Clasificación del suelo

La clasificación de suelos se ocupa de la categorización sistemática de suelos basada en características distintivas, así como en criterios que dictan las elecciones de uso.

Descripción general

La clasificación de suelos es un tema dinámico, desde la estructura del sistema, pasando por las definiciones de clases, hasta la aplicación en el campo. La clasificación del suelo puede abordarse desde la perspectiva del suelo como material y del suelo como recurso.

Las inscripciones en el templo de Horus en Edfu describen una clasificación del suelo utilizada por Tanen para determinar qué tipo de templo construir en qué sitio. Los antiguos eruditos griegos produjeron una serie de clasificaciones basadas en diferentes cualidades del suelo.

Ingeniería

Los ingenieros geotécnicos clasifican los suelos según sus propiedades de ingeniería en relación con su uso como soporte de cimientos o material de construcción. Los sistemas modernos de clasificación de ingeniería están diseñados para permitir una transición fácil de las observaciones de campo a las predicciones básicas de las propiedades y comportamientos de la ingeniería del suelo.

El sistema de clasificación de ingeniería más común para suelos en América del Norte es el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USCS). El USCS tiene tres grupos de clasificación principales: (1) suelos de grano grueso (por ejemplo, arenas y gravas); (2) suelos de grano fino (por ejemplo, limos y arcillas); y (3) suelos altamente orgánicos (denominados "turba"). El USCS subdivide aún más las tres clases principales de suelos para su clarificación. Distingue las arenas de las gravas por el tamaño de grano, clasificando algunas como arenas "bien clasificadas". y el resto como "mal calificado". Los limos y las arcillas se distinguen por la naturaleza del suelo. Los límites de Atterberg y, por lo tanto, los suelos se separan en suelos de "alta plasticidad" y "baja plasticidad" suelos. Los suelos moderadamente orgánicos se consideran subdivisiones de limos y arcillas y se distinguen de los suelos inorgánicos por los cambios en sus propiedades de plasticidad (y los límites de Atterberg) al secarse. El sistema europeo de clasificación de suelos (ISO 14688) es muy similar y se diferencia principalmente en la codificación y en la adición de una clasificación de "plasticidad intermedia" clasificación para limos y arcillas, y en detalles menores.

Otros sistemas de clasificación de suelos de ingeniería en los Estados Unidos incluyen el Sistema de Clasificación de Suelos AASHTO, que clasifica suelos y agregados en relación con su idoneidad para la construcción de pavimentos, y el sistema Burmister Modificado, que funciona de manera similar al USCS pero incluye más codificación para varios propiedades del suelo.

Una descripción completa del suelo mediante ingeniería geotécnica también incluirá otras propiedades del suelo, incluido el color, el contenido de humedad in situ, la resistencia in situ y algo más de detalles sobre las propiedades materiales del suelo que los proporcionados por el código USCS. El USCS y la descripción de ingeniería adicional están estandarizados en ASTM D 2487.

Ciencia del suelo

Para los recursos del suelo, la experiencia ha demostrado que un enfoque de clasificación de sistema natural, es decir, agrupar los suelos por su propiedad intrínseca (morfología), comportamiento o génesis, da como resultado clases que pueden interpretarse para muchos usos diversos. Los diferentes conceptos de pedogénesis y las diferencias en la importancia de las características morfológicas para los diversos usos de la tierra pueden afectar el enfoque de clasificación. A pesar de estas diferencias, en un sistema bien construido, los criterios de clasificación agrupan conceptos similares de modo que las interpretaciones no varían mucho. Esto contrasta con un enfoque de sistema técnico para la clasificación de suelos, donde los suelos se agrupan según su idoneidad para un uso específico y sus características edáficas.

Los enfoques de sistemas naturales para la clasificación de suelos, como el Sistema de Referencia de Suelos Francés (Référentiel pédologique français), se basan en una supuesta génesis del suelo. Se han desarrollado sistemas, como la taxonomía de suelos del USDA y la Base de Referencia Mundial para los Recursos del Suelo, que utilizan criterios taxonómicos que involucran la morfología del suelo y pruebas de laboratorio para informar y refinar las clases jerárquicas. Otro enfoque es la clasificación numérica, también llamada ordenación, donde los individuos del suelo se agrupan mediante métodos estadísticos multivariados como el análisis de conglomerados. Esto produce agrupaciones naturales sin requerir ninguna inferencia sobre la génesis del suelo.

