Aún con los constantes avances en la industria de la construcción, existen puntos clave que continúan siendo relevantes en la toma de decisiones para el diseño y ejecución de un proyecto. Puntos como la selección de un suelo apropiado para cada tipo de proyecto. Ahora bien, uno de los principales impedimentos está relacionado a no poder obtenerse un suelo adecuado que permita garantizar la estabilidad y durabilidad que se requiere. Si a esta problemática le añadimos que, la constante demanda en infraestructura a nivel mundial exige a su vez un incremento en la demanda del hormigón, cuya producción contribuye en la emisión de gases de efecto invernadero y alternativas como la implementación de impresión 3D aplicada a la industria de la construcción introduce varios retos de ingeniería desde el punto de vista de los materiales. La búsqueda de una manera apropiada de estabilizar el suelo, así como poder generar la capacidad de auto-reparación en los elementos impresos, se traduce en una necesidad que requiere pronta atención. Esta tesis propone el desarrollo de una metodología para estabilizar el suelo y para auto-reparar matrices empleadas en impresión 3D catalizadas por la enzima ureasa. De los resultados adquiridos para la estabilización de suelos, la evaluación de durabilidad frente a la erosión por agua nos indicó que la mezcla de suelo modificado con CaCl2-urea con concentración equimolar de 1 M y solución enzimática de 5 U, presenta una pérdida de masa de sólo el 18.35 %, en comparación con la erosión completa de la muestra en el agua en el caso de la mezcla de suelo con agua. Por su parte, el ensayo de compresión indicó que el uso de una solución enzimática afectó negativamente a las propiedades mecánicas del material con un nivel de resistencia a la compresión inferior de 35.5 % con respecto al de las muestras no estabilizadas. Por otro lado, los resultados adquiridos luego del proceso de reparación para el caso de matrices de suelo muestran que los defectos intervenidos se pudieron rellenar casi por completo, aunque se evidencia la presencia de erosión debido a la inestabilidad de la propia matriz de suelo frente al contenido líquido propio de la solución enzimática. Lo cual no se evidencia en matrices cementicias, donde los defectos se repararon sin evidencia de erosión. Finalmente, el ensayo de compresión en las muestras auto-reparadas indicó que, el uso de una solución enzimática afectó negativamente a las propiedades mecánicas de matrices de suelo. Esto debido a la erosión mencionada con anterioridad al aplicarse la solución enzimática directamente. Por su parte, el uso de una solución enzimática logra mantener las propiedades mecánicas de matrices cementicias, donde se alcanza un valor idéntico en resistencia a la compresión con respecto al de las muestras intervenidas. / Even with the constant advances in the construction industry, there are crucial points that continue to be relevant in the decision-making process for the design and execution of a project. Points such as the selection of an appropriate soil for each type of project. However, one of the main impediments is related to not being able to obtain adequate soil to guarantee the required stability and durability. If we add to this problem that the constant demand for infrastructure worldwide requires an increase in the demand for concrete, whose production contributes to the emission of greenhouse gases, and alternatives such as the implementation of 3D printing applied to the construction industry introduce several engineering challenges from the point of view of materials. The search for an appropriate way to stabilize the soil, as well as to be able to generate the capacity of self-healing in the printed elements, translates into a need that requires early attention. This thesis proposes the development of a methodology to stabilize soil and to self-repair matrices used in 3D printing catalyzed by the enzyme urease. From the results acquired for soil stabilization, the evaluation of durability against water erosion indicated that the soil mixture modified with CaCl2-urea with equimolar concentration of 1 M and 5 U enzyme solution, presents a mass loss of only 18.35 %. In comparison with the complete erosion of the sample in water in the case of the soil-water mixture. The compression test indicated that the use of an enzyme solution negatively affected the mechanical properties of the material with a level of compressive strength 35.5 % lower than that of the non-stabilized samples. On the other hand, the results obtained after the repair process for the case of soil matrices show that the intervened defects could be almost filled, although the presence of erosion is evidenced due to the instability of the soil matrix itself against the liquid content of the enzymatic solution. This is not evident in cementitious matrices, where the defects were repaired without evidence of erosion. Finally, the compression test on the self-repaired samples indicated that the use of an enzyme solution negatively affected the mechanical properties of soil matrices. This was due to the previously mentioned erosion when the enzyme solution was applied directly. However, the use of an enzymatic solution did not show a significant increase in the mechanical properties of cementitious matrices, where an identical value in compressive strength was achieved with respect to that of the treated samples.

La presente investigación tiene como objetivo es evaluar el comportamiento mecánico de un suelo arcilloso con inclusiones de fibras de polipropileno, con la finalidad de mejorar las propiedades del suelo aumentando los valores de sus parámetros de resistencia y retrasando la proliferación de grietas por la disminución en sus cambios volumétricos. Las fibras de polipropileno son utilizadas como refuerzo de una arcilla extraído del distrito de Wanchaq en Cusco. Las fibras de polipropileno son de 0.88 mm de diámetro y 5 mm de longitud en diferentes porcentajes: 0.3%, 0.6%, 0.9% y 1.2% respecto al peso seco del suelo. Se realizaron ensayos en laboratorio tales como la humedad, granulometría por tamizado, gravedad específica de sólidos, límites de consistencia, ensayo de compactación Proctor modificado, CBR y corte directo. Como resultado, se obtuvo que la arcilla de baja compresibilidad y reforzada con 0.3% y 0.6% de fibras, pasó de clasificación de subrasante insuficiente a subrasante regular, según el Manual de Carreteras del MTC, y de subrasante regular a subrasante buena, según la norma CE.010 Pavimentos Urbanos. También se obtuvo que la arcilla reforzada con 0.3% de fibras obtuvo una mejora de los parámetros de resistencia al corte, de ángulo de fricción y cohesión del 34% y 71%, respectivamente, con respecto al suelo sin reforzamiento.

