ENSAYO DE CONTENIDO DE HUMEDAD

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICAS APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
MECÁNICA DE SUELOS I
PRACTICA No.1
TEMA: Contenido de humedad del suelo
GRUPO No: 4
INTEGRANTES:
•
•
•
Chicaiza Farinango Anderson Israel
Chiliquinga Toapanta Jimmy Danilo
Chuquin Inuca Alexis Steven
SEMESTRE: Cuarto
PARALELO: 001
DOCENTE: Ing. David Bernal
FECHA DE REALIZACIÓN:7 noviembre del 2023
FECHA DE ENTREGA: 15 de noviembre del 2024
PERIODO ACADÉMICO: 2024 – 2025
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
HOJA DE CALIFICACIÓN
NOTA FINAL
PARÁMETROS
PUNTAJE
1. Introducción
5
2. Objetivos
5
3. Equipos y Materiales
5
4. Procedimiento
5
5. Codificación de datos, gráficas y resultados
25
6. Fórmulas y cálculos típicos
10
7. Análisis de Resultados
15
8. Conclusiones
15
9. Recomendaciones
5
10. Bibliografía
5
11. Presentación
5
12. Anexos
+5
CALIFICADO POR:
Nombre y firma:
REVISADO POR:
Nombre y firma:
1. INTRODUCCIÓN
El suelo es la capa superior de la corteza terrestre donde viven innumerables organismos
y crece la vegetación. Segun (Tintero,2018) “Es una estructura importante del desarrollo
biológico. Los suelos se forman por la desintegración física y química de las rocas a través de
procesos geológicos que pueden durar miles de años. Su comportamiento mecánico depende de
factores como la granulometría, plasticidad, contenido de humedad y densidad”.
Es esencial comprender las propiedades del suelo para diseñar cimentaciones seguras,
predecir asentamientos, evaluar la estabilidad de taludes y determinar la capacidad portante del
terreno. Las características del suelo influyen directamente en el tipo de fundación a utilizar y en
el comportamiento general de cualquier estructura civil (Morales, 2024).
Las muestras inalteradas y los contenidos de humedad son importantes para la
comprensión y comportamientos que tiene los suelos. Las muestras de suelo inalteradas son
aquellas extraídas de la superficie de la tierra y transportadas al laboratorio para preservar su
estructura y contenido original. (Frankie, & Frankie. 2022)
La cantidad de agua presente en el suelo es un indicador esencial y complementario en
numerosos estudios pedológicos. Este indicador ha sido tradicionalmente expresado como la
proporción entre la masa de agua y la masa de la muestra de suelo después de haber sido secada a
un peso constante, o como el volumen de agua en relación con el volumen total de la muestra de
suelo. (Cherlinka, 2020)
2. OBJETIVOS
2.1. OBJETIVO GENERAL
•
Determinar la cantidad de humedad en diferentes muestras de suelo mediante el método
de secado en horno, con el fin de evaluar su capacidad de retención de agua y
comportamiento según el tipo de muestra.
2.2.OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•
Analizar las propiedades físicas de las muestras de suelo en relación con su contenido de
humedad, resaltando las variaciones significativas entre los tipos de suelo.
•
Comparar los resultados de humedad obtenidos experimentalmente para identificar
patrones de comportamiento entre las distintas muestras.
•
Caracterizar las muestras de suelo según sus puntos de extracción, evaluando las
particularidades derivadas de su procedencia geográfica.
3. EQUIPOS, HERRAMIENTAS Y MATERIALES
3.1.Equipos
Tabla 1:
Equipos utilizados en la práctica de extracción de la muestra y contenido de humedad
Equipos
Cantidad
Capacidad y
Ilustración
Apreciación
Balanza Digital
1
A ±0.01 g
Figura 1. Balanza Digital
Fuente: (Grupo 4,2024).
Horno
1
A ± 1 ºC
Figura 2. Horno
Fuente: (Grupo 4,2024).
Nota: Tabla de equipos utilizados en la práctica (Grupo 4,2024).
3.2. Herramientas
Tabla 2:
Herramientas utilizadas en la práctica para el contenido de humedad de las muestras.
Nombre
Recipientes
Metálicos
Espátula
Cantidad
Ilustración
6
Figura 3. Recipientes Metálicos
1
Fuente: (Grupo 4,2024).
Figura 4. Espátula
Fuente: (Grupo 4,2024).
Cuchillo
Porta taras
Franela
1
Figura 5. Cuchillo
1
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Figura 6. Porta taras
1
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Figura 7. Franela
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Nota: Tabla de herramientas utilizados en la práctica (Grupo 4,2024)
3.3. Materiales
Tabla 3:
Materiales utilizados en la práctica Contenido de Humedad.
