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Efectos del cloruro cálcico en la estabilidad de las tierras

El cloruro cálcico es uno de los agentes estabilizadores de suelos más económicos, siendo usado, por los beneficios que reporta, tanto en la construcción de capas de sub-base y base para autopistas y carreteras, como en capas de rodadura de caminos ordinarios de tierra. El cloruro, debe advertirse, no convierte un suelo en un material con las características del suelo- cemento, por ejemplo, sino que origina cambios en el suelo que son a veces intangibles, pero que mejoran la estabilidad de los pavimentos y reducen el coste de la conservación. En este capítulo se presentan datos sobre la estabilización de suelos con cloruro cálcico y se exponen los fundamentos de su uso.

l cloruro de calcio se ha venido usando como paliati- vo del polvo desde princi-pios del siglo actual. Hubbard dedi- có en su libro, publicado en 1910, varias páginas a informar sobre los beneficios del cloruro cálcico cuando se emplea para eliminar el polvo en carreteras y calles (Ref.1). En la década de 1930, cuando se empezó a dar importancia a la ingeniería del suelo, se realizaron investigaciones y experimentos sobre sus efectos en los suelos; los que se resumieron en la refe- rencia (2). Se observó que la adi- ción de cloruro podía beneficiar los suelos no solamente como paliativo del polvo, sino aumen- tando la densidad al compactar y también posteriormente, con lo que se mejoraba la estabilidad de la carretera en general.

El empleo del cloruro cálcico en la estabilización de suelos se ha hecho extensivo a la mayor parte de los Estados Unidos existiendo un número incalculable de kilóme- tros de carreteras y calles en donde se ha usado este producto (3, 4, 5, 6). La investigación estaba

dirigida por un comité del “Transportation Research Board” que ha publicado una bibliografía muy completa de las publicacio- nes que tratan sobre el uso y efec- tos del cloruro cálcico en los sue- los (4). El Instituto del Clor uro Cálcico (Calcium Chlor ide Institute, 909 Ring Building, 18th and M. Streets N.W., Washington D.C. EE.UU.) realiza investigacion y distribuye información relativa al uso del cloruro de calcio (6). Su uso en la estabilización de suelos se puede encontrar expuesto de una forma general en las referen- cias (6, 7).El laboratorio de suelos del Departamento de Ingeniería Experimental de la Universidad Estatal de Iowa realizó también investigaciones sobre el uso del cloruro cálcico en los suelos. Parte del trabajo de laboratorio y de campo ha sido publicado en las referencias (8, 9, 10, 11, 12):

El Cloruro Cálcico

La mayor parte del cloruro de cal- cio, Cl2Ca, procede de canteras o minas y es obtenido como subpro- ducto del método Solvay en la pro- ducción de carbonato sódico.

Puede existir anhidro o en varios grados de hidratación; puro o en combinación con otras sales.

El empleo de cloruro cálcico más o menos hidratado depende de los precios en origen, más gastos de transporte. Cuando el transporte es costoso se debe analizar econó- micamente el empleo de cloruro sin hidratar comparándolo con los cloruros hidratados.

El grado de pureza no es importan- te, principalmente porque las impu- rezas más comunes son cloruro sódico, CINa, y cloruro magnésico, CI2Mg; y estas dos sales producen en los suelos efectos similares al cloruro cálcico. Sin embargo, debi- do a que el cloruro de magnesio es muy corrosivo su contenido debe ser el menor

posible cuando el clo- ruro cálcico se emplea en trata- mientos superficiales.

Efectos en los Suelos

El cloruro cálcico es una sal deli- cuescente. Puede disolverse com- pletamente absorbiendo humedad de la atmósfera cuando la hume- dad relativa del aire está por enci- ma de ciertos valores.(Figura 1).

Efectos del cloruro cálcico como agente estabilizador de suelos

Efectos beneficiosos:

a) Mantienen estable la humedad durnte el proceso de compactación.

b) Aumenta la densidad máxima para un mismo esfuerzo de compactación.

c) Mantiene la superficie del pavimento húmeda, reduciendo la formación de polvo con el tránsido y reteniendo los agregados en la carretera.

d) Rebaja la temperatura de congelación del agua, por lo que los suelos sufren menos los efectos de la helada.

e) Aumenta la densidad durante el “curado”.

f) Suministra cationes de calcio, que pueden mejorar las características de las arcillas del grupo mont- morillonítico.

Limitaciones:

a) Se recomienda emplear con suelos bien

graduados. b) Se disuelve y es arrastrado por

las aguas de lluvia.

c) Para usarse como paliativo del polvo la humedad relativa debe de ser mayor que la crítica durante parte del día.

d) Cuando se usa en tratamientos superficiales, partículas de cloruro se pueden depositar en los vehículos acentuando la corrosión de las partes metálicas.

Estabilización con cloruro de calcio (CaCl2)

El cloruro de calcio se obtiene como un subproducto en forma de salmuera en

algunos procesos industriales, aunque también se puede obtener de algunos arroyos

y pozos naturales siendo la fuente más común el obtenido en la elaboración de

carbonato de sodio mediante procedimientos químicos.

La solubilidad del cloruro de calcio es de 60 g aproximadamente, por cada

100 c.c. de agua destilada a 0 ºC, o de 159 g aproximadamente, por cada

100 c.c. de agua destilada a 100 ºC.

Se ha demostrado que con la adición de cloruro de calcio disminuyen las

fuerzas de repulsión entre las arcillas; pero en algunos libros se asegura que la

película de agua que rodea a las partículas se ve eléctricamente reforzada con la

adición del cloruro de calcio, a tal grado que se incrementa notablemente la cohesión

aparente.

Se ha encontrado un incremento en los pesos volumétricos hasta en un 11%

con la adición de 0.5 a 3% de cloruro de calcio, según el tipo se suelo. Sin

embargo, existen datos que reporta disminuciones en el peso volumétrico

con respecto a un suelo arcilloso que no contenga cloruro de calcio.

Así también, se tiene que el cloruro de calcio ayuda a mantener

constante la humedad en un suelo, pero desafortunadamente esta sal es

fácilmente lavable. Se reduce la evaporación y es capaz de absorber

hasta 10 veces su propio peso cuando las condiciones de humedad son

altas en el medio ambiente, dicha humedad puede mantenerse en sus dos

terceras partes durante el día de calor seco, lo cual hace de esta sal un

producto muy eficaz cuando se trata de evitar la formación de polvo en

terracerías.

Sin embargo, existen limitaciones para el empleo del cloruro de calcio,

entre las más importantes están:

� Que en el medio ambiente se tenga una humedad relativa superior a 3%

� Que se tengan minerales que pasen por la malla 200 y que

estos reaccionen favorablemente con la sal.