A lo largo de los años el uso común de solo cimentaciones superficiales y profundas como alternativa de estructuras de apoyo sobre el terreno ha limitado el uso óptimo de los recursos disponibles. Esto conlleva que en muchos casos se plantee la utilización de cimentaciones profundas, pilotes, en proyectos en lo que se puede aprovechar las condiciones geomecánicas del terreno y poder plantear una cimentación mucho más eficiente y efectiva. El método de columnas de grava es una alternativa de cimentación intermedia entre las dos antes mencionadas que consiste en mejorar las características resistentes y elásticas del suelo. El sistema se basa en tomar estas propiedades como ángulo de fricción interna, cohesión y módulo de deformación para incorporarle la mejora a través de las columnas de grava, las cuales poseen características conocidas y controladas. El objetivo es obtener un suelo con propiedades geotécnicas más favorables que las iniciales como resultado de la suma de las condiciones del suelo sin mejora y el aporte de las inclusiones. El presente estudio consiste en revisar los métodos de diseño y constructivos de las distintas metodologías de tratamiento de terreno, en especial las columnas de grava. Esto para desarrollar el diseño de esta metodología de mejora a través de un caso práctico y comparar las ventajas de esta sobre el diseño de una cimentación profunda mediante pilotes. En el caso práctico se realiza el diseño de la cimentación en estudio a partir de los resultados de las investigaciones geotécnicas proporcionadas, las cuales permiten determinar los parámetros resistentes y deformacionales del terreno natural. Es así como se pasa a desarrollar y presentar los resultados del diseño, los cuales muestran que la alternativa de mejoramiento de terreno resulta mucho más eficiente en términos económicos e ingenieriles, ya que se obtienen parámetros geotécnicos favorables que cumplen con las solicitaciones de la estructura a proyectar que en un inicio eran insuficientes, las características del suelo, para los requerimientos del proyecto.

Actualmente existen diferentes sistemas de sostenimiento que se utilizan en las construcciones que demanden excavaciones subterráneas, como los muros pantallas, calzaduras, entre otros. Sin embargo, en los últimos años se han desarrollado nuevas tecnologías que son más eficientes y óptimas; una de ellas es el sistema de Cutter Soil Mixing (CSM). El propósito principal de la investigación es analizar la aplicación del CSM como sistema de sostenimiento de excavaciones subterráneas en suelos arenosos. Para ello, se analizó mediante el programa Plaxis, una excavación de 11.25 m de profundidad utilizando los sistemas de sostenimiento con muros de CSM y con muros pantallas. Finalmente, en base a los resultados obtenidos del modelamiento se realizó una comparación económica y técnica de ambos sistemas de sostenimiento. Por un lado, los resultados obtenidos de la comparación económica muestran un costo total de $ 284 604.65 para la construcción de un muro pantalla, pero con la alternativa de muros de CSM, el presupuesto final fue de $ 188 661.86. Por otro lado, los resultados de la comparación técnica muestran que tanto los desplazamientos y los asentamientos fueron menores que los valores admisibles, esto aplica para ambas alternativas. Asimismo, en el análisis de infiltración, en ambos casos se obtuvo un factor de seguridad frente al fenómeno de sifonamiento de 3.64. Finalmente, se concluye que el sistema de CSM se adecua apropiadamente en excavaciones subterráneas sobre suelos arenosos. De este modo el uso de muros de CSM representa una solución económica ya que en comparación con los muros pantallas, su costo es un 50% menor. Además, este sistema tiene diversas ventajas técnicas y ambientales, por ejemplo, su implementación genera una remoción mínima de desechos, es un método libre de vibraciones, no necesita la provisión del concreto y tiene un mayor control y registro de los parámetros en el terreno.

Actualmente, la omisión de las deformaciones del suelo durante el proceso de análisis estructural de edificaciones se ha convertido en una práctica usual en el Perú que desestima el efecto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales diseñados. Esto se debe a que la fundación usualmente es modelada como nodos sin libertad de movimiento, hecho que puede concluir en un diseño poco conservador. El objetivo de esta investigación es determinar el impacto de la ISE en el margen de seguridad de los elementos estructurales de un pórtico de 4 niveles, diseñado de forma convencional y cimentado sobre arena medianamente densa a densa. La tesis se sustenta en el comportamiento compresible del suelo, descrito inicialmente por Kondner (1963) mediante una relación hiperbólica entre el asentamiento y el esfuerzo aplicado en una zapata, y el procedimiento metodológico desarrollado por Picón & Ruiz (2019), que introduce la ISE en un pórtico plano en base a estudios de Li & Liu (2012) y el método de Winkler (1867). La metodología utilizada insertó la ISE en un pórtico diseñado frente a cargas de gravedad mediante dos procedimientos independientes, un proceso sistematizado de aplicación de ISE y una progresión creciente de distorsiones angulares aplicadas sobre la zapata más cargada. Por último, el impacto de la interacción fue determinado tras analizar la variación de parámetros de seguridad de flexión, corte y carga axial (RM, RV y RP) entre los estados inicial y final. En conclusión, en relación al primer procedimiento, la ISE resulta determinante en la integridad estructural a flexión de las vigas del pórtico analizado en particular, asimismo, el impacto crítico del fenómeno es más evidente al término del segundo procedimiento, donde α2=1/500 disminuye de forma alarmante el margen de seguridad.

