Suelos Derivados De Cenizas Volcánicas En Colombia1

SUELOS DERIVADOS DE CENIZAS VOLCÁNICAS EN COLOMBIA1
A. Lizcano2, M.C. Herrera3 y J.C. Santamarina4
Resumen: Los suelos residuales evolucionan a partir de la meteorización in situ, y
normalmente, se caracterizan por una granulometría mas fina próxima a la superficie donde la
alteración ha sido más intensa. A pesar de esta generalización, existen suelos residuales que
reflejan mayor alteraciónen profundidad; este es frecuentemente el caso de los suelos
derivados de cenizas volcánicas. Este estudio trata de explicar la formación de los suelos
derivados de cenizas volcánicas en Colombia para entender los mecanismos que gobiernan
sus propiedades físicas, el comportamiento mecánico y las principales consecuencias
geotécnicas. El programa experimental incluye el estudio de propiedadesquímicas, térmicas,
eléctricas y mecánicas, y su interpretación en términos de estructura interna, composición e
interacción entre partículas y fluidos. A la luz de los resultados experimentales y de los
problemas geotécnicos observados en campo, se evidencia la necesidad de reanalizar las
técnicas de caracterización y diseño para optimizar el desempeño de estos suelos en
aplicaciones deingeniería.
Palabras claves: cementación, cenizas volcánicas, secado, remoldeo, suelos residuales.
VOLCANIC ASH SOILS IN COLOMBIA
Abstract: Residual soils have evolved from the in situ weathering of geomaterials;
therefore, a typical cross-section shows finer particles closer to the surface where weathering
processes are most intense. However, there are residual soils that exhibit finer grainsize at
depth; this is often the case with volcanic ash soils. These soils have formed from the in situ
weathering of wind-transported volcanic ash emanated during different volcanic eruptions
and environment conditions. Water-mediated weathering has facilitated the dissolution and
leaching of some compounds and led to the re-precipitation of new minerals such as
allophane, imogolite andhalloysite. In the process of diagenesis from volcanic ash into
volcanic ash soil, the sediment has experienced a large increase in void ratio and important
fabric changes. The purpose of this study is to gain further insight into the formation of
Colombian volcanic ash soils and ensuing physical properties in view of their mechanical
response in geotechnical applications. The experimental programexplores chemical, thermal,
electrical and mechanical properties, and their interpretation in terms of structure,
composition and particle-fluid interaction. Experimental results and field observations
suggest the need for reanalyzing the application of standard geotechnical characterization and
design approaches when volcanic ash soils are involved.
Keywords: cementation, drying effects,remolding effects, residual soils, volcanic ash.
INTRODUCCIÓN
Alrededor de las zonas volcánicas de todo el continente Americano se encuentran depósitos de suelos residuales
formados a partir de la meteorización de cenizas volcánicas. Estudios sobre suelos similares y sobre su desempeño en
obras de ingeniería en regiones como Indonesia, Nueva Zelanda, India, Dominica y Japón muestran que este tipode
suelos presentan propiedades inusuales en comparación con suelos sedimentarios (Wesley, 1974, Rouse, 1986, Rao
1995).
La caracterización adecuada de suelos derivados de cenizas volcánicas requiere de métodos diferentes a los
convencionales (por ejemplo, USCS, ASTM). Criterios de diseño y construcción de estructuras geotécnicas, conocidos
extensamente, resultan inaplicables en presencia deestos materiales. Las técnicas de experimentación utilizadas para
1 Artículo recibido el 20 de agosto, y aceptado el 6 de febrero de 2006.
2 Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. E-mail: alizcano@uniandes.edu
3 Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. E-mail: mc.herrera34@egresados.uniandes.edu.co
4 School of Civil & Environmental...