INFORME 1: DETERMINACIÓN EN LABORATORIO DEL CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) DE MUESTRAS DE SUELO
Integrantes:
Arias Cely, Andrés Fernando (000291542) Ayala Ramírez, Jonathan José (000295266) Caballero Díaz, Laura Victoria (000292688) Cancimance Niño, Bryan David (000292508) García Lancheros, Karina (000299444) Moncada Rodríguez, Linda Vanessa (000296894) Ríos Cabrales, Emily Paola (000293118) Sanabria Pinzón, María Paula (000291870) Torres Álvarez, Raúl (000280587)
Presentado a:
Prof. Ing. MSc. Gerardo Bautista
NRC: 44837
UNIVERSIDAD PONTIFICIA BOLIVARIANA Seccional Bucaramanga Km. 7 Vía Piedecuesta
INTRODUCCIÓN Durante la práctica se empleará el método gravimétrico con el fin de determinar los datos necesarios para calcular las relaciones referentes a la humedad en los suelos. La importancia de este ensayo radica en la incidencia de ésta propiedad índice en el comportamiento de los suelos y por lo tanto en la factibilidad de su uso.
OBJETIVOS
Determinar las relaciones que describen el contenido de agua presente en una muestra de suelo. Determinar las cantidades de material (masa) correspondientes a cada fase presente en una muestra de suelo.
MARCO TEÓRICO Humedad o contenido de agua (ω):
Se define como la relación entre el peso de agua contenida en una muestra de suelo y el peso de su fase sólida.[1] Suele expresarse como un porcentaje: (%) =
∗ 100
Varía teóricamente de 0 a infinito. Cuando esta es cero significa que la fase líquida no se encuentra presente en la muestra, lo cual hace referencia a la condición de un suelo ideal. Por otro lado, cuando esta es infinita significa que se está analizando un espacio vacío en donde la cantidad de solidos es nula. [2]
Humedad volumétrica (θ):
Es otra manera de determinar el contenido de agua en los suelos, la cuál se expresa en función de volúmenes. [3] =
+
=
=
Perfil estratigráfico: [4] Es el que se realiza a partir de datos de perforaciones, de datos de prospección geofísica (datos indirectos) o bien de cortes naturales o artificiales del terreno que muestran las rocas que conforman la columna estratigráfica, mediante los cuales se puede reconstruir la estratigrafía del subsuelo, acorde con la profundidad que demanda el proyecto.
PROCEDIMIENTO [5] 1. En primer lugar se procederá a la realización del perfil estratigráfico en campo, asumiendo los posibles componentes de cada estrato y registrando la distancia entre cada uno. 2. Extraer muestras de dos estratos distintos mediante el uso de herramientas tales como la pica y el barreno manual. 3. En el laboratorio determinar y registrar la masa de dos recipientes limpios y secos incluyendo sus tapas. 4. Ubicar las muestras húmedas en dos recipiente distintos y colocar las tapas. Posteriormente determinar y registrar la masa cada recipiente y su muestra húmeda. 5. Colocar los recipientes con el material húmedo en el horno para secar hasta obtener una masa constante empleando una temperatura de 110°C en un tiempo entre 18 y 24 horas. 6. Cuando las muestras se hayan secado hasta mostrar una masa constante sacar del horno y determinar el peso de los recipiente más el del suelo seco. 7. Calcular el contenido de humedad (ω) de la siguiente manera:
=
− −
∗ 100 =
∗ 100
Donde:
W1: Masa del recipiente con el espécimen húmedo [g] W2: Masa del recipiente con el espécimen seco [g] Wc: Masa del recipiente [g] Ww: Masa del agua [g] Ws: Masa de las partículas sólidas [g]
Para lograr una determinación confiable del contenido de humedad de un suelo se recomienda utilizar la siguiente cantidad mínima de muestra húmeda (muestra representativa): [6] Tamaño máximo de las partículas de muestra No. 4 (4,75 mm) No. 40 (0,420 mm) 12,5 mm 50,0 mm
Peso mínimo recomendado de la muestra [g] 100 10 a 50 300 1000
DATOS OBTENIDOS Perfil estratigráfico (Mediciones en centímetro)
Descripción posible de las capas: 1. 2. 3. 4.
Capa vegetal con contenido de materia orgánica. Limos arenosos color naranja. Arena limosa con vetas rojas. Arena arcillosa color amarillo.
Tabla de datos
Perforación No. Recipiente No. Peso lata + Suelo húmedo [g] Peso lata + Suelo seco [g] Peso de la lata [g]
1 2 100,37 92,93 40,4
2 12 79,73 72,39 31,51
Nota: La perforación No. 1 se realizó en el estrato denominado como 3 y la perforación No. 2 del estrato 4.
CÁLCULOS Y RESULTADOS Contenido de humedad (): (%) =
∗ 100 =
− −
∗ 100%
Donde:
Ww: Peso del agua [g]. Ws: Peso de solidos [g]. A: Peso de la capsula o recipiente [g]. B: Peso lata + Suelo húmedo [g]. C: Peso lata + Suelo seco [g].
Para la primera muestra (Perforación No. 1):
(%) =
100,37 − 92,93 92,93 − 40,4
∗ 100% = 14,16%
Para la segunda muestra (Perforación No. 2):
(%) =
79,73 − 72,39 ∗ 100% = 17,95% 72,39 − 31,51
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Se obtuvo que el suelo recolectado en la cuarta capa (muestra 2) está 1.27 veces más húmedo que el suelo recolectado en la capa 3 (muestra 1) lo cual indica empíricamente que la arcilla es más absorbente que la arena limosa, como ya se sabe teóricamente. Se observa que la humedad en suelos varía con la profundidad de análisis. Esta variación con la profundidad se debe a los procesos de movimiento del agua en escorrentía a través de los suelos. Se puede intuir que la gravedad tiene cierta influencia en el movimiento de agua a través de los suelos.
FUENTES DE ERROR
FORMAS DE MEJORAR EL ENSAYO
Se propone acompañar los ensayos de humedad con mediciones de la distribución de la lluvia en el tiempo para establecer relaciones entre la humedad y la intensidad de las lluvias. Unificar en una sola práctica la obtención de las relaciones que interfieren en el movimiento de agua a través de los suelos para hacer un reporte completo del mismo. Recolectar más muestras a diferentes profundidades para poder realizar un análisis estadístico y describir la variación de la humedad de los suelos según su profundidad.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
Se concluye que la variación de humedad presente en dos o más muestras de suelo se debe a los movimientos de agua a través del mismo.
BIBLIOGRAFÍA [1] J. Bowles. Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil. Bogotá: Mc Graw-Hill, 1980, p.11 [2]
“Propiedades índice de los suelos: Relaciones fundamentales” , apuntes de clase. Facultad de
Ingeniería Civil, Universidad Pontificia Bolivariana-Seccional Bucaramanga, Julio 2017 [3] J. Bowles. Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil. Bogotá: Mc Graw-Hill, 1980, p.11 [4] Pasotti Pierina. Estratigrafía: Subsuelo del rosario, Departamento de ciencias geológicas. Facultad de Ciencias exactas, Ingeniería y Agrimensura – UNR. p.15 y 37. [5] Manual de Normas de Ensayo de Materiales para Carreteras. INVIAS: I.N.V. E – 122 – 07, p.6 [6] J. Bowles. Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil. Bogotá: Mc Graw-Hill, 1980, p.12