Uno de los factores más influyentes en la ejecución de un proyecto de construcción es el tipo de suelo donde se cimentará la estructura, ya que, si este es considerado un suelo no competente, puede traer problemas tanto técnicos como económicos. Por ejemplo, si se cuenta con un suelo arcilloso parcial o totalmente saturado, es muy probable que se generen problemas con el tiempo de consolidación, lo cual traería consigo un retraso excesivo en el inicio de la obra a construir traducido en una gran pérdida económica. Por otro lado, el problema con este tipo de suelo no solo se presenta al inicio de la construcción, sino también, después de esta. Este es el caso de los asentamientos totales, los cuales causan un hundimiento de la estructura. Existen diferentes tratamientos de terreno para abordar los problemas antes mencionados; sin embargo, algunos son mejores que otros dependiendo del objetivo que se quiera lograr. En este caso, el objetivo es acelerar el proceso de consolidación y disminuir el asentamiento post – construcción; por lo que, se empleará el tratamiento de mechas drenantes junto con un relleno de precarga. Para el desarrollo de lo mencionado líneas arriba, se usa la información recolectada del Estudio de Mecánica de Suelos de un proyecto ubicado en la ciudad de Puno. En este caso de estudio, se analiza el comportamiento de las mechas drenantes diseñadas por el método analítico y sus resultados se contrastan con las del método de elementos finitos (MEF) con la finalidad de identificar las diferencias que puedan existir.

La erosión eólica es uno de los procesos de degradación del suelo más importante en ambientes áridos y semiáridos de todo el mundo, incluyendo la pampa semiárida Argentina. El proceso de erosión involucra, al menos, dos mecanismos de transporte de material: saltación, que representa más del 85% de la erosión total del suelo, y suspensión, que forma plumas de polvo. Existe una interacción entre ambos procesos, ya que la suspensión depende, en gran medida, de la magnitud de la saltación porque ésta define la energía con la cual las partículas transportadas impactan sobre el suelo y, por ende, la magnitud de la emisión. La mayoría de los estudios que analizan la relación entre ambos tipos de transporte se han desarrollado considerando materiales de saltación únicos, generalmente granos de arena de tamaños uniformes. Existe poca información acerca de los mecanismos de transporte en suelos, en los cuales la composición de la fracción de saltación puede ser variable (desde granos minerales individuales a agregados), modificándose, por ende, sus efectos sobre la suspensión. Esto involucra el interrogante de cómo es la evolución de ambos procesos en función de la distancia recorrida por el viento. A fin de responder este interrogante se desarrollaron estudios en condiciones controladas de túnel de viento en suelos de texturas contrastantes, en los que se evaluó el efecto de la composición de la fracción de cada suelo sobre los transportes de saltación y suspensión. La suspensión se midió a través de la emisión de PM10 (partículas con tamaños ≤10 μm). Adicionalmente, la relación entre ambos transportes se analizó a partir de estudios desarrollados en condiciones de campo en los que se registraron eventos de erosión eólica, en dos suelos texturalmente distintos. Los resultados indican que la erosión aumentó al incrementarse la energía de impacto de las partículas en saltación y al disminuir la tasa de agregación de la fracción de saltación, es decir en suelos arenosos, cuya fracción de saltación estaba formada principalmente por granos de arena. En suelos texturalmente finos, con una fracción de saltación compuesta predominantemente por agregados, se produjo menor erosión debido a su menor energía de saltación. La erosión relativa (ER, cociente entre la erosión con y sin saltación) fue mayor en suelos de textura fina que en suelos arenosos, indicando que el proceso de saltación tuvo mayor efecto relativo en suelos texturalmente finos que en arenosos, en los cuales la erosión se debió, mayormente, a la alta susceptibilidad natural de los suelos a erosionarse. En los suelos texturalmente finos la erosión se debió, mayormente, a la fragmentación de agregados. La eficiencia de saltación, parámetro que describe la capacidad que tienen los suelos para emitir partículas finas (PM10), fue explicada satisfactoriamente por las características intrínsecas de la fracción de saltación y de la superficie de cada suelo. La combinación de parámetros que relacionaron tales características (energía de abrasión, estado de agregación, proporción relativa de PM10 y de partículas potencialmente movilizadas por saltación) resultaron ser buenos indicadores del potencial de los suelos para emitir PM10. Suelos de textura fina, con mayores grados de agregación y de contenidos de PM10, presentaron mayor capacidad de emitir PM10 que suelos de texturas intermedias y arenosas, debido a su alta proporción de agregados en su fracción de saltación. El principal mecanismo de emisión de PM10 de los suelos finos fue la fragmentación y destrucción de los agregados movilizados por saltación, mientras que en suelos arenosos, lo fue la liberación de partículas de material fino adheridas a los granos de arena (LPA) y la movilización de material fino yacente sobre la superficie del suelo. En suelos de textura intermedia ocurre un solapamiento de ambos mecanismos. La emisión total de PM10 se incrementó en función de la distancia en los tramos iniciales de su recorrido (50 m) en mayor medida en el suelo arenoso que en el franco debido al alto flujo de material transportado por saltación. La alta energía de impacto de las partículas en saltación produjo un mayor rompimiento de agregados en el suelo arenoso, con mayor susceptibilidad a ser erosionado. Hubo cambios en la composición del material movilizado por saltación en función de la distancia recorrida en los