La arcilla marina es un tipo de arcilla que se encuentra en las regiones costeras de todo el mundo. En las regiones desglaciadas del norte, a veces puede ser arcilla líquida , conocida por estar involucrada en deslizamientos de tierra.
La arcilla marina es una partícula de suelo que se asigna a una clase de tamaño de partícula; esto generalmente se asocia con la clasificación del USDA, con arena de 0,05 mm, limo de 0,05 a 0,002 mm y arcilla con un diámetro inferior a 0,002 mm. Esto se combina con el hecho de que este tamaño de partícula se depositó dentro de un sistema marino que implicó la erosión y el transporte de la arcilla hacia el océano.
Las partículas del suelo quedan suspendidas cuando se encuentran en solución con agua, siendo la arena la que se ve afectada por la fuerza de la gravedad primero, mientras que el limo y la arcilla suspendidos aún flotan en la solución. Esto también se conoce como turbidez , en la que las partículas de suelo flotantes crean un color marrón turbio en una solución de agua. Estas partículas de arcilla luego se transfieren a la llanura abisal en la que se depositan en altos porcentajes de arcilla.
Una vez que la arcilla se deposita en el fondo del océano, puede cambiar su estructura a través de un proceso conocido como floculación , proceso por el cual las partículas finas se aglutinan o forman flóculos. Estos pueden ser floculación de borde a borde o floculación de borde a cara. Relativo a las partículas de arcilla individuales que interactúan entre sí. Las arcillas también pueden agregarse o cambiar su estructura además de estar floculadas.
Las partículas de arcilla pueden autoensamblarse en diversas configuraciones, cada una con propiedades totalmente diferentes.
Este cambio en la estructura de las partículas de arcilla se debe a un intercambio de cationes con la estructura básica de una partícula de arcilla. Esta estructura básica de la partícula de arcilla se conoce como tetraédrica de sílice u octaédrica de aluminio . Son la estructura básica de las partículas de arcilla compuestas por un catión , generalmente sílice o aluminio rodeado de aniones de hidróxido , estas partículas se forman en láminas formando lo que conocemos como partículas de arcilla y tienen propiedades muy específicas, incluida la microporosidad , que es la capacidad de la arcilla para retener agua contra la fuerza de la gravedad, la capacidad de contracción, hinchamiento y absorción .
Cuando la arcilla se deposita en el océano , la presencia de un exceso de iones en el agua de mar hace que se forme una estructura suelta y abierta de las partículas de arcilla, un proceso conocido como floculación . Una vez que la arcilla se ha quedado varada y se ha secado debido a los antiguos cambios en los niveles del océano, esta estructura abierta significa que dicha arcilla está expuesta a la infiltración de agua. Por lo tanto, la construcción en arcillas marinas presenta un desafío de ingeniería geotécnica . [1]
Donde la arcilla se encuentra sobre la turba, se indica un movimiento lateral de la costa y muestra un aumento en el nivel relativo del mar.
La expansión de la arcilla marina tiene el potencial de destruir los cimientos de los edificios en tan solo unos pocos años. Debido a los cambios en las condiciones climáticas en el lugar de construcción, el pavimento construido sobre arcilla marina (como subrasante) tendrá menor durabilidad y requerirá un mayor costo de mantenimiento. Sin embargo, algunas precauciones simples pueden reducir el riesgo significativamente [ cita requerida ] .
El intercambio de este catión positivo con otro es lo que forma diferentes tipos de arcillas, incluyendo caolinita , montmorillonita , esmectita e illita . Esto sucede en arcillas marinas porque el agua del océano es alta en solución con cationes, lo que hace que sea muy fácil superar la carga neta negativa de las arcillas e intercambiar el catión de las arcillas con uno menos positivo. Estas arcillas marinas pueden ser lo que se conoce como arcillas rápidas, que son conocidas por sus propiedades erosivas. Un gran ejemplo de estas arcillas rápidas se encuentra en el noroeste del Pacífico . Se conocen como blue goo , que es una mezcla de arcilla y mélange ( piedra verde , basalto , sílex , pizarra , arenisca , esquistos , elevados a través de la cuña de acreción ). Estas arcillas rápidas tienen un factor de riesgo muy alto asociado con ellas si se construye sobre ellas, ya que son muy inestables debido al hecho de que la licuefacción ocurre cuando se satura y literalmente fluye, lo que provoca que ocurran eventos de pérdida de masa. Otras arcillas marinas se utilizan en todo el mundo para muchos usos diferentes, como cerámica , material de construcción, incluido el adobe . Las capas de arcilla en los suelos que pueden usarse como capa impermeable son muy importantes para vertederos o derrames químicos , ya que tienen una capacidad de absorción muy alta para metales pesados. Para que estas arcillas estén disponibles para el uso humano, deben haber sido erosionadas, depositadas en el fondo del océano y luego elevadas por medio de la actividad tectónica para traerlas a la tierra.
Durante la construcción de Marina Barrage en Singapur , se encontró arcilla marina en el lugar. Dado que la arcilla marina fue la causa del colapso de la autopista Nicoll años antes, el equipo de construcción eliminó toda la arcilla marina para garantizar la estabilidad de Marina Barrage. [ cita requerida ] Más tarde, encontraron arcilla marina mezclada con agua de mar incluso en las profundidades subterráneas.
Los problemas geotécnicos que plantea la arcilla marina se pueden solucionar con diversas técnicas de mejora del suelo. La arcilla marina se puede densificar mezclándola con cemento o un material aglutinante similar en proporciones específicas. La arcilla marina se puede estabilizar utilizando desechos de diversas industrias, como la industria de la porcelana y la tala de árboles. Este método se suele adoptar en carreteras donde se utiliza arcilla marina como subrasante. [ cita requerida ]