Informe De Contenido De Humedad

I. REFERENCIAS NORMATIVAS

- AASHTO, American Association of State Highway and Transportation Officials " Asociación Americana de Oficiales de Carreteras Estatales y Transportación)

- ASTM, anteriormente The Society for Testing and Materials (Sociedad Americana de Pruebas y Materiales)

- INEN, Creadas por el Instituto Ecuatoriano de Normalización.

Normas más frecuentes utilizadas en la Ingeniería de suelos:

- ASTM Standard D2216-92: Test Method for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock.

- ISO 11465:1993(E). Soil quality. Determination of dry matter and water content on a mass basis-Gravimetric method.

II. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL:

Este ensayo tiene como propósito enseñar al estudiante la determinación de la humedad de un suelo dado

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS:

A partir de la muestra representativa que se toma de toda la muestra, encontrar los valores requeridos para encontrar el valor del porcentaje de humedad.

Determinar el porcentaje de humedad de una muestra en el horno.

Realizar una comparación entre la humedad de estos tres ensayos.

III. MARCO TEORICO

3.1 CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO

La similitud del suelo con una esponja permite explicar los procesos de retención de agua. Cuando se toma una esponja que está aparentemente seca y se comienza a adicionar agua lentamente, ésta la absorberá. Al continuar el proceso, el agua empieza a drenar libremente; si se deja de aplicar, llega un momento en que cesa el drenaje. Sin embargo, en caso de ejercer presión sobre la esponja el agua continuará drenando.

Al aplicar agua al suelo éste recibirá una cantidad de acuerdo con su capacidad de absorción, después de un intervalo de tiempo el agua empezará a drenar libremente. Cuando se interrumpe el suministro de agua al suelo, continuará drenando hasta un punto en donde la fuerza con que está retenida el agua (tensión de humedad del suelo) sea de tal magnitud que no permita drenar libremente el agua.

Este contenido de humedad se conoce como capacidad de campo.

Las leyes físicas que explican la retención de agua en la esponja, son las mismas que la definen en los poros del suelo. Esta fuerza o tensión de humedad del suelo (potencial métrico), con que el agua es retenida, es producto de la adhesión, o atracción entre la superficie de las partículas de suelo y el agua; y la cohesión, o la atracción entre las moléculas de agua.

Este proceso de retención que depende de las características de tensión superficial del agua del suelo y del ángulo de contacto entre el agua y las partículas de suelo, es el mecanismo principal de retención de agua en los suelos livianos, mediados y dentro de determinados intervalos de humedad, también en los suelos pesados.

En un suelo saturado, todos los poros están llenos con agua. La tensión de humedad

Vol/ha = 10000 m2 * 0.020 m = 200 m3/ha

Del suelo (potencial métrico o succión) es cercana a cero. Si al suelo se le aplicara una fuerza externa, el agua sería desplazada primero de los poros más grandes, y luego reemplazada por aire. La disminución continua de agua en los poros del suelo produce simultáneamente el aumento de la fuerza con que es retenida el agua en el suelo y el incremento de la tensión de humedad del suelo, o potencial métrico del mismo. Esto es debido a que entre menor sea el radio de los poros que retienen el agua, la tensión capilar es mucho mayor. Por tanto, a pesar de ser la capacidad de almacenamiento de agua en un suelo arcilloso mayor que en uno arenoso, la fuerza con que retiene el agua es mayor en la de la arena.

El suelo se comporta como un depósito, al cual se le puede determinar la cantidad de agua almacenada en un cualquier momento. El contenido de humedad del suelo con base en volumen se expresa como:

w(%)= V w x 100

V T

Donde:

w: Es el contenido de humedad con base en volumen en porcentaje decimal.

Vw: Es el volumen ocupado por el agua

Observando la figura 1, se establece la siguiente relación.

3.2 DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO POR EL MÉTODO GRAVIMÉTRICO

Es el método tradicional para establecer el contenido de humedad de una muestra de suelo. La muestra es pesada, secada en un horno a 105 oC durante 24 horas, determinándose mediante una balanza el peso del agua y el peso de suelo seco. Con éstas medidas se determina el contenido de humedad con base en peso.

