Física/química/geotecnia de laponita: potenciales aplicaciones

Abstract

La laponita de grado RD es una nano-arcilla artificial del grupo de las esmectitas, ocupada principalmente como un modificador reológico en la industria y también es utilizado en la explotación de gas y petróleo. Actualmente se ha impulsado su uso en el campo de investigación en el área geotécnica, como por ejemplo, en modelos a escala para simulaciones de arcillas blandas, en técnicas de mejoramiento de suelo y como un aditivo para mejorar fluidos de perforación y cemento, entre otras aplicaciones. En el presente trabajo de título se realizó una exhaustiva revisión bibliográfica del estado del arte de la laponita, abarcando la perspectiva físico química, hidráulica y geotécnica con la finalidad de caracterizar sus propiedades y de esta forma correlacionar su comportamiento a escala micrométrica y macrométrica y/o mecánico. Gracias a esto, se determinó que la laponita es una esmectita con una gran capacidad de adsorción de agua, lo que se traduce en una alta plasticidad. Además, cuando se encuentra en disolución posee propiedades altamente tixotrópicas y se intuye que éstas pueden correlacionarse con la resistencia del corte no drenado. Para lo anterior, este trabajo se apoyó en el estudio de las esmectitas de forma genérica para tener un patrón de referencia, y en la información experimental disponible de distintos tipos de laponita y hectorita. También, se realizó una batería de ensayos físico - químicos para caracterizar este material y comparar esta información con la disponible en la literatura. Junto con lo anterior, se estudió este material en función del tamaño de partículas, para evaluar su comportamiento en diferentes rangos de tamaño, corroborando su alta pureza y homogeneidad. Finalmente, se procesaron datos experimentales geotécnicos de pre - factibilidad disponibles, realizados tanto en especímenes de laponita pura como en mezclas en seco de arena de Ottawa con 1% de laponita. En los especímenes de laponita se determinó su alta; superficie específica, plasticidad, impermeabilidad, compresibilidad y expansibilidad y como estos fenómenos se correlacionan entre sí. De los resultados de especímenes mezclados se obtuvieron indicios positivos de una mejora en el desempeño mecánico de la arena de Ottawa al incorporar laponita, los cuales deben ser confirmados mediante análisis experimentales adicionales.