En el estudio de suelos, como se practica en los Estados Unidos, la clasificación del suelo generalmente significa criterios basados en la morfología del suelo además de las características desarrolladas durante la formación del suelo. Los criterios están diseñados para guiar las decisiones en el uso de la tierra y el manejo del suelo. Como se indicó, se trata de un sistema jerárquico que es un híbrido de criterios tanto naturales como objetivos. La taxonomía de suelos del USDA proporciona los criterios básicos para diferenciar las unidades de mapas de suelos. Esta es una revisión sustancial de la taxonomía de suelos del USDA de 1938, que era un sistema estrictamente natural. La clasificación del USDA fue desarrollada originalmente por Guy Donald Smith, director de investigaciones de estudios de suelos del Departamento de Agricultura de EE. UU. Las unidades de mapas de suelos basadas en la taxonomía de suelos también se clasifican en clases según sistemas de clasificación técnicos. Las clases de capacidad de la tierra, el suelo hídrico y las tierras agrícolas de primera calidad son algunos ejemplos.

La Unión Europea utiliza la Base de Referencia Mundial para los Recursos del Suelo (WRB), actualmente está vigente la cuarta edición. Según la primera edición de la WRB (1998), el folleto "Suelos de la Unión Europea" fue publicado por el antiguo Instituto de Medio Ambiente y Sostenibilidad (ahora: Unidad de Recursos Terrestres, Centro Europeo de Datos del Suelo/ESDAC).

Además de los sistemas científicos de clasificación de suelos, también existen sistemas de clasificación de suelos vernáculos. Las taxonomías populares se han utilizado durante milenios, mientras que los sistemas con base científica son desarrollos relativamente recientes. El conocimiento sobre la distribución espacial de los suelos ha aumentado dramáticamente. SoilGrids es un sistema para el mapeo automatizado de suelos basado en modelos ajustados utilizando perfiles de suelo y datos de covariables ambientales. A escala global, proporciona mapas con una resolución espacial de 1,00 a 0,25 km. Si la sostenibilidad puede ser el objetivo final de la gestión de los recursos del suelo a nivel mundial, estos nuevos desarrollos requieren que los suelos estudiados se clasifiquen y se les dé su propio nombre.

OSHA

La Administración de Salud y Seguridad Ocupacional de EE. UU. (OSHA) exige la clasificación de los suelos para proteger a los trabajadores de lesiones cuando trabajan en excavaciones y zanjas. OSHA utiliza tres clasificaciones de suelos más una para rocas, basadas principalmente en la resistencia pero también en otros factores que afectan la estabilidad de los taludes cortados:

• Stable Rock: materia mineral sólida natural que se puede excavar con los lados verticales y permanecer intacta mientras se expone.
• Tipo A - suelos cohesivos y plásticos con una fuerza compresiva no confinada superior a 1,5 toneladas por pie cuadrado (tsf)(144 kPa), y cumpliendo varios otros requisitos (que induce una presión de tierra lateral de 25 psf por ft de profundidad)
• Tipo B - suelos cohesivos con fuerza compresiva no confinada entre 0,5 tsf (48 kPa) y 1,5 tsf (144 kPa), o roca seca inestable, o suelos que de otro modo serían Tipo A (presión terrestre bilateral de 45 psf por ft de profundidad)
• Tipo C - suelos granulares o suelos cohesivos con fuerza compresiva no confinada inferior a 0,5 tsf (48 kPa) o cualquier suelo sumergido o libremente sumergido o suelos inclinados adversamente (presión terrestre bilateral de 80 psf por ft de profundidad)
• Tipo C60 - Un subtipo de suelo tipo C, aunque no es reconocido oficialmente por OSHA como un tipo separado, induce una presión de tierra lateral de 60 psf por ft de profundidad

Cada una de las clasificaciones de suelo tiene implicaciones en la forma en que se debe realizar la excavación o las protecciones (inclinación, apuntalamiento, blindaje, etc.) que se deben proporcionar para proteger a los trabajadores del colapso del banco excavado.