exposición acerca de una investigación de ingenia civil de datos y análisis

1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Carrera de Ingeniería Civil
Metodología de la Investigación
INTEGRANTES:
CHISAGUANO CAZA LEONELA DOMÉNICA
LÓPEZ TERÁN JORGE HUMBERTO
MEDINA NAVARRO JESSICA FERNANDA
POZO ORBE SAULO VICENTE
SANMARTÍN MERA KARLA ELIZABETH
VILLARREAL MONTENEGRO JHON IVÁN
Semestre: Octavo
Paralelo: 05
Fecha de entrega: 09– 08 – 2023
TEMA: ANÁLISIS COMPARATIVO PARA LA ESTABILIZACIÓN DE LA SUBRASANTE
MEDIANTE HIDRÓXIDO DE CAL Y OXIDO DE CAL EN SUELOS EXPANSIVOS
Ing. Jorge Santamaría, PhD.

2. Introducción
El presente proyecto se basa en una
investigación cuantitativa y clara sobre como al
aplicar un porcentaje determinado de hidróxido
de cal u óxido de cal se logra un aumento en las
propiedades mecánicas de la subrasante
permitiendo observar que método de
estabilización es el más adecuado para
subrasantes que presentan índices de plasticidad
muy altos y bajos niveles de CBR.

3. Objetivo
General
Realizar una comparación en el mejoramiento de la subrasante con la adición
de hidróxido y óxido de cal, con una adecuada dosificación para la
estabilización de suelos y su empleo como material de subrasante mejorada
según las especificaciones técnicas.
Objetivos
Específicos
• Determinar que propiedades mecánicas mejoran la capacidad portante
del suelo aplicando hidróxido y óxido de cal.
• Establecer la dosificación óptima con un porcentaje adecuado de
hidróxido y óxido de cal para el mejoramiento de la estabilización de la
subrasante.
• Determinar si el uso de hidróxido y óxido de cal para la estabilización de
la subrasante tiene repercusiones en aspectos económicos y prácticos
en obras civiles.
• Recopilar información bibliográfica de investigaciones acerca de la
estabilización de la subrasante aplicando hidróxido y óxido de cal en una
muestra de suelo

4. Preguntas de la investigación
¿En qué medida el hidróxido y óxido
de cal aportan a las propiedades de la
subrasante y como repercuten en el
comportamiento de esta?
¿Qué propiedades mecánicas de
la subrasante tienen
mejoramiento aplicando hidróxido
y óxido de cal?
¿Mediante que ensayos de
laboratorio se puede determinar el
porcentaje óptimo de cal para la
estabilización de la subrasante?
¿Es rentable destinar los recursos
económicos para el mejoramiento
de la subrasante utilizando hidróxido
y óxido de cal?
¿Qué fuentes de investigación utilizaría
como referencia bibliográfica?

5. Justificación
El estudio comparativo permitirá determinar cómo el hidróxido de cal y
el óxido de cal pueden mejorar las propiedades de la subrasante,
fortaleciéndola y aumentando su capacidad de soporte de carga.
Aspectos económicos y prácticos: El estudio también evaluará las
repercusiones económicas y prácticas del uso de hidróxido y óxido de
cal en la estabilización de la subrasante. Esto implica analizar los
costos de adquisición, almacenamiento y aplicación de estos
materiales en comparación con otros métodos de estabilización
disponibles
Algunos de los ensayos comunes utilizados son: Ensayo de
compactación Proctor y el ensayo de CBR (California Bearing Ratio).

6. Viabilidad
Para este proceso de estudio se tomará muestras de suelo que
cumplan determinadas características como: suelos exentos de
cantidades perjudiciales de materia orgánica, un Tamaño Nominal
Máximo determinado y un nivel de PH mínimo, a fin de estandarizar un
tipo de subrasante y poder evaluar cómo influye el porcentaje de
hidróxido de cal y óxido de cal en sus propiedades a fin de mejorar su
capacidad de soporte, disminuir su plasticidad y sensibilidad ante la
presencia de agua.
Para el análisis de datos se usará un software estadístico como
Minitab, el tiempo será el adecuado como para tomar las muestras de
suelo y realizar los ensayos correspondientes para su posterior análisis
y conclusiones dentro de los plazos establecidos tomando en cuenta
otras responsabilidades academias o personales.

