Estabilización de suelos finos (CH, CL, MH, ML) con residuos agrícolas de la producción industrial del café para el mejoramiento de vías terciarias

Abstract

Este estudio evaluó la eficacia de residuos agrícolas del café, vinaza y ceniza de cascarilla de café (CCC), como estabilizantes en suelos finos utilizados como subrasante en vías terciarias de Colombia. Se trabajó con suelos clasificados como CH, MH, CL y ML. Las mezclas con vinaza se realizaron en tres dosificaciones (25%, 50% y 75%) calculadas en función del agua óptima determinada por el ensayo Proctor. Para las mezclas con cal y cal + CCC, se definieron dosificaciones específicas por tipo de suelo, con base en el pH óptimo y desempeño mecánico preliminar. En suelos CH se usó 7,1% de cal con 16,3%, 13,3%, 10,3% y 7,3% de CCC; en MH, 10,1% de cal con 17,1%, 14,1%, 11,1% y 8,1%; en CL, 5,2% de cal con 12,8%, 9,8%, 6,8% y 3,8%; y en ML, 6,4% de cal con 14,4%, 11,4%, 8,4% y 5,4% de CCC. También se evaluaron mezclas de suelo con cal como referencia. Todas las combinaciones se analizaron a 0, 7, 14 y 28 días de curado bajo condiciones secas, saturadas e inmersas. Los resultados mostraron mejoras significativas en resistencia a la compresión inconfinada (RCI), CBR y plasticidad, particularmente en los suelos CH y MH. Con vinaza, los incrementos de RCI superaron el 200%; con cal + CCC, fueron superiores al 400%, incluso en condiciones de inmersión, donde los suelos naturales no presentaban resistencia. Además, la plasticidad se redujo a valores menores del 11% con vinaza y menores del 9,5% con cal + CCC. El análisis SEM y FRX evidenció una reducción significativa de la porosidad y la formación de estructuras densas y cohesivas en los suelos tratados. En las mezclas con vinaza, la presencia de redes fúngicas indica un efecto biológico estabilizante adicional. En el caso de cal + CCC, los altos contenidos de calcio y potasio promovieron reacciones puzolánicas. Estos resultados confirman que se generaron procesos estabilizantes efectivos, responsables del notable aumento en la resistencia y estabilidad de los suelos. Las mezclas con cal + CCC mostraron un desempeño mecánico superior al obtenido con el uso exclusivo de cal como estabilizante, demostrando mayor resistencia y estabilidad en condiciones húmedas. Se concluye que el uso de residuos agrícolas del café constituye una alternativa técnica, económica y ambientalmente viable para la estabilización de suelos finos en infraestructura vial rural. Las dosificaciones óptimas identificadas pueden servir como referencia para futuras aplicaciones, siempre que se validen con ensayos previos según las condiciones locales del suelo.