distintos suelos. En el suelo franco, la proporción de agregados disminuyó con la distancia recorrida debido a la destrucción progresiva de los agregados. Hubo un aumento sostenido de la cantidad de material transportado por saltación con la distancia, indicando que la destrucción de los agregados provocó altas tasas de emisión de PM10. En el suelo arenoso estos cambios fueron menos evidentes, indicando que la liberación de PM10 por destrucción de agregados fue menor. Las variables meteorológicas afectaron de forma diferencial, en los distintos suelos, a las emisiones de PM10. Sin embargo, se comprobó que la velocidad máxima del viento (ráfagas) y la humedad relativa del aire fueron las variables meteorológicas que afectaron de forma más significativa los procesos de emisión de PM10 en ambos suelos. La influencia de dichas variables estuvo condicionada por factores edáficos como textura y condiciones de la superficie al momento de producirse el evento erosivo. / Wind erosion is one of the processes of soil degradation more important in arid and semi-arid environments around the world, including the semiarid pampa of Argentina. The erosion process involves, at least, two mechanisms for transport of material: saltation, representing more than 85% of the total erosion of soil, and suspension, which forms dust clouds. There is an interaction between both processes, suspension depends, largely, of the magnitude of the saltation because this defines the energy with which transported particles have an impact on the soil and, hence, the magnitude of the emission. Most of the studies that analyse the relationship between the two types of transport have been developed considering saltation materials as singles, usually sand grains of uniform sizes. There is little information about the transport mechanisms in soils, in which the composition of the saltation fraction can be variable (from individual mineral grains to aggregates), changing, therefore, their effects on the suspension. This involves the question of how it is the evolution of both processes according to the distance covered by the wind. In order to answer this question were developed studies in controlled conditions of wind tunnel in soils of contrasting textures, in which it was evaluated the effect of the composition of the saltation fraction of each soil on the transport of saltation and suspension. The suspension was measured through the emission of PM10 (particles with sizes ≤10 μm). In addition, the relationship between the two transport was analyzed from studies developed in field conditions where wind erosion events were registered in two different textured soils. The results indicate that erosion increased with increasing impact energy of particles in saltation and decrease the rate of aggregation of the saltation fraction, ie in sandy soils, which fraction saltation was composed mainly of sand grains. In fine textural soils, with a saltation fraction composed predominantly of aggregates, there was less erosion due to its lower energy saltation. The relative erosion (ER, ratio between erosion with and without saltation) was higher in fine-textured soils than in sandy soils, indicating that the process of saltation had greater relative effect on fine textural soils than in sandy soils, where erosion it is, mainly, due to high natural susceptibility of soils to wind erosion. In fine soils, the erosion was, mostly, due to the fragmentation of aggregates. The saltation efficiency, parameter that describes the capacity of the soil to emit fine particles (PM10), was explained satisfactorily by the intrinsic characteristics of the saltation fraction and of the surface of each soil. The combination of parameters that related such characteristics (abrasion energy, state of aggregation, relative proportion of PM10 and particles potentially mobilized by saltation) proved to be good indicators of the potential of the soil to emit PM10. Fine textured soils, with higher levels of aggregation and content of PM10, presented a higher capacity to emit PM10 that intermediate and sandy soils, due to its high proportion of aggregates in the saltation fraction. The main mechanism of PM10 emission in the fine textured soils was the fragmentation and destruction of the aggregates mobilized by saltation, while in sandy soils, it was the release of particles of fine material adhering to the sand grains (LPA) and mobilization of fine material lying on the soil surface. In intermediate textured soils occurs an overlap of both mechanisms. The total emission of PM10 increased according to the distance in the initial stretches of its trip (50 m) to a greater extent in the sandy that in the loam soil due to the high flow of material transported by saltation. The high impact energy of the particles in saltation produced a greater breakdown of aggregates in sandy soil, with greater susceptibility to be eroded. There were changes in the composition of the material mobilized by saltation depending on the distance travelled in the different soils. In the loamy soil, the proportion of aggregates decreased with distance due to the progressive destruction of the aggregates. There was a sustained increase in the amount of material transported by saltation with the distance, indicating that the destruction of aggregates caused high rates PM10 emission. In the sandy soil these changes were less evident, indicating that the release of PM10 by destruction of aggregates was lower. The meteorological variables affected differentially, in different soils, the PM10 emissions. However, it was found that the maximum wind speed (gusts) and air relative humidity were the meteorological variables that affected more significantly the PM10 emission processes in both soils. The influence of these variables was conditioned by edaphics factors such as soil texture and a surface condition at the time of the erosive event occurs.