7. Evaluación de deficiencias
En términos generales, el óxido de cal tiene una reactividad
más rápida que el hidróxido de cal, lo que significa que puede
proporcionar una mayor estabilización en un período de
tiempo más corto. Por otro lado, el hidróxido de cal se
disuelve más lentamente en agua, liberando gradualmente
iones de calcio e hidróxido que interactúan con las partículas
del suelo.

8. La presente investigación se va a realizar mediante
la aplicación de un alcance investigativo, debido a
que es necesario evaluar la eficiencia y efectividad
de cada método en la mejora de la subrasante. Esto
implica analizar cómo afectan las propiedades
mecánicas del suelo, como su resistencia,
compresibilidad y capacidad de soporte.
Comprender qué método proporciona una mejora
más significativa en la estabilización de la
subrasante, lo cual nos permitirá seleccionar la
opción más adecuada en función de las
necesidades y objetivos específicos del proyecto
Alcance

9. Además, es crucial considerar la disponibilidad y el costo
de los materiales necesarios para cada método de
estabilización. El hidróxido de cal y el óxido de cal pueden
tener diferentes niveles de disponibilidad en ciertas
regiones geográficas, lo que podría influir en la elección
del método más práctico. Así mismo, el costo asociado
con la adquisición de los materiales y la implementación
de cada método debe ser analizado, ya que puede tener
un impacto significativo en el presupuesto del proyecto,
así como también el costo de los ensayos necesarios
para obtener el conjunto de datos.
Alcance

10. Hipótesis
El uso del óxido e hidróxido de
cal para la estabilización de la
subrasante es empleado con la
finalidad de mejorar sus
propiedades mecánicas las
cuales son permeabilidad,
porosidad, drenaje, consistencia,
profundidad efectiva además de
una menor susceptibilidad a la
humedad, reducción de la
plasticidad y aumento de
trabajabilidad en materiales finos
de media o alta plasticidad.

11. Variables
Dependiente
Estabilización de
la subrasante en
suelos arcillosos
mediante ensayos
de laboratorio:
Ensayo Proctor
Modificado
(Contenido de
Humedad y peso
específico seco) y
CBR (%).
Independientes
Tipo de producto químico: Hidróxido de cal y óxido de cal.
Nivel de PH: Clave para la estabilización de un suelo
arcilloso
Características del suelo: Las propiedades y características
del suelo de la subrasante, como el tipo de suelo, contenido
de humedad y granulometría.
Concentración o dosis del producto químico: La cantidad de
hidróxido de cal u óxido de cal aplicada al suelo puede variar
y afectar los resultados de la estabilización
Método de aplicación: El método utilizado para aplicar el
producto químico al suelo, como mezcla manual, mezcladora
mecánica o dispersión acuosa, puede influir en los efectos de
estabilización.

12. Marco Teórico
La vida útil de la estructura de
pavimento es importante en la
construcción vial, debido que la
misma debe brindar seguridad,
confort, economía, etc. a todos los
usuarios. Un factor clave en los
proyectos viales es el diseño de
carreteras, en donde para poder
diseñar una vía se debe identificar la
velocidad de diseño, realizar el
estudio de tráfico el cual determina
el peso y número de vehículos (ejes
equivalentes) que pueden circular
para una proyección de flujo
vehicular futuro.

13. El uso de hidróxido de cal y óxido
de cal presenta diversos
beneficios. En primer lugar, mejora
la capacidad portante de la
subrasante al incrementar su
resistencia y reducir su
compresibilidad, lo cual es
especialmente útil en suelos
blandos o con baja capacidad
portante. Además, la cal estabiliza
el suelo al aumentar su cohesión y
resistencia al corte, lo que resulta
en una mayor estabilidad general
de la subrasante.
Marco Teórico

14. El uso hidróxido de calcio y el óxido
de cal también ayuda a estabilizar y
secar el suelo, reduciendo su
contenido de agua y mejorando su
resistencia. El uso de hidróxido de
calcio para mejorar una subrasante
de plasticidad alta y baja resistencia
ofrece numerosos beneficios como:
• Esto aumenta la capacidad de
carga del pavimento.
• Reduce la deformación y el
asentamiento de la subrasante.
• Mejora la distribución de las
cargas del tráfico, prolonga la
vida útil del pavimento y reduce
el deterioro.
Marco Teórico

