La congelación del suelo es una técnica de construcción que se utiliza en circunstancias en las que es necesario estabilizar el suelo para que no colapse junto a las excavaciones o para evitar que los contaminantes derramados en el suelo se filtren. [1] La congelación del suelo se ha utilizado durante al menos cien años.
Se pasan tuberías a través del suelo que se va a congelar y luego se pasan refrigerantes a través de las tuberías, congelando el suelo. [1] El suelo congelado puede ser tan duro como el hormigón.
Algunos proyectos de congelación de suelos utilizan salmuera común como refrigerante, [2] pero otros proyectos se benefician del uso de refrigerantes más exóticos, como el nitrógeno líquido . [1] [3]
El suelo contaminado con elementos radiactivos que se filtraron desde la central nuclear japonesa de Fukushima Daiichi se contuvo mediante congelación. [1]
Un proyecto en Boston conocido como Big Dig utilizó la congelación del suelo durante algunas de sus excavaciones, para permitir que sus amplios túneles se construyeran debajo o a través del suelo que sostenía la infraestructura existente que habría sido difícil o costosa de sostener usando métodos de excavación más tradicionales. [1]
En el norte de Canadá y en el ártico de Alaska, se utilizan sistemas de tuberías pasivas que no requieren ninguna energía externa para mantener el suelo congelado. [4] Estos sistemas utilizan evaporadores enterrados y radiadores elevados llenos de refrigerante líquido. Cuando la temperatura ambiente cae 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 en el 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 congelado permanente. [5]
La premisa básica detrás de la congelación del suelo es que el suelo (compuesto de trozos de minerales y materia orgánica, agua y aire) se vuelve más fuerte y menos penetrable cuando el agua se congela y se expande.
Para mantener el soporte de la cara del túnel, la excavación y el levantamiento con gatos normalmente se realizan alternativamente en pequeños incrementos, típicamente en el rango de 2 a 4 pies. En la mayoría de los casos, el terreno blando debe tratarse mediante técnicas de mejora del suelo, como congelación del suelo, inyección de lechada, etc., como se analiza en el Capítulo 7 Túneles en terreno blando para mejorar su tiempo de reposo.
Durante las últimas dos décadas, la congelación del suelo con nitrógeno líquido (LIN) ha pasado de ser una aplicación de gas exótico con muchas incertidumbres a un procedimiento estándar para tratar suelos inestables y fugas.
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".
{{cite news}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )La base de la tecnología de termosifón es un dispositivo de transferencia de calor (termosifón) que extrae el calor del suelo durante el invierno y lo transmite al medio ambiente.