La congelación del suelo es una técnica de construcción que se utiliza en circunstancias en las que el suelo debe estabilizarse para que no se derrumbe junto a las excavaciones o para evitar que los contaminantes que se derraman en el suelo se lixivien. [1] La congelación del suelo se ha utilizado durante al menos cien años.
Las tuberías se pasan por el suelo para congelarlas, y luego los refrigerantes se hacen pasar por las tuberías, congelando el suelo. [1] El suelo congelado puede ser tan duro como el hormigón.
El suelo contaminado con elementos radiactivos que se filtraron desde Japón 's planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi fue contenido a través de la congelación del suelo. [1]
Un proyecto en Boston conocido como Big Dig usó la congelación del suelo durante algunos de sus túneles, para permitir que sus túneles anchos se construyeran debajo o a través del suelo que apoyara la infraestructura existente que hubiera sido difícil o costosa de soportar con métodos de excavación más tradicionales. [1]
Algunos proyectos de congelación del suelo utilizan salmuera común como refrigerante, [2] pero otros proyectos se benefician del uso de refrigerantes más exóticos, como el nitrógeno líquido . [1] [3]
En el norte de Canadá y el Ártico de Alaska, se utilizan sistemas de tuberías pasivas que no requieren energía externa para mantener el suelo congelado. [4] Estos sistemas utilizan evaporadores enterrados y radiadores aéreos llenos de refrigerante líquido. Cuando la temperatura ambiente desciende por debajo de la temperatura del suelo, el vapor líquido comienza a condensarse en el radiador, lo que reduce la presión en el sistema y hace que el líquido del evaporador hierva y se evapore. Este proceso da como resultado la transferencia de calor del suelo al aire y mantiene el suelo en un estado de congelación permanente. [5]
Ver también
- Pykrete , un material de construcción compuesto que utiliza propiedades similares en el aserrín congelado
Referencias
- ↑ a b c d e Jessica Morrison (30 de octubre de 2013). "Cómo los ingenieros utilizan la congelación del suelo para construir más grande, más seguro y más profundo" . PBS . Archivado desde el original el 11 de abril de 2014 . Consultado el 22 de julio de 2014 .
La premisa básica detrás de la congelación del suelo es que el suelo, formado por fragmentos de minerales y materia orgánica, agua y aire, se vuelve más fuerte y menos penetrable cuando el agua se congela y se expande.
- ^ "Manual Técnico para el Diseño y Construcción de Túneles Viales - Elementos Civiles" . Departamento de Transporte de EE. UU . Archivado desde el original el 5 de diciembre de 2013 . Consultado el 22 de julio de 2014 .
Para mantener el apoyo al frente del túnel, la excavación y el levantamiento normalmente se llevan a cabo alternativamente en pequeños incrementos, típicamente en el rango de 2 a 4 pies. En la mayoría de los casos, el suelo blando debe tratarse por medio de técnicas de mejora del suelo como congelación del suelo, inyección de lechada, etc., como se describe en el Capítulo 7 Túneles en suelo blando para mejorar su tiempo de reposo.
- ^ "Congelación del suelo: Congelación del suelo con nitrógeno líquido" . El Grupo Linde . 2014. Archivado desde el original el 26 de febrero de 2014 . Consultado el 22 de julio de 2014 .
Durante las últimas dos décadas, la congelación del suelo con nitrógeno líquido (LIN) se ha desarrollado desde una aplicación de gas exótico con muchas incertidumbres hasta un procedimiento estándar para tratar suelos inestables y fugas.
- ^ Igor Holubec, Ph.D., P.Eng (2014). "Bases de termosifón de bucle plano en permafrost cálido" (PDF) . Gobierno de la División de Gestión de Activos del NT Obras y Servicios Públicos. Archivado (PDF) desde el original el 2 de abril de 2015 . Consultado el 12 de junio de 2015 .
El enfriamiento pasivo mediante tuberías de intercambio de calor a presión fue desarrollado en Alaska por el Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. En 1965 para preservar los cimientos en el permafrost "cálido".
CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ "Tecnología de termosifón para congelación de suelos" . 2014. Archivado desde el original el 26 de noviembre de 2014 . Consultado el 12 de junio de 2015 .
La base de la tecnología del termosifón es un dispositivo de transferencia de calor (termosifón) que extrae el calor del suelo durante el invierno y lo transmite al medio ambiente.