15. Investigación Cuantitativa
La investigación cuantitativa es
apropiada ya que se desea
recopilar datos numéricos y así
poder aplicar métodos
estadísticos para analizar los
datos. En nuestra investigación
poder determinar el valor de CBR
utilizado para evaluar la
resistencia y capacidad de
soporte de la subrasante.
Selección de la muestra

16. Grupos de comparación
1. CBR de la subrasante natural.
2. CBR mejorada con hidróxido de cal. (Cal viva)
3. CBR mejorada con óxido de cal. (Cal muerta)
Laboratorio
Para obtener el valor de CBR, se usó la norma ASTM 1883 para un correcto procedimiento, y con la
especificación de la MOP 2002 se analizó cual es el porcentaje óptimo en base a las
recomendaciones.
Nota: Variable independiente = % de cal
Variable dependiente = valor de CBR

17. Muestra: No probabilística
Tipo de muestra
Tamaño de la muestra
La MOP 2002 indica que el
porcentaje recomendado para el uso
del hidróxido de cal es del 2 a 6 % y
para el óxido de cal indica que es del
4 al 7%

18. Análisis de datos
Estadística descriptiva
Con la ayuda del histograma
se puede observar que el
porcentaje adecuado es de
6% de óxido de cal ya con
este porcentaje se obtuvo el
valor más alto de CBR.

19. Análisis de datos
Estadística Inferencial
En base a la prueba T se
rechaza la hipótesis nula y se
acepta la hipótesis alterna,
dando como resultado que el
CBR de óxido de cal con 6%
presenta mejores propiedades
mecánicas.

20. Conclusión
• En base a los resultados obtenidos se puede afirmar que la introducción de un porcentaje
óptimo (6%) de óxido de calcio (cal apagada) mejora significativamente el valor de la
capacidad portante del suelo CBR, permitiendo sobrepasar el valor mínimo de CBR 20%
para subrasantes que exigen las especificaciones técnicas de la MOP.
• Los resultados indican un incremento gradual en el Valor de CBR a medida que aumenta
el porcentaje de mejoramiento. Esto sugiere que el aumento en la proporción de cal
(hidróxido de cal u óxido de cal) en la subrasante está asociado con un incremento en la
capacidad de soporte del suelo en rangos determinados, en el caso de sobrepasar estos
valores óptimos produce efectos contraproducentes.
• Siempre es indispensable realizar un análisis estadístico para determinar si las diferencias
observadas son estadísticamente significativas, caso contrario se podría asumir resultados
erróneos o mal interpretados.

21. Recomendaciones
• Se recomienda definir de forma adecuada el tamaño de la muestra ya que el
ensayo de CBR tiene un costo de $100 en el laboratorio de Pavimentos de la
Universidad Central del Ecuador, por lo cual el tamaño de esta influiría en gran
medida en el costo de la investigación.
• Se recomienda aplicar la normativa vigente para evitar realizar ensayos en exceso,
en este caso existen rangos recomendados los cuales producen los mejores
resultados y de esta forma no se malgastan recursos.
• Es indispensable llevar un registro claro de las muestras para evitar una confusión
en la tabulación de datos, lo cual puede inferir significativamente en los resultados.

22. Bibliografía
Alonso, I. V., & Pingarrón, L. B. (2012). Los orígenes tecnológicos de la cal. Cuicuilco,
19(55), 11-41.
Elizondo Arrieta, F., Navas Carro, A., & Sibaja Obando, D. (2011). EFECTO DE LA
CAL EN LA ESTABILIZACIÓN DE SUBRASANTES. Revista Ingeniería, 20(1-2).
https://doi.org/10.15517/ring.v20i1-2.7268
Rivera, J. F., Aguirre-Guerrero, A., Mejía de Gutiérrez, R., & Orobio, A. (2020).
Estabilización química de suelos – Materiales convencionales y activados
alcalinamente (revisión). Informador Técnico, 84(2), 202–226.
https://doi.org/10.23850/22565035.2530

23. CRÉDITOS: Esta plantilla de presentación fue creada
por Slidesgo, que incluye iconos de Flaticon,
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