Evaluación de suelos arcillosos de alta plasticidad en subrasante adicionando porcentajes de Corchorus capsularis en La Despensa, José Leonardo Ortiz

Abstract

Esta investigación se centró en analizar las características físicas y mecánicas de suelos arcillosos con elevada plasticidad, incorporando fibras de Corchorus capsularis (CC), con el fin de mejorar su desempeño en aplicaciones de subrasante. A través de la adición de este material, se buscó potenciar la funcionalidad del suelo como capa base, evaluando cómo su estructura y resistencia pueden optimizarse para cumplir con los requerimientos técnicos necesarios. El estudio se desarrolló mediante un enfoque experimental, incorporando distintas proporciones de Corchorus capsularis (CC) 0.5%, 1.5%, 2.5% y 3.5% en muestras representativas del suelo. Para ello, se evaluó el impacto de estas concentraciones, con el objetivo de determinar cómo la variación en la cantidad de fibra influye en las características del material. A través de este método, se buscó establecer relaciones claras entre los porcentajes aplicados y las mejoras potenciales en la funcionalidad del suelo analizado. El estudio evaluó parámetros como la distribución granulométrica, los límites de Atterberg (plasticidad y consistencia), la humedad óptima, la densidad máxima seca y el índice CBR. Además, se analizó el grado de compactación y la resistencia con el ensayo DCP (penetrómetro dinámico de cono) en campo, combinando métodos de laboratorio y pruebas prácticas. La incorporación de CC generó un efecto favorable en las propiedades del suelo, según revelaron los análisis, optimizando así sus características físicas y mecánicas, con un 0.5% como el porcentaje más eficaz. A esta dosificación, se registró un incremento considerable del CBR, indicando una mayor capacidad portante del terreno (de 9.00% a 73.50%), un incremento en el grado de compactación (de 96.9% a 99.2%) y una disminución en el índice DCP, lo cual indica una mayor resistencia a la penetración. No obstante, el análisis de costos demostró que la utilización de CC implica un gasto superior en comparación con estabilizantes convencionales como la cal. Se ha determinado que Corchorus capsularis posee potencial para actuar como estabilizante natural en suelos arcillosos, proporcionando mejoras significativas en su capacidad portante. No obstante, su viabilidad económica estará condicionada por su disponibilidad local y la optimización de costos. Se aconseja continuar con la realización de estudios de campo y el análisis de costo-beneficio en una escala más amplia.

This research focused on analyzing the physical and mechanical characteristics of highplasticity clay soils by incorporating Corchorus capsularis (CC) fibers to enhance their performance in subgrade applications. By adding this material, the aim was to improve the soil's functionality as a base layer, assessing how its structure and strength could be optimized to meet the necessary technical requirements. The study followed an experimental approach, incorporating different proportions of Corchorus capsularis (CC) at 0.5%, 1.5%, 2.5%, and 3.5% into representative soil samples. The impact of these concentrations was evaluated to determine how variations in fiber content influenced the material's characteristics. Through this method, the study aimed to establish clear relationships between the applied percentages and the potential improvements in the functionality of the analyzed soil. Parameters such as grain size distribution, Atterberg limits (plasticity and consistency), optimum moisture content, maximum dry density, and CBR index were assessed. Additionally, the degree of compaction and strength were analyzed using the DCP (Dynamic Cone Penetrometer) test in the field, combining laboratory methods and practical tests. The incorporation of CC had a favorable effect on the soil properties, as revealed by the analyses, optimizing its physical and mechanical characteristics, with 0.5% being the most effective percentage. At this dosage, a significant increase in CBR was recorded, indicating a higher load-bearing capacity of the soil (from 9.00% to 73.50%), an increase in the degree of compaction (from 96.9% to 99.2%), and a decrease in the DCP index, indicating greater resistance to penetration. However, cost analysis showed that using CC involves higher expenses compared to conventional stabilizers such as lime. It was determined that Corchorus capsularis has the potential to act as a natural stabilizer in clay soils, providing significant improvements in their load-bearing capacity. However, its economic viability will depend on its local availability and cost optimization. Further field studies and cost-benefit analyses on a larger scale are recommended.