Copa de Casagrande
La cuchara de Casagrande, también llamada copa de Casagrande, es un instrumento de medición utilizado en geotecnia e ingeniería civil, para determinar el límite de liquidez de un terreno. Fue inventada por Arthur Casagrande
Estructura y uso
El instrumento está compuesto de un casquete esférico de metal, fijado en el borde a un dispositivo que mediante la operación de una manivela se produce la elevación del casquete y su subsecuente caída, produciendo así un choque controlado contra una base también metálica. El terreno mezclado uniformemente con agua es colocado en la parte del casquete metálico opuesta al punto fijo y se le da forma con una plantilla que deja en el centro una ranura uniforme. A cada vuelta de la manivela se produce un golpe en el casquete, que tiende a hacer deslizar el suelo ya húmedo juntando los bordes de la ranura.Límite de liquidez
El límite de liquidez se define como el contenido en agua del terreno en correspondencia del cual, el surco practicado se cierra en un tramo de 12 mm después de una secuencia de 25 golpes.
Por qué se dan 25 golpes en el ensayo del Límite Líquido?
Como es sabido, la resistencia a esfuerzo cortante, o cohesión, no es un valor intrínseco del suelo, depende de las tensiones soportadas en el pasado y de la humedad.
Al aumentar la humedad disminuye la cohesión, es intuitivo, si se sigue añadiendo agua al final el conjunto deja de ser plástico y pasa a ser líquido.
Pues bien, justo en ese punto, cuando la humedad coincide con el Límite Líquido, “casi todos” los suelos presentan la misma cohesión o resistencia a corte: 2,50 kN/m².
Por esa razón da 25 golpes la cuchara (también llamada cazo o copa) de Casagrande, porque está diseñada para crear un esfuerzo de 0,1 kN/m² en cada golpe, es decir, que si el suelo rompe a 25 golpes es que está en su Límite Líquido. Y no doy más detalles del ensayo porque para eso ya están las normas.
Lo malo del método:
Primero, que ni todos los suelos son iguales ni la resistencia a corte es exactamente de 2,50 kN/m², digamos que oscila entre 1,10 y 3,20 kN/m².
Segundo, que darle golpes al suelo es un ensayo dinámico, algo totalmente desaconsejado para materiales arcillosos en casi todos los textos y normativas.
Tercero, que el propio Arthur Casagrande, el mismo que propuso el “invento” en 1932, planteó en 1958, tras 25 años de pruebas, cambiarlo por algún otro ensayo que presentara menos errores, aunque como dice en las páginas de Géotecnique de aquel año “Desafortunadamente, por ahora ninguno de estos ensayos está lo suficientemente simplificado como para competir, en simplicidad y coste, con el actual”.
Cuarto: La norma British Standard propone un material distinto para la superficie de rebote de la cuchara, obteniendo valores más bajos, algo a tener en cuenta si se usan correlaciones de suelos británicos, como las arcillas de Londres, por ejemplo.
Lo bueno del método:
Que confirma algo muy interesante; Si la cohesión de un suelo natural depende de su humedad y del historial de tensiones, como al molerlo y amasarlo para hacer el ensayo se rompe toda su estructura anterior, la cohesión ya sólo tendría que depender de la humedad.
Y eso es justamente lo que ocurre, si representamos la cohesión remoldeada frente al índice de fluidez (ese que nos indica en qué posición real nos encontramos respecto de los límites), se observa esa dependencia (que todavía se ajusta mucho mejor si se usa el método del cono, con menor dispersión).
Conclusión:
La resistencia al corte de una arcilla amasada depende sólo de su índice de fluidez, y como dice el Tomo I del Geotecnia y Cimientos, “Desgraciadamente, para muestras inalteradas no existe una relación parecida, que pudiera servir al menos para tanteos“.Claro que, si los índices de plasticidad son algo intrínseco del suelo… ¿sería posible entonces obtener la carga de hundimiento de un suelo a partir de los límites de Atterberg?
La respuesta es SI… pero lo barato sale caro, muy caro.
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