo de la resistencia retenida sin afectar las propiedades de fatiga de la capa.

Agentes Estabilizadores Químicos.

Pese a la gran variedad de productos químicos que existen en el mercado, su utilización en obras viales es muy reducida comparada con el uso del asfalto, cal y cemento (estabilizadores tradicionales).

Esto se produce principalmente porque los beneficios y ventajas económicas de la mayoría de estos productos no han sido verificados en extenso mediante investigaciones de laboratorio y pruebas en terreno. Además, en general la durabilidad de estos productos es de corto y mediano plazo; en ningún caso su ciclo de vida es superior al de los estabilizadores tradicionales.

En vías de ripio y tierra, la gran mayoría de los compuestos químicos, son utilizados principalmente para suprimir el polvo, reducir la formación de deterioros superficiales (baches, calamina, otros) y para mejorar la interacción del agua con el suelo, pero a diferencia de los estabilizadores tradicionales, esto es consecuencia del pegado de las partículas finas del suelo, o de la reducción de la permeabilidad o capacidad de absorción de agua del suelo estabilizado. Debe tenerse presente que el material estabilizado no constituye un pavimento ya que no es una carpeta de rodadura apta para entregarse al tránsito.

Hay que destacar que algunos compuestos químicos también producen cementación del suelo, pero en menor grado que el efecto producido por el cemento o la cal.

Es recomendable que el proveedor del estabilizador químico asegure y certifique que su producto no daña el medio ambiente. La certificación está a cargo de un organismo internacional reconocido o por la autoridad sanitaria competente.

¿Qué es un Sifón?

Todos sabemos que las aguas servidas provocadas por el consumo y uso en artefactos como: desagües de cocinas, W.C., urinarios, lavamanos, bidet y lavadero, estas deben ser evacuadas lo mas rápido posible al colector principal de aguas servidas que pasa por la calle a través de tuberías que deben ser impermeables al agua, gases y olores.

Para estos efectos, para que olores y gases no retrocedan por las cañerías de descargas, se recurre a sistemas de sellado llamados “Sifones”, son verdaderos sistemas de sellado de tuberías provocados por el agua de forma natural, provocado por la forma y figura que se dispone la tubería. En la siguiente imagen podemos ver como funciona un sifón.