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Agricultural Research Service

Terraplenes más fuertes comienzan en el laboratorio / 27 de marzo 2008 / Noticias del Servicio de Investigación Agrícola, USDA

Un ingeniero hidráulico con el ARS usando el Aparato de Prueba de Chorro.
Gregory J. Hanson, quien es un ingeniero hidráulico con el ARS y también el inventor del Aparato de Prueba de Chorro, utiliza una versión del nuevo aparato de laboratorio para medir la erodibilidad del suelo. La foto cortesía de G. Hanson; no está disponible en 300 dpi.


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Terraplenes más fuertes comienzan en el laboratorio

Por Ann Perry
27 de marzo 2008

La seguridad de los terraplenes de tierra, incluyendo diques y embalases, en gran parte depende de su nivel de resistencia a la erosión. El factor clave en esta resistencia puede ser los materiales de suelo usados en la construcción.

Los ingenieros hidráulicos Gregory J. Hanson y Sherry L. Hunt trabajan en la Unidad de Investigación de Ingeniería Hidráulica mantenida por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Stillwater, Oklahoma. Ellos han refinado métodos para calcular la susceptibilidad de la erosión de grandes estructuras de terraplenes con una versión a escala de laboratorio del Aparato de Prueba de Chorro (JET en inglés).

Hanson desarrolló JET para evaluar la condición de arroyos y terraplenes. En el campo, JET aplica estrés a las camas de suelo con un chorro de agua que se puede bombear en diferentes tasas de flujo.

El grupo estudió los papeles del esfuerzo de compactación—la fuerza mecánica requerida para aumentar la densidad del suelo—y el contenido de agua en la erosión del suelo. Ellos midieron el esfuerzo de compactación usando pruebas estándares de ingeniería, las cuales involucran dejar caer un martillo en las muestras de suelo de una distancia específica por un número específico de veces. Como parte de su evaluación del esfuerzo de compactación, ellos también variaron el contenido de agua del suelo, el cual afectó la plasticidad del suelo, en sus muestras.

Los ingenieros observaron que la susceptibilidad de erosión de sus muestras de laboratorio varió significativamente entre los dos tipos de suelos probados, los cuales eran una arena limosa y una arcilla limosa. Ambos tipos de suelos también exhibieron una gran tasa de erosión, dependiendo del esfuerzo de compactación y el contenido de agua.

Por ejemplo, muestras de suelo del laboratorio que fueron compactadas mientras conteniendo niveles óptimos de agua mostraron una resistencia significativamente más fuerte contra la erosión. Los esfuerzos de compactación más altos también aumentaron la resistencia a la erosión, y la textura y plasticidad del suelo influyeron en la resistencia a la erosión igual a—o algunas veces aún más que—los factores de compactación. El grupo comparó estos resultados con aquellos en campos para comparación y descubrieron que las pruebas de JET a escala de laboratorio precisamente calcularon la susceptibilidad de erosión del suelo en muestras tan pequeñas como 10 centímetros en diámetro.

En total, estos resultados indican que el tipo de suelo y los factores de compactación pueden ser utilizados para aumentar por 1.000 veces o más la resistencia del suelo a la erosión. Estos hallazgos ayudarán a los ingenieros a tener en cuenta el tipo de suelo y otras variables para predecir la probabilidad de fallos de terraplenes cuando diseñando estructuras para controlar la inundación.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.

Última Modificación: 3/27/2008
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