La erosión eólica es uno de los graves problemas ambientales, sociales y económicos que debe enfrentar la región semiárida de nuestro país, especialmente cuando las tierras son destinadas a la agricultura. En este contexto, el sudoeste de la provincia de Buenos Aires es una de las áreas más comprometidas. La afectación en grado moderado a severo ya ha alcanzado a 1,20 millones de hectáreas en relación a una superficie potencial de 10,50 millones de hectáreas. El proceso de erosión eólica degrada al suelo en forma irreversible, involucra una pérdida masiva de una parte del perfil y una disminución de los indicadores edáficos determinantes de la fertilidad. Como consecuencia, el suelo disminuye su productividad que, para el caso particular del SO bonaerense expresado en términos de rendimiento de trigo, representa una reducción en la cosecha de 50 kilogramos de grano por cada centímetro de suelo perdido. Las causas de la erosión eólica de los suelos se encuentran, principalmente, en sus características intrínsecas, que los hacen muy susceptibles a la deflación en situaciones de sequías prolongadas y los fuertes vientos. A todo esto se le suma la agricultura convencional, practicada en forma mayoritaria en la región, que aumenta el riesgo por dejar la superficie del suelo prácticamente descubierta. Muchas de las investigaciones que se hicieron sobre erosión eólica han sido las bases para el desarrollo de los modelos de predicción. Entre los más conocidos aparecen: la “Ecuación de la erosión eólica” (WEQ), la “Ecuación revisada de la erosión eólica” (RWEQ) y el “Sistema de predicción de erosión eólica” (WEPS). En general, los modelos interpretan los mecanismos que intervienen en el proceso, identifican los factores más influyentes y permiten, como su aplicación más importante, seleccionar manejos adecuados para minimizar las pérdidas de suelo. Consecuentemente, hoy en día, son considerados como una herramienta fundamental para guiar la producción agropecuaria hacia la sustentabilidad. Los objetivos generales de este trabajo son: a) Analizar el comportamiento de las variables climáticas más importantes que intervienen en el proceso de erosión por viento; estudiar el comportamiento del sedimento eólico y las relaciones asociadas a parámetros y propiedades del suelo. b) Medir cuantitativamente las pérdidas de suelo por erosión eólica de un Haplustol típico y compararlas con las predicciones realizadas por los modelos: Ecuación de erosión Eólica (WEQ) y Ecuación revisada de erosión eólica (RWEQ). Las mediciones de erosión eólica se llevaron a cabo en una parcela de 2,25 hectáreas, ubicada en el campo experimental “Napostá” del Departamento de Agronomía (UNS). El suelo fue mantenido libre de toda vegetación y sin rugosidad superficial durante los 3 años de estudio. Para las mediciones de erosión eólica se emplearon colectores de partículas de suelo BSNE (bandeja simple), BOSTRA y Colector Superficial. La información meteorológica necesaria provino de una estación automática Davis Vantage Pro - configurada para registrar todos los datos a intervalos de 30 minutos-. Durante el período de estudio (2009 a 2011) las condiciones climáticas fueron totalmente favorables para la deflación del suelo. La mayoría de las tormentas eólicas tuvieron un promedio de alrededor de 6 eventos erosivos (períodos de 30 minutos con vientos mayores 6,7 m s-1 a 2 metros de altura). El año 2009 fue el más severo, durante el mismo se estudiaron 14 tormentas que sumaron 517 horas con viento por encima de la velocidad umbral. La precipitación de ese año resultó ser un 22% del registro histórico, situación que favoreció al proceso de erosión. La velocidad media del viento durante los eventos erosivos fue de 8,86 m s-1, mientras que la máxima media fue de 16,53 m s-1, con un registro que alcanzó los 23 m s-1. La dirección predominante del viento, en el 86% de los casos, fue del sector NO-NNO. En este aspecto se encontró una asociación entre la fluctuación de la dirección del viento y la recolección de sedimentos en los colectores. Cuando la dirección fue variable, el sedimento eólico tuvo tendencia a acumularse en el centro de la parcela; cuando fue permanente de un sector, el depósito de partículas aumentó con la distancia recorrida por el viento. Las fracciones granulométricas se asociaron a la cantidad total de material recolectado, que a su vez se relacionó con la magnitud de la erosión eólica, y a la altura de muestreo. La concentración de la fracción más gruesa aumentó a medida que se incrementó la cantidad de material captado -eventos erosivos de mayor magnitud- y disminuyó gradualmente su proporción con la altura de registro. Mientras que la concentración de las fracciones más finas aumentó con la altura y disminuyó cuando se incrementó la erosión eólica. En los sedimentos, la concentración de materia orgánica siempre fue mayor que la del suelo de origen, marcando una tasa de enriquecimiento de 1,16 como promedio general para los tres años de estudio. También se observó una variabilidad con la altura de medición, las mayores concentraciones se obtuvieron en los colectores ubicados en la parte superior. Por su parte, los mapas de distribución espacial mostraron un aumento de la concentración siguiendo el recorrido del viento dominante. Además se observó una relación significativa inversa entre el contenido de materia orgánica y el de arena, y directa con la arcilla y con el limo. La cantidad de material erosionado [q (kg m-2)] disminuyó con la altura de entrampamiento, siguiendo un modelo exponencial y= 2,16e-5,47x, (r2=0,91). La movilización total de las partículas fue mayoritariamente (80%) por rodadura y saltación baja (0,07 m). El flujo de masa [Q (kg m-1)] medido a alturas fijas aumentó horizontalmente con la distancia. En la parcela, se observó que los mayores incrementos de Q se registraron entre 75 y 125 m de recorrido del viento. No obstante, a esa distancia no se alcanzó el valor límite, llamado capacidad de transporte o capacidad de carga. Las pérdidas totales de suelo por erosión eólica medidas en el transcurso de 30 tormentas, durante el período 2009-2011, fueron en promedio de 36,83 t ha año-1, lo que significó una pérdida de 9,2 mm del horizonte