Mejora de las propiedades geotécnicas del suelo laterítico mediante biopolímeros ecológicos: un estudio sobre resistencia y compresibilidad

Construir sobre bases más seguras

Carreteras, viviendas y pequeños puentes en muchas regiones tropicales suelen asentarse sobre suelos lateríticos, una tierra rojiza que puede ablandarse, agrietarse o dejar pasar demasiada agua. Los ingenieros normalmente controlan estos suelos problemáticos con cemento o cal, pero estos provocan un alto coste climático. Este estudio explora si dos gomas de origen vegetal y microbiano, la xantana y la guar, pueden reforzar de forma segura el suelo laterítico al tiempo que reducen la contaminación asociada a los estabilizantes convencionales.

Por qué importa este suelo

El suelo laterítico cubre extensas zonas de países como India y se emplea ampliamente bajo pavimentos y terraplenes. Por sí solo, sin embargo, no siempre soporta bien cargas importantes y puede deformarse cuando está húmedo o bajo presión prolongada. Las soluciones tradicionales dependen del cemento o la cal, cuya fabricación consume mucha energía y contribuye con varios puntos porcentuales a las emisiones globales de dióxido de carbono. Encontrar formas más verdes de mejorar el laterito podría, por tanto, mejorar la infraestructura local y alinearse con los objetivos mundiales de clima y sostenibilidad.

Ayudantes de origen natural

Los investigadores se centraron en dos “biopolímeros” ya comunes en la industria alimentaria y otros sectores: la goma xantana, producida por bacterias, y la goma guar, molida a partir de las semillas de la planta guar. Ambas forman geles viscosos en agua y pueden adherirse a partículas minerales. En el laboratorio, el equipo mezcló cantidades medidas de estas gomas en suelo laterítico —hasta un 4 % de xantana y un 3 % de guar en peso seco—, compactó y selló las muestras. Durante periodos de curado de hasta 28 días, se evaluó la resistencia del suelo tratado, su permeabilidad al agua y su compresibilidad bajo presión constante. Imágenes microscópicas y análisis mineral ayudaron a revelar lo que ocurría en el interior.

Suelos más fuertes, compactos y menos permeables

Los suelos tratados mostraron mejoras llamativas. En las dosis óptimas —3 % de xantana y 2 % de guar— la capacidad del suelo para resistir el aplastamiento y la rotura aumentó aproximadamente entre dos y tres veces tras 28 días en comparación con el suelo sin tratar. Ensayos que simulan la presión de las ruedas de vehículos mostraron que la capacidad portante del suelo también aumentó, especialmente en esos niveles de goma, aunque descendió ligeramente a dosis mayores donde el exceso de gel actuaba más como lubricante. El flujo de agua a través del suelo se redujo drásticamente: la permeabilidad cayó en torno al 93 % con xantana óptima y casi un 97 % con guar óptima, ya que los geles llenaron y estrecharon las vías entre los granos. Las medidas de vacíos internos confirmaron que la estructura del suelo se volvió más densa y mejor consolidada.

Una mirada al interior del suelo

Las imágenes microscópicas y los patrones de difracción de rayos X ayudaron a explicar estas mejoras. En el laterito sin tratar, los granos aparecían rugosos y poco compactos, con muchos huecos abiertos. Tras añadir las gomas, los investigadores observaron películas y puentes lisos, de aspecto gelatinoso, que unían las partículas y taponaban los poros. Estas redes, semejantes a un “cemento”, aumentaron el contacto entre granos, redujeron el espacio vacío y crearon una matriz más continua. Los cambios fueron más intensos en las mismas dosis óptimas que produjeron los mejores resultados mecánicos, lo que respalda la idea de que las gomas reorganizan la estructura del suelo en lugar de limitarse a recubrirla.

Vías más verdes para carreteras y cimientos

En conjunto, el estudio muestra que cantidades moderadas de goma xantana y guar pueden convertir un laterito relativamente débil y permeable en una capa de suelo más resistente, compacta y menos permeable al agua. Al ser biocompatibles y derivadas de fuentes biológicas, estas gomas ofrecen un paso prometedor hacia cimientos de menor carbono para carreteras, terraplenes y barreras de contención en regiones con abundancia de suelo laterítico. Los autores sugieren que ensayos de campo y monitoreo a largo plazo podrían ayudar a trasladar estos avances de laboratorio a infraestructuras reales más respetuosas con el clima.

Cita: Ebid, A.M., Banne, S., Bobade, S.U. et al. Improving engineering properties of laterite soil using eco-friendly biopolymers: a study on strength and compressibility. Sci Rep 16, 10484 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43269-2

Palabras clave: suelo laterítico, estabilización con biopolímeros, goma xantana, goma guar, geotecnia sostenible