Estudio del comportamiento geotécnico y microestructural de suelo arcilloso, estabilizado con enzimas para cimentaciones superficiales

Abstract

La estabilización de suelos arcillosos ha sido utilizada para mejorar sus propiedades geotécnicas, empleando estabilizadores químicos como la cal, que incrementan la capacidad de carga del suelo y garantizan una mayor estabilidad en las construcciones. Estos aditivos tienen impactos negativos en el medio ambiente, lo que plantea la búsqueda de alternativas más sostenibles sin afectar el desempeño de las edificaciones. Esta investigación evaluó el comportamiento geotécnico de arcillas estabilizadas con enzimas en concentraciones de 2, 4 y 8 % con periodos de curado de 15 y 30 días, analizando su mecanismo de estabilización, microestructura y morfología. Se obtuvieron propiedades índices del suelo, como la granulometría y límites de consistencia. Para la parte geotécnica, se realizaron ensayos de resistencia a la compresión no confinada y nanoindentación, con los cuales se añadió un diseño de cimentación para el cálculo de la capacidad portante del suelo. Para caracterizar las arcillas, se utilizaron técnicas de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) y la difracción de rayos X (DRX), así como la identificación morfológica mediante microscopia electrónica de barrido (SEM) combinada con espectroscopia de energía dispersiva de rayos X (EDS). También se realizaron análisis de imagen que proporcionaron datos de entropía y dimensión fractal de la morfología de las arcillas. Se observó un aumento de la resistencia a compresión del suelo con el 2 % de enzima y 15 días de curado, alcanzando un aumento del 108 % en comparación con el suelo no estabilizado. Se identificó la adhesión de grupos funcionales carbonilo a la matriz del suelo, mejorando la cohesión, el módulo de elasticidad y la dureza del suelo. Los resultados indicaron que el mecanismo de estabilización actúa formando una película aglomerante que favorece la disposición entre las partículas del suelo y sus microporos.