superficial. La estimación de la cantidad de suelo erosionado efectuada con WEQ presentó una pérdida de suelo media anual de 29,60 t ha-1 presentando un 80 % de predicción respecto a lo medido a campo. Cuando se simuló la pérdida de suelo con RWEQ, si bien la correlación fue significativa (R2=0,77; p< 0,05), los resultados sobreestimaron los datos obtenidos a campo en la mayoría de los casos. / Wind erosion is one of the serious environmental, social and economic problems that the semi-arid region in our country must face, particularly when lands are used for agriculture. In this context, the southwest of the Buenos Aires province is one of the most endangered areas. In fact, 1.20 million hectares have already been moderately to severely affected on a surface of 10.50 million hectares potentially at risk. The wind erosion process degrades the soil irreversibly and involves a massive loss of the upper part of the profile and a decrease of the edaphic indicators which determine fertility. As a consequence, soil productivity decreases, which in the particular case of the SW of the Buenos Aires province and expressed in terms of wheat yields, represents a harvest reduction of 50 kilograms of grain per centimeter of lost soil. Wind erosion of soils is mainly related to their intrinsic characteristics, which make them very susceptible to deflation under conditions of prolonged droughts and strong winds. In addition, conventional agriculture, practiced by most agricultural producers in this region, increases the risk by leaving the soil surface practically uncovered. Many research works on wind erosion have formed the basis for the development of prediction models. Among the best-known ones are the “wind erosion equation” (WEQ), the “revised wind erosion equation” (RWEQ) and the “wind erosion prediction system” (WEPS). In general, models interpret the mechanisms involved in the process, identify the most influential factors and enable —as their most important application— selection of adequate management to minimize soil loss. Consequently, they are nowadays considered an essential tool to direct agricultural production towards sustainability. The general aims of this work are: a) To analyze the behavior of the most important climate variables involved in the wind erosion process; to study the behavior of wind erosion sediments and the relationships with soil parameters and properties. b) To quantitatively measure soil loss as a result of wind erosion in a Typic haplustoll and compare it with predictions made by the WEQ and RWEQ models. Wind erosion measurements were carried out in a 2.25-ha plot located in the experimental field “Napostá” which belongs to the Departamento de Agronomía, UNS. The soil was kept free of vegetation and without roughness during the 3 years of the study. For wind erosion measurements, Big Spring Number Eight (BSNE) (simple tray) collectors, Bottle Sediment Traps (BOSTRA) and surface collectors (SC) were used. Meteorological information was gathered from a Davis Vantage Pro automatic weather station configured to record data at 30-minute intervals. During the study period (2009-2011), weather conditions were highly favorable to soil deflation. Most wind storms registered an average of 6 erosive events (30-minute periods with winds greater than 6.7 m s-1 at a height of 2 m). The most severe year was 2009, during which 14 storms amounting to 517 hours of wind above the threshold speed were studied. Rainfall that year was 22 % of the historical record, a situation which favored the erosive process. Mean wind speed during the erosive events was 8.86 m s-1, while the mean maximum speed was 16.53 m s-1, with one record reaching 23 m s-1. The prevailing wind direction, in 86 % of the cases, was from the NW-NNW. In this regard, a relationship between wind direction fluctuation and sediment collection was found. When the wind direction was variable, the wind erosion sediments tended to accumulate in the center of the plot; when it was stable from one direction, particle deposit increased with the distance traveled by the wind. Particle-size fractions were related to the total quantity of the collected material, which in turn was associated to the magnitude of wind erosion, and to the sampling height. The concentration of the coarse fraction rose as the quantity of the collected material increased —greater erosive events— and its proportion gradually decreased with the sampling height; while the concentration of fine fractions rose with height and decreased as wind erosion increased. Organic matter concentration in sediments was always greater than that of the original soil, indicating an enrichment rate of 1.16 as a general average for the 3 years of the study. Variability in relation to the sampling height was also observed; the greatest concentrations were obtained in the upper collectors. Moreover, spatial distribution maps showed an increase in the concentration following the direction of the prevailing wind. Also, the organic matter content showed a significant inverse relationship with the sand content and a direct relationship with the clay and silt content. The quantity of eroded material [q (kg m-2)] decreased with the capture height, following an exponential model y= 2.16e-5,47x, (r2=0.91). Total particle transport was mainly (80 %) through creeping and low saltation (0.07 m). Mass flux [Q (kg m-1)] measured at fixed heights increased horizontally with distance. In the plot, the greatest increases of Q were observed between 75 and 125 m of the distance traveled by the wind. However, the limit value —called transport capacity or loading capacity— was not reached at that distance. Total soil loss as a result of wind erosion measured in the course of 30 storms, during the 2009-2011 period, was in average 36.83 t ha year-1, which meant a loss of 9.2 mm of the surface horizon. The estimation of the quantity of eroded soil made with the WEQ indicated a mean soil loss of 29.60 t ha year-1, showing an 80 % prediction in relation to the field measurements. When soil loss was simulated with the RWEQ, although the correlation was significant (R2 = 0.77; p < 0.05), in most cases results overestimated the field-collected data.

