La determinación de contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio que sirve para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada de suelo en términos de su peso en seco. El presente estudio de mecánica de suelos fue realizado mediante estudios de laboratorio con el propósito de saber con precisión las propiedades mecánicas y f!sicas del suelo basados en seis ensayos. Los ensayos de mecánica de suelos tiene como propósito identificar "o clasificar# el material determinándole ciertas propiedades f!sicas y estableciendo criterios de control sobre el material. Como es imposible ensayar la masa de los suelos completa y como el suelo es un material variable es necesario hacer varios ensayos sobre cantidades peque$as de suelos que permitan e%trapolar los resultados a la masa completa. &ara que los ensayos sean válidos para la masa de suelos deben ser e'ecutados sobre muestras que se consideran representativas de la misma y que cumplen las normas de muestreo establecidas. El agua que se representa en los suelos puede ser de dos clases( drenable y no drenable) es decir aquella que puede ser drenada fácilmente por acción de la gravedad o agua libre y aquella que no es posible drenarla por los medios mecánicos conocidos. &odemos decir que la humedad en un suelo es debida a las aguas libre capilar e higroscópica. *eniendo siempre presente que el contenido de humedad está referido al peso de las part!culas de suelo o sea al peso del material seco y no al peso total de la muestra. L as a gu as l ib re h ig ro sc óp ic a y c ap il ar p ue de n s er t ot al me nt e evaporad as por efecto del calor a una temperatura mayor de +,,- C "temperatura generalmente usada( ++,- C#.
DETERMINACION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD
OBJETIVOS
OBJETIVOS GENERALES •
eterminar el contenido de la humedad total para asegurar la calidad y la uniformidad del suelo. OBJETIVOS ESPECIFICOS
•
•
eterminar el porcenta'e de humedad de una muestra en el horno. Conocer el uso del calor como el medio más apropiado para hacer la e%tracción de humedad en agregados.
MARCO TEORICO
GENERALIDADES
Los suelos pueden tener alg/n grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las part!culas. La porosidad depende a su vez del tama$o de los poros su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las part!culas de suelo pueden pasar por cuatro estados los cuales sedescriben a continuación( •
•
•
•
*otalmente seco. 0e logra mediante un secado al horno a ++,1C hasta que los suelos tengan un peso constante "generalmente 23 horas#. &arcialmente seco. 0e logra mediante e%posición al aire libre. 0aturado y 0uperficialmente seco "000#. En un estado l!mite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado solo se logra en el laboratorio. *otalmente H/medo. *odos los suelos están llenos de agua y además e%iste agua libre superficial.
El contenido de humedad en los suelos se puede calcular mediante lautilización de la siguiente fórmula( & 4 5"67#89 : +,, onde •
&( es el contenido de humedad 5;9
•
6( es la masa inicial de la muestra 5g9
•
( es la masa de la muestra seca 5g9
*ambién e%iste la Humedad Libre donde esta se refiere a la pel!cula superficial de agua que rodea el suelo) la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorción del suelo donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un suelo.
EL AGUA DEL SUELO
0e ha calculado que del total de agua dulce que hay en la *ierra la mayor parte "casi el <,;# se encuentra en forma de hielo tanto en los polos como en los glaciares. e la que se encuentra en forma l!quida la inmensa mayor!a "un 2, ; del total# se encuentra como agua subterránea en los acu!feros profundos le'os del alcance de las ra!ces de las plantas. &or lo que sólo queda un + ; de agua dulce que se considera superficial "en lagos r!os atmósfera=#. e esta cantidad la mitad se encuentra en los lagos mientras que de un 2, a un 3, ; seg/n diversos cálculos se encontrar!a en los suelos "en los primeros metros y al alcance de las plantas#. el resto del agua superficial un +,; apro%imadamente se encontrar!a en la atmósfera y sólo un + ; corriendo por los r!os.
FORMAS DE AGUA EN EL SUELO •
•
•
•
>gua de Combinación ?u!mica( @orma parte de compuestos qu!micos e'.( limonita. Esta agua no es disponible para las plantas y es biológicamente inactiva. >gua Higroscópica( >gua contenida en los suelos secos al aire aquella que está en equilibrio con la humedad ambiente. Anactiva biológicamente. >gua Capilar( >gua contenida en los micro poros del suelo. isponible para las plantas. Biológicamente activa. >gua ravitacional "no capilar#( >gua contenida en los micro poros del suelo y que drena por la fuerza de gravedad "agua de drena'e#. 0i su movimiento es lento puede ser utilizada por las plantas.
DEFINICION
La humedad o contenido de humedad de un suelo es la relación e%presada como porcenta'e del peso de agua en una masa dada de suelo al peso de las part!culas sólidas. La determinación de contenido de humedad es un ensayo rutinario de laboratorio para determinar la cantidad de agua presente en una cantidad dada desuelo en términos de su peso en seco. Como una definición
;
"+D+#
donde 6 6 es el peso de agua presente en la masa de suelos y 60 es el peso de los sólidos en el suelo. &odr!a definirse el contenido de humedad como la relación del peso de agua presente y el total de peso de la muestra "i.e. peso de agua más suelo#) sin embargo esto dar!a una cantidad en el denominador de la fracción que podr!a depender de la cantidad de agua presente(
"+D2#
y esto no es deseable pues el contenido de humedad estar!a de esa forma relacionado a una cantidad variable y no a una cantidad constante. Esto puede verse fácilmente pues 6 6 aparece en ambos numerador y denominador dela fracción( eco "+D2#. El contenido de humedad se e%presa algunas veces en función del volumen como
el cual luego de una manipulación adecuada puede reescribirse como
"+D3#
onde 6 4 volumen de agua presente en la masa del suelo 4 volumen de los vac!os del suelo 04 volumen de los sólidos del suelo 64 contenido de humedad de la eco "+D+# Fd4 densidad seca del suelo "volumétrica#
MATERIALES
Los elementos utilizados en la realización del ensayo para determiner la humedad de un suelo son( •
Guestras de suelo
•
ecipientes de metal "acero#
•
Balanza Eletrónica
•
Horno Eléctronico
IHJKJ ELEC*JKACJ( ise$ados para tareas generals de laboratorio los hornos de laboratorio de doble pared son ideales para secar hornear *emplar acondicionar esterilizar evaporar acondicionar deshidratar y para otros traba'os generals de laboratorio. Está completamente equipado con un termómetro y controlado termostáticamente.
PROCEDIMIENTO
+. 0e pesaron los recipients de metal en la balanza electronica la cual nos proporciona datos más precisos. 2. 0e cocloco una muestra representative de suelo h/medo en los recipient y se determine el peso de los mismos más el del suelo h/medo. Como el peso fue determinado de manera inmediata no fue necesario colocar la tapa. M. espués de pesar la muestra para secarlas a una temperature de +,,ND O1C durante un periódo de 23 horas como m!nimo o hasta lograr peso constante. 3. Cuando las muestras se secaron hasta mostrar un peso constante se determinó el peso de los recipientes más el del suelo seco) asegurándose de usar la misma balanza para todas las mediciones de peso. O. El promedio de los valores obtenidos para el contenido de humedad se toma como el valor correspondiente a la profundidad de la muestra. La diferencia entre el peso de suelo h/medo más el del recipiente y el peso del suelo seco más el del recipiente es el peso del agua 6 6 que estaba presente en la muestra. La diferencia entre el peso de suelo seco más el del recipient y el peso del recipient solo es el peso del suelo seco "6 0#.