Caracterización multianalítica de suelos de Liberia (Guanacaste) para su uso potencial como material constructivo
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
Este estudio presenta una caracterización multianalítica de suelos de la región de Liberia, Guanacaste, con el fin de evaluar su idoneidad como material de construcción en sistemas de cerramiento tradicionales. Se emplearon tres técnicas complementarias: fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (XRD) y calorimetría diferencial de barrido (DSC), con el objetivo de conocer la composición química, mineralógica y el comportamiento térmico del material. Los resultados obtenidos evidencian que las tierras de Liberia están compuestas principalmente por dióxido de silicio (SiO₂), así como cantidades intermedias de Al₂O₃ y Fe₂O₃, lo cual es característico de los suelos volcánicos y está en línea con los materiales que se han utilizado para la construcción con tierra a lo largo de la historia. Se confirmó la presencia de fases feldespáticas altamente cristalinas y cuarzo, indicando estructuras estables, no expansivas y resistentes a los ciclos de humedad-sequedad, así como valores de calor específico necesarios para simulaciones higrotérmicas. La caracterización, muestra que estos suelos tienen propiedades térmicas, mineralógicas y químicas adecuadas para su empleo constructivo, resaltando sus posibilidades como material estable, sostenible y de valor cultural en el marco arquitectónico de Liberia.
Detalles del artículo
Sección
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Los autores conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación y pueda editarlo, reproducirlo, distribuirlo, exhibirlo y comunicarlo en el país y en el extranjero mediante medios impresos y electrónicos. Asimismo, asumen el compromiso sobre cualquier litigio o reclamación relacionada con derechos de propiedad intelectual, exonerando de responsabilidad a la Editorial Tecnológica de Costa Rica. Además, se establece que los autores pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
Cómo citar
Referencias
[1] Á. J. Hernández Carazo, “¿Por qué Costa Rica desconfía de la arquitectura de tierra?,” XVII Seminario Iberoamericano de Arquitectura y Construcción con Tierra (SIACOT), La Paz, Bolivia, Oct. 9–12, 2017. [En línea]. Disponible en: https://share.google/sJXzdyiPcDIVDgCue
[2] R. J. Ansaa-Asare, A. Razakamanantsoa, E. Hamard, M. Duc, B. Cazacliu, and L. Verron, “Impact of earth variability and implementation processes on hydromechanical and microstructure properties of sustainable construction materials,” Construction and Building Materials, vol. 417, p. 135303, Feb. 2024. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2024.135303
[3] M. Carcedo Fernández, Resistencia a compresión de bloques de tierra comprimida estabilizada con materiales de sílice de diferente tamaño de partícula, Trabajo Fin de Máster, Univ. Politécnica de Madrid, Escuela Universitaria de Arquitectura Técnica, Madrid, España, 2012. [En línea]. Disponible en: https://oa.upm.es/10672/3/TESIS_MASTER_MIGUEL_CARCEDO_FERNANDEZ.pdf
[4] ThermoFisher Scientific, “What is XRF (X-ray fluorescence) and How Does it Work?,” Ask a Scientist, Jan. 28, 2020. https://www.thermofisher.com/blog/ask-a-scientist/what-is-xrf-x-ray-fluorescence-and-how-does-it-work/
[5] K. Wirth and A. Barth, “X-Ray Fluorescence (XRF),” Techniques, Oct. 2019. https://serc.carleton.edu/research_education/geochemsheets/techniques/XRF.html
[6] J. Xiao, Y. Song, and Y. Li, “Comparison of Quantitative X-ray Diffraction Mineral Analysis Methods,” Minerals, vol. 13, no. 4, p. 566, 2023. https://doi.org/10.3390/min13040566
[7] D. F. Venegas Vasconez, Calorimetría diferencial de barrido, 2017. [En línea]. Disponible: ResearchGate, public. n.º 316860989. Disponible en https://www.researchgate.net/profile/Diego-VenegasVasconez/publication/316860989_CALORIMETRIA_DIFERENCIAL_DE_BARRIDO/links/5914a4aeaca27200fe4e8a07/CALORIMETRIA-DIFERENCIAL-DE-BARRIDO.pdf
[8] M. Barreto Gutiérrez, Aplicación de la calorimetría diferencial de barrido (DSC) en el análisis de materiales poliméricos de piezas automotrices, Memoria de experiencia profesional, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo, México. http://bibliotecavirtual.dgb.umich.mx:8083/jspui/bitstream/DGB_UMICH/8256/1/FIQ-L-2021-0811.pdf
[9] S. Ibenyahia, Optimization Analysis of Clay and Earth-Based Construction Materials’ Formulation, Bachelor Thesis, School of Science and Engineering, Al Akhawayn University, Ifrane, Morocco, Apr. 25, 2023. [En línea]. Disponible en: https://cdn.aui.ma/sse-capstone-repository/pdf/spring-2023/OPTIMIZATION%20ANALYSIS%20OF%20CLAY%20AND%20EARTH-BASED%20CONSTRUCTION%20MATERIALS’%20FORMULATION.pdf
[10] X. Gu and Y. Ling, “Characterization and properties of Chinese red clay for use as ceramic and construction materials,” Science Progress, vol. 107, no. 1, pp. 1–17, 2024, doi: 10.1177/00368504241232534
[11] M. Serpilli, F. Stazi, G. Chiappini, and S. Lenci, “Earthen claddings in lightweight timber framed buildings: An experimental study on the influence of fir boards sheathing and GFRP jacketing,” Construction and Building Materials, vol. 285, p. 122896, May 2021, https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122896