Los suelos loéssicos agrícolas de Argentina muestran descensos de los valores de pH, aparentemente asociados con la fertilización nitrogenada. A fin de confirmar la magnitud de esos descensos, el origen de estas disminuciones y sus posibles efectos sobre otras propiedades edáficas, se analizaron diversas propiedades químicas y mineralógicas de Haplustoles, Hapludoles y Argiudoles, fertilizados (F) y no fertilizados (NF) con urea, que evolucionan sobre sedimentos loéssicos. Acerca del primer interrogante, referido a cuál es el estado actual de los valores de pH de suelos F y NF de distintos ambientes edafoclimáticos, los resultados indicaron que el cociente “precipitación media anual : temperatura media anual” (PMA TMA-1) explicó entre un 50 y un 72 % de la variabilidad de los valores de pH entre sitios. Esto confirmó que el clima es el principal factor responsable del pH de los suelos analizados: en ambientes más fríos y húmedos existen menores valores de pH. El cociente PMA TMA-1, las dosis y el número de años de fertilización nitrogenada explicaron un 35 % de las disminuciones de pH actual (pHw) y un 47 % de las de pH potencial (pHKCl) entre tratamientos de fertilización. Las diferencias entre pHw y pHKCl fueron mayores a 1 en todos los suelos analizados, lo que indica cierto grado de acidificación. Los tratamientos fertilizados presentaron valores de pH menores que los no fertilizados, alcanzando diferencias de 0,17 puntos para pHw y 0,09 para pHKCl. Sin embargo, los Argiudoles y algunos Hapludoles fueron los únicos en los cuales la fertilización con urea generó diferencias significativas de ambos valores de pH. También se estudió la influencia de las disminuciones de pH sobre algunas propiedades químicas y mineralógicas de los suelos. Los resultados indicaron que no existieron cambios de la capacidad de intercambio catiónico (CIC), el contenido de bases intercambiables y el porcentaje de saturación con bases (V) entre los tratamientos de fertilización. Tampoco existieron alteraciones en la cristalinidad de los filosilicatos acumulados en la fracción arcilla. En varios suelos, los contenidos de óxidos amorfos de Al, Mn y Fe fueron mayores en los tratamientos F que en los NF, mientras que sus formas cristalinas presentaron tendencias inversas. Esto indicó un cierto grado de transformación de óxidos cristalinos en amorfos como consecuencia de la fertilización. Las sustancias alteradas por efecto de la disminución del pH no fueron adecuadamente identificadas en la presente tesis. Con el objetivo de responder a la pregunta referida a cómo serían las tendencias futuras de los suelos si estos fueran sometidos a las tasas de fertilización más altas utilizadas en la actualidad, se realizó un estudio in vitro. Para ello se simuló la adición de cantidades de H+ equivalentes a las aportadas por una dosis constante de urea de 180 kg urea ha-1 año-1 durante 1, 10, 30 y 50 años. Los resultados indicaron que la adición de H+, en general, no modificó significativamente la CIC ni los contenidos de óxidos amorfos y cristalinos de Al, Mn y Fe. Sin embargo, sí generó alteraciones en los filosilicatos en los tratamientos más acidificados de los Hapludoles. Este efecto no fue tan pronunciado en los otros suelos, principalmente en los Argiudoles, en los cuales la presencia de sustancias buffer como la materia orgánica, carbonatos y fracciones finas (incluyendo el limo), disminuyó este efecto. La capacidad buffer de los suelos fue explicada en un 78 % por las reacciones de intercambio catiónico y de disolución de minerales acumulados en las arcillas y limos. El pH que los suelos tendrían en el futuro si la fertilización con urea continúa, a las dosis y frecuencias usadas en la actualidad, fue explicado en un 75 % por la capacidad de intercambio catiónico y los contenidos de materia orgánica, carbonato, arcila y limo en conjunto y arcilla y limo separadamente. Los valores de pH de los suelos fueron predichos en un 75 % cuando el modelo se validó con los datos de pH obtenidos de las simulaciones y, en un 57 %, cuando el modelo se validó con los datos de pH medidos en los ensayos de siembra directa de larga duración. Se demostró que la presencia de diferentes sustancias buffer estuvo íntimamente asociada con los procesos pedogenéticos particulares que ocurrieron en cada suelo. En suelos de ambientes húmedos (Argiudoles y algunos Hapludoles) las illitas litogénicas acumuladas en fracciones gruesas se habrían transformado en illitas de menor tamaño, acumuladas actualmente en arcillas y también limos. En suelos de ambientes más secos (Haplustoles y algunos Hapludoles), las illitas no fueron alteradas por la pedogénesis pero sí el vidrio volcánico, abundante en los materiales parentales, el que se habría transformado en esmectitas poco cristalizadas, acumuladas en las arcillas pero también el limo fino. Se concluyó que si la fertilización con urea continuara a las tasas ensayadas en nuestro estudio in vitro, los Haplustoles serían los suelos menos afectados por acidificación. Esto es debido a sus contenidos elevados de carbonato, materia orgánica que actúan como sustancias buffer. A pesar de que la proporción de fracciones minerales finas (arcilla y limo) en los Haplustoles no es demasiado elevada, su mineralogía esmectítica les confiere una cierta capacidad buffer a estos suelos. Los Argiudoles son los suelos que cuentan con mejores mecanismos de neutralización de H+, dados por sus elevados contenidos de materia orgánica y de arcillas y limos. Los Hapludoles serían los suelos con el mayor riesgo de acidificación debido a que presentan bajos contenidos de materia orgánica, carbonatos y de fracciones minerales finas. Palabras clave: acidificación de suelos; urea; vidrio volcánico; mineralogía del suelo; capacidad buffer. / Agricultural loessic soils of Argentina show pH decreases apparently linked with N-fertilization. Because of that some chemical- and mineralogical properties of urea-fertilized (F) and non fertilized (NF) Haplustols, Hapludols and Argiudols which evolves from loessic sediments, were analyzed. In relation to the first query, related with the status of pH values of F and NF soils, results indicated that between 50 to 72 % of pH values variability were explained by the ratio “mean