Un suelo puede presentar en un momento dado un contenido de humedad con base en peso (W%) mayor al 100%, un ejemplo de esto es presentado por aquellos suelos que poseen altos contenidos de materia orgánica, así como densidades aparentes menores a 1.0 gr/cm3, capaces de tomar más agua que la que pueden pesar cuando están secos.

La importancia d e l contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura m á s fina), como por ejemplo cambios de volumen , cohesión , estabilidad mecánica.

Peso del agua contenida Wh – Ws

W = ---------------------------------- = -----------------

Peso seco Ws

Donde; W : Humedad

Wh : Peso de muestra húmeda

Ws : Peso de muestra seca

La expresión anterior también se puede representar en porcentaje.

El gravimétrico es el único método directo para estimar el contenido de humedad en el suelo y es el estándar con el cual son comparados otros sistemas de estimación de humedad

Tabla 1. Determinación del contenido de humedad del suelo por medio del tacto.

GRADO DE HUMEDAD

TACTO

CONTENIDO DE HUMEDAD

Seco Polvo seco. Ninguna

Bajo Se desmorona y no se aglutina. 25% o menos

Medio Se desmorona pero se aglutina. 25% a 50%

Aceptable Se forma bola y se aglutina con presión 50% a 75%

Excelente Se forma bola, se aglutina y es amasable 75% a 100%

Húmedo Chorrea agua cuando se aprieta. Sobre capacidad

Existen otros métodos de medición de humedad del suelo tales como la sonda de neutrones y el TDR, su ventaja consiste en producir resultados instantáneos; estos equipos requieren de calibración, que se realiza con el método gravimétrico.

El método del tacto es un método sencillo y práctico. Se extraen muestras de suelo a distintas profundidades (0.00 a 30.00 y 30.00 a 60.00 cm) y se aprieta cada una de ellas hasta formar una bola; de acuerdo a su comportamiento se clasifica el grado de humedad.

UN método indirecto de conocer el contenido de humedad en el suelo, muy usado para realizar programación de riegos, es el tensiómetro. Este mide el estado de energía del agua en el suelo, lo cual está relacionado directamente con el contenido de humedad del mismo.

3.2 MÉTODO DEL SPEEDY

Consiste en mezclar una muestra de suelo previamente pesada con carburo de calcio molido en el interior de una cámara de acero hermética, la cual posee en su base u n manómetro que registra la presión originada por el gas acetileno, entregando indirectamente la hse umedad del suelo referida al peso húmedo de la muestra.

La limitante es que el método entrega resultados falsos en suelos plásticos y la muestra utilizada es muy reducida.

El método del Speedy tiene la ventaja de determinar el contenido de humedad de un suelo en pocos minutos, aunque los resultados deben ser relacionados con el método del horno

Generalmente es usado para controlar la humedad de los suelos antes y después de ser compactados, tanto en la construcción de terraplenes como en presas de tierra, entre otros.

EQUIPO:

• Speedy: consta de un envase de aluminio, en forma de campana, que en su base tiene integrado un manómetro de presión y en la parte superior posee una horquilla en forma de estribo que sirve para cerrarlo herméticamente. También tiene una tapa en forma de copa para colocar la muestra.

• Balanza concapacidad de 12 gramos.

•Instrumento para medir el carburante.

• Esferas pulverizadoras de una pulgada de diámetro.

METODOLOGÍA:

•La muestra de suelo a ensayar se coloca en un contenedor donde pueda ser mezclada apropiadamente y se cubre con un paño húmedo.

•Dentro del Speedy se colocan dos cucharadas de carburo.

•Se toma una muestra representativa del material y se pesa en la balanza propia del Speedy.

•se coloca la muestra en la tapa del Speedy

•El Speedy debe ser sostenido horizontalmente para evitar que la muestra y el carburante se mezclen antes de ser sellado herméticamente.

Para suelos cohesivos:

•Una vez colocado el carburo, se introducen las esferas metálicas, para que pulvericen la muestra de suelo cohesivo y permitir una mejor reacción con el carburo.

•Se cierra herméticamente la tapa con el tornillo y se coloca el Speedy en posición vertical, en forma tal que el material caiga dentro del recipiente.

•Manteniendo el cuerpo del instrumento en posición horizontal, se

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