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Maestría en Ingeniería Geotécnica: Curso: Propiedades Físicas e Ingenieriles de los Suelos; Tarea N° 1,
4 de Septiembre de 2013, Universidad Tecnológica de Panamá, Panamá
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PROCESO DE FORMACION DE SUELOS, DE
MINERALES ARCILLOSOS E INTERACCION SUELO-
AGUA
FERNANDO AYAX ALVARADO SAAVEDRA
Facultad de Ingeniería Civil, Universidad Tecnológica de Panamá, Vía Centenario,
Panamá.
E-mail: [email protected]
1 Proceso de la formación de Suelos:
El proceso de formación de un suelo se denomina edafogénesis o pedogénesis. Comienza con
la alteración de la roca madre in situ por la alteración de sedimentos procedentes de la erosión de
otras rocas acumulados en la zona.
El proceso de formación del suelo podemos agruparlo de acuerdo a Crompton (1962) y Wright y
Bennema (1965). El primero agrupa al proceso de formación del suelo en cuatro grupos:
Meteorización, Translocación, Ciclo Orgánico, y Erosión-Aporte Superficial. Los segundos
consideran que este proceso pertenece a tres regímenes: Descomposición, Orgánico y
Rejuvenecimiento. Si se compara ambos procesos vemos que el primer régimen del proceso de
Wright y Bennema corresponde a los grupos de Meteorización y Translocación del proceso de
Crompton; mientras los otros dos regímenes corresponden al grupo del Ciclo Orgánico y al
grupo de Erosión-Aporte Superficial respectivamente.
Por otro lado Gaucher, G. (1968) distingue dos factores en este proceso: La formación y La
evolución del suelo. La primera incluye: la desintegración y descomposición de la roca madre
(meteorización), la acumulación de materias minerales: aluvionamiento, coluvionamiento,
aporte eólico y acumulación de materia orgánica. La segunda incluye: la migración de materias
orgánicas y minerales tanto solubles como coloidales, descendentes o ascendentes; y la
acumulación de los productos de la migración.
Incluye tres teorías: Física, Química y Biológica. De acuerdo con la Física, la formación de los
suelos se debe a cambios producidos en el ambiente, como las diferencias de temperatura,
corrientes de vientos, lluvias, cambios de presión, etc. Por la parte Química, la formación de los
suelos se origina por las reacciones que ocurren en el ambiente. Por último, la Biológica que
establece que el suelo se forma a través de la acción de microorganismos (hongos, bacterias,
etc.) en la superficie de la tierra, que viven en la raíces de árboles, las cuales rompen las rocas al
crecer entre ellas y secretan sustancias capaces de disolver las rocas y fragmentarlas.
2 La Meteorización de los Minerales y las Rocas:
Comprende los procesos de transformación que experimentan los minerales y las rocas por
acción de los agentes meteóricos: agua, aire, temperatura, agentes bióticos, etc. La
meteorización de los minerales y rocas se refiere a los cambios en el grado de consolidación y
composición que se producen en la corteza terrestre, en la esfera de influencia de los agentes
atmosféricos e hidrosféricos. Consiste de dos procesos: uno físico y otro químico, denominados
respectivamente desintegración y descomposición.
La meteorización física o desintegración es el cambio en el grado de consolidación de las rocas,
es decir, el cambio desde un estado consolidado a otro no consolidado (desagregado). Su mayor
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importancia radica en que lleva a los minerales y las rocas in situ a un estado de gran división,
aumentando la superficie activa de los mismos lo que a su vez acelera considerablemente las
reacciones de descomposición.
La meteorización química o descomposición es el cambio de composición química de las
rocas, consolidadas o no. Es un proceso integrado por un complejo de reacciones de hidrólisis,
oxidación, hidratación y solubilización.
3 Agentes de Meteorización:
Los agentes que intervienen más activamente en las reacciones de descomposición son el agua,
el oxígeno, el anhídrido carbónico y el ion hidrógeno. También se consideran agentes de
meteorización los óxidos de nitrógeno, formados en la atmósfera durante las tormentas
eléctricas, el ácido sulfúrico, originado por oxidación e hidrólisis de los sulfuros en superficie, y
los ácidos provenientes de la descomposición de los residuos orgánicos en el suelo.
4 Minerales Arcillosos:
Un mineral es una sustancia inorgánica y natural, que tiene una estructura interna características
determinadas por un cierto arreglo específico de sus átomos e iones. Si partimos de los silicatos
que son los minerales en los suelos de partículas gruesas, los cuales se encuentran en las rocas
ígneas y metamórficas, según los agentes de descomposición química; se forman las arcillas.
Las arcillas la constituyen los silicatos de aluminio, presentando en algunas ocasiones silicatos
de magnesio, hierro u otros metales que están hidratados. Los mismos tienen una estructura
cristalina definida, cuyos átomos se disponen en láminas de las cuales se conocen dos
variedades: la silíca y la alumínica. Los minerales arcillosos presentan un tamaño reducido de
partícula, y presencia de carga en su superficie, lo cual le otorga propiedades físico - químicas
muy particulares: retención y liberación de moléculas orgánicas e inorgánicas, capacidad para
mantenerse dispersas o reunirse en agregados voluminosos, hinchamiento, etc.
5 Interacción Suelo-Agua:
El agua en el suelo puede estar relacionada en tres formas diferentes con el esqueleto sólido:
Tipos de líquido en el suelo:
La primera, está constituida por una partícula muy delgada, en la que la fuerza
dominante que une el agua a la partícula sólida es de carácter molecular, y tan sólida que
esta agua solamente puede eliminarse del suelo en hornos de alta temperatura. Esta parte
del agua no es aprovechable por el sistema radicular de las plantas.
La segunda es retenida entre las partículas por las fuerzas capilares, las cuales, en
función de la textura pueden ser mayores que la fuerza de la gravedad. Esta porción del
agua no percola, pero puede ser utilizada por las plantas.
Finalmente, el agua que excede al agua capilar, que en ocasiones puede llenar todos los
espacios intersticiales en las capas superiores del suelo, con el tiempo percola y va a
alimentar los acuíferos más profundos. Cuando todos los espacios intersticiales están
llenos de agua, el suelo se dice saturado.
Referencias:
Juárez Badillo, Eulalio y Rico Rodríguez, Alfonso (1963). Mecánica de Suelos Tomo I:
International Conference on Ground Improvement and Ground Control (ICGI 2012)
3
Fundamentos de la Mecánica de Suelos. Editorial Limusa, Tercera Edición, 1980. Págs: 33-49.
Mitchell, James K. y Soga, Kenichi. Fundamentals of Soil Behavior, Third Edition, John Wiley
& Sons, Inc., 2005. Págs: 5-32.
Terzaghi, Karl, Peck, Ralph B. y Mesri, Gholamreza. Soil Mechanics in Engineering Practice,
Third Edition, John Wiley & Sons, Inc., 1996. Págs: 2-7.