annual precipitation:mean annual temperature” (PMA TMA-1). This confirmed that climate is the main driving factor of soil pH: soils of moister and cooler sites show lower pH. The quotient PMA TMA-1, doses and years of fertilization explained, respectively, 35 and 47 % of pHW and pHKCl decreases between fertilization treatments. The difference between the actual- (pHW) and the potential pH (pHKCl) was higher than 1 in all the studied soils, indicating some degree of acidification. pH of fertilized soils were lower than those of non-fertilized soils, being these differences 0.17 and 0.09 for pHw and pHKCl, respectively. However, the Argiudols and some Hapludols were the only studied soils in which urea-fertilization caused significant differences in both pH values. The influence of pH decreases on some chemical- and mineralogical properties were also studied. Results indicated that the cation exchange capacity (CEC), the content of exchangeable bases and the percent of base saturation were not different between fertilization treatments. Neither were detected alterations in the crystallinity of the phylosilicates of the clay fraction. Some fertilized soils showed higher contents of the amorphous Al, Mn and Fe oxides than in the non fertilized pairs, while the crystalline forms showed opposite behaviours. This indicates certain degree of transformation of crystalline oxides into amorphous forms in association with fertilization. Substances altered by the pH decreases were not adequately indentified in this study. In order to answer the question of how will be the future trends of soils if they will be submitted to the highest urea-fertilization rates, an in vitro study was developed. This was based on the addition of equivalent amounts of H+ to those produced by a constant application of urea of 180 kg ha-1 year-1 during 1, 10, 30 and 50 years. Results indicated that mostly H+ additions did not modify CEC and contents of amorphous- and crystalline Al, Mn and Fe oxides. However, the most acidified treatments of the Hapludols showed decreases in the crystallinity of the phylosilicates. This effect was not so pronounced in the other soils, mainly the Argiudols, in which the presence of buffer substances like organic matter-, and fine textural fractions- (including silts), decreased such effect. Soil buffer capacity of all soils was explained in a 78 % by the exchangeand dissolution reactions of minerals accumulated in clays and silts. Soil pH in the future, if nitrogen fertilization continues, was explained in a 75 % by the cation exchange capacity and the contents of organic matter, free lime, clay and silt and clay and silt separately. Soil pH values were predicted in a 75 % when the multiple regression model were validated by data was obteined from the simulations in vitro and, in a 57 %, when the model were validated with data from the long story no till plots. It was demonstrated that the presense of different buffer substances was closely linked with particular pedogenetic processes occured in each soil. In soils of humid environments (Argiudols and some Hapludols) lithogenic illites, accumulated in coarse fractions, were transformed into smaller sized illites, accumulating currently in clay but also in silt fractions. In soils from dryer environments (Haplustols and some Hapludols), illites were not altered by pedogenesis but they were the volcanic glasses, abundant in the parent material, which apparently were transformed into less crystallized smectites, accumulated mainly in clays but also in fine silts. It was concluded that under urea-fertilization rates similar to those used in our in vitro study, Haplustols will be the less affected soils by acidification. This is because they content free lime- and organic matter that act as buffer substances. Though contents of fine mineral fractions (clay and silt) are not so high, their smectitic nature conferes also a relative high buffer capacity to these soils. Argiudols are the soils with better neutralizing mechanisms, due to their high organic matter-, clay- and silt contents. Hapludols are the soils with the highest risk to acidification because they contain low organic matter, free lime and fine textural fractions. Keywords: soil acidification; urea; volcanic glass; soil mineralogy; buffer capacity.

Para apoyar terraplenes sobre suelos blandos es necesario diseñar un tratamiento de mejora del terreno que permita acelerar los procesos de consolidación, disminuir los asentamientos y por lo tanto, asegurar la estabilidad de los terraplenes frente al deslizamiento. El objetivo principal de este trabajo es explicar de manera clara los procedimientos para la mejora de los suelos blandos usando los métodos de precarga, drenes verticales y columnas de grava. El diseño simplificado de un terraplén sobre suelo blando consiste en un análisis sin drenaje de las condiciones de estabilidad durante la construcción o a corto plazo, y un análisis con drenaje a largo plazo luego de la consolidación. La precarga consiste en aplicar una carga igual o superior, generalmente sobre suelos blandos, la cual producirá la consolidación que se reflejará en un aumento de la resistencia del terreno y una disminución de los asentamientos después de la construcción. Para acelerar la consolidación y reducir el tiempo de precarga, puede resultar económico mejorar el drenaje del terreno, instalando drenes verticales en el terreno para reducir los caminos del agua hacia zonas más permeables. El objetivo de este método es alcanzar un grado de consolidación suficiente en un periodo aceptable de tiempo. Otro método para acelerar la consolidación de los suelos blandos son las inclusiones verticales de grava, ya sea mediante zanjas o mediante columnas de grava. Además este método supone un refuerzo adicional para el terreno. En general, las técnicas descritas para la mejora del terreno son muy costosas y sólo deben utilizarse después de un detallado reconocimiento de las características del suelo de cimentación, así como haber examinado las diversas opciones posibles. Se debe elegir el procedimiento que resume las condiciones adecuadas de plazo, costo y efectividad y no sólo el más económico. Palabras Clave: precarga, drenes verticales, columnas de grava