[12] T. V. Tagle, «¿Como se forma el aluminio en el suelo y cuáles son sus consecuencias?», Nova Agro, 30 de junio de 2024. https://novaagro.cl/como-se-forma-el-aluminio-en-el-suelo-y-cuales-son-sus-consecuencias/
[13] O. Acevedo-Sandoval, E. Ortiz-Hernández, M. Cruz-Sánchez, y E. Cruz-Chávez, «El papel de óxidos de hierro en suelos», Terra Latinoamericana, vol. 22, n.o 4, pp. 485-497, ene. 2004, [En línea]. Disponible en: https://www.redalyc.org/pdf/573/57311096013.pdf
[14] Conti, M. E. 2004. Dinámica de la Liberación y Fijación de Potasio en el Suelo. Facultad de Agronomía. Universidad de Buenos Aires. Buenos Aires, Argentina. Disponible en : https://www.studocu.com/es-mx/document/universidad-ymca/anatomia-y-fisiologia/dinamica-de-la-liberacion-y-fijacion-de-potasio-en-el-suelo/21191864
[15] A. Alvarado-Hernández, J. C. Mora-Baeza, M. Vázquez-Cruz y A. L. Gómez-Merino, “Contenido de carbonatos de calcio y su relación con óxidos metálicos en un Andisol”, Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas, vol. 8, núm. 1, pp. 11, 2017. [En línea]. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1405-33222017000100261
[16] Agency for Toxic Substances and Disease Registry (ATSDR), Toxicological Profile for Manganese, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Atlanta, GA, 2012. [En línea]. Disponible en: https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp151.pdf
[17] A. A. Rodríguez-Pinos, K. G. Salazar-Llangarí, M. A. Guadalupe-Alcoser, y D. F. Guerrero-Bonilla, «Obtención de dióxido de titanio a partir de arenas ferrotitaníferas ecuatorianas mediante el método del cloro», Polo del Conocimiento: Revista Científico - Profesional, vol. 6, n.o 5, pp. 302-316, may 2021, doi: 10.23857/pc.v6i5.2660.
[18] G. Giuffrida, R. Caponetto, and F. Nocera, “Hygrothermal properties of raw earth materials: A literature review,” Sustainability, vol. 11, no. 19, p. 5342, 2019. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.3390/su11195342
[19] E. Gazel, G. E. Alvarado, J. Obando, y A. Alfaro, «Geología y evolución magmática del Arco de Sarapiquí, Costa Rica», Revista Geológica de América Central, n.o 32, feb. 2006, doi: 10.15517/rgac.v0i32.4242.
[20] G. H. Floor, Selenium Cycling in Volcanic Environments: The Role of Soils as Reactive Interfaces, Universitat de Girona, 2011. [En línea]. Disponible en: https://tesisenred.net/handle/10803/31831#page=1 . [Accedido: 8-may-2025].
[21] J. Widmann, “Interpretación de curvas; Parte 2: Mediciones isotérmicas,” UserCom, no. 2, METTLER TOLEDO, 2000. [En línea]. Disponible en: https://www.mt.com/mt_ext_files/Editorial/Generic/3/TA_UserCom12_0160929710242401_files/tausc12s.pdf
[22]. L. A. Solís Sánchez, Propiedades físicas y caracterización de materiales compósitos usados en la arquitectura de tierra, Tesis de Maestría, Posgrado en Ciencias (Física Aplicada), Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Puebla, México, jul. 2024. . [En línea]. Disponible en: https://repositorioinstitucional.buap.mx/server/api/core/bitstreams/49b9a7b8-d608-4988-baf6-4bb7804d4ba4/content
[23] D. B. Tagua, B. P. Barbero y J. A. González, “Efecto de la temperatura de calcinación sobre la estructura y estabilidad de arcillas naturales de la provincia de San Luis,” en 8vo. Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales – JIM 2023, Córdoba, Argentina: Universidad Tecnológica Nacional, AJEA, 7–8 sep. 2023. [En línea]. Disponible en: https://rtyc.utn.edu.ar/index.php/ajea/article/view/1523/1399
[24] L. Sánchez Muñoz, J. García Guinea, and S. López Andrés, “Caracterización estructural simple de feldespatos alcalinos: metodología de trabajo,” Bol. Soc. Esp. Ceram. Vidr., vol. 30, no. 2, pp. 69–79, 1991. https://hdl.handle.net/20.500.14352/57165
[25] F. Deon, F. van Ruitenbeek, H. van der Werff, M. van der Meijde, and C. Marcatelli, “Detección de minerales arcillosos de ilita/esmectita intercalados mediante análisis de difracción de rayos X (DRX), microscopio electrónico de barrido (SEM) y espectroscopia de reflectancia,” Sensores, vol. 22, no. 9, p. 3602, May 2022, https://doi.org/10.3390/s22093602
[26] B. Hejazi, C. Luz, F. Grüner, J. Frick, and H. Garrecht, “Characterisation of Adobe and Mud–Straw for the Restoration and Rehabilitation of Persian Historical Adobe Buildings,” Materials, vol. 17, no. 8, p. 1764, 2024. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.3390/ma17081764
[27] J. Youssef, K. Bouchra, B. Larbi, B. Bouamar, F. Azzeddine, and J. Zakariae, “Characterization of Earthen Bricks Used in Ancient Constructions in the Marrakech Region, Morocco,” Civil Engineering and Architecture, vol. 14, no. 1, pp. 613–629, 2026. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.13189/cea.2026.140141
[28] A. Mellaikhafi, A. Tilioua, H. Souli, M. Garoum, and M. A. Alaoui Hamdi, “Characterization of different earthen construction materials in oasis of south-eastern Morocco (Errachidia Province),” Case Studies in Construction Materials, vol. 14, p. e00496, 2021. [En línea]. Disponible en: https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00496