Nombre
Ilustración
Muestra inalterada
Figura 8. Muestra 1
Proyecto: Diseño definitivo de las
obras civiles en la escuela de
educación básica de gran Colombia
perteneciente a la dirección distrital
06D03 Cumandá.
Localización: Sector Panza
Redonda Cantón Pallatanga
Descripción : Muestra 1
Muestra alterada
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Figura 9. Muestra 2
Proyecto: Alcantarillado, Agua
potable
Localización: Turubamba de
Monjas 2 Chillogallo
Descripción : M07
Muestra alterada
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Figura 10. Muestra 3
Proyecto: Estación de policía
Localización: Ibarra Atuntaqui
Descripción : Muestra 04 #
Fuente: (Grupo 4, 2024).
Nota: Tabla de materiales utilizados en la práctica (Grupo 4,2024).
4. PROCEDIMIENTO
Tabla 4:
Procedimiento de la práctica realizada
PROCEDIMIENTO
1. Identificamos los números anotados
ILUSTRACIÓN
Figura 11. Peso de las taras
en una cara de las taras, para
posteriormente pesarlas en la
balanza, este valor deberá ser
anotado junto con el número de tara,
puesto que todas las taras tienen
diferente peso.
2. Identificar las tres muestras de suelos
Fuente: (grupo 4, 2024)
Figura 12. Identificación de muestras
proporcionados para la práctica, así
diferenciamos entre dos tipos de
suelos, dos muestras alteradas y una
muestra inalterada
3. Retirar la parafina de la muestra
Fuente: (grupo 4, 2024)
Figura 13. Extracción de la parafina
inalterada, a continuación, con ayuda
de un cuchillo extraer poco a poco el
suelo que será colocado en la tara.
Tenemos que enfatizar en no mezclar
los pequeños extractos de parafina
sobrantes en el suelo, puesto que esto
Fuente: (grupo 4, 2024)
podría alterar nuestros resultados
finales.
4. Para las muestras alteradas
Figura 14. Preparación de las muestras
colocaremos el suelo en las taras,
haremos este procedimiento para
ambas muestras, procurando obtener
dos taras por cada muestra de suelo,
así obtendremos 6 taras
5. Pesamos las 6 taras llenas de suelo,
Fuente: (grupo 4, 2024)
Figura 15. Peso de las taras con suelo
seguidamente anotaremos estos
valores.
6. Enviamos estas muestras al horno
por 16 horas, una vez transcurrido
este tiempo, esperamos unos minutos
para que las taras se enfríen y puedan
Fuente: (grupo 4, 2024)
Figura 16. Muestras de suelo
ser manipuladas fácilmente. Para
finalmente pesarlas.
Fuente: (grupo 4, 2024)
Nota. Procedimiento para la obtención de contenido de humedad (Grupo 4, 2024).
5. CODIFICACION DE DATOS Y RESULTADOS
Tabla 5:
Identificación y datos obtenidos en el laboratorio de las muestras.
IDENTIFICACIÓN DE MUESTRAS Y CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD)
CONTENIDO DE AGUA (HUMEDAD) NORMA
ASTM D 2216
Recipiente
IDENTIFICACIÓN DE LA MUESTRA
Masa
No. m1
g
Diseño definitivo de las
obras civiles en la
escuela de educación
Proyecto:
básica Gran Colombia
perteneciente a la
Dirección Distrital
236 5.66
06D03 Cumandá
Sector Panza Redonda –
Localización:
Cantón Pallatanga
Perforación
No:
Profundidad
No:
Masa +
suelo
seco
Contenido de agua
m2
g
m3
g
Parcial
w
%
31.55
21.30
65.537
1
Alterada
Inalterada x
332 7.03
Promedio
w
%
67.725
1
Muestra No:
Tipo de
Muestra:
Masa +
suelo
húmedo
37.06
25.13
65.912
Proyecto:
Estación de policía
Localización:
Ibarra - Atuntaqui
Perforación
No:
Profundidad
No:
302 7,53
50,80
47,93
7,104
1
7,312
2,00 - 2,50 m
Muestra No:
04
Tipo de
Muestra:
Alterada x Inalterada
522 7,87
Alcantarillado, Agua
potable, bordillo,
Proyecto:
adoquinado, Galvez Perez
484 7,92
Turubamba de monjas 2 Localización:
Chillogallo
Perforación
No:
Profundidad
No:
47,62
44,84
7,520
51,03
47,11
10,003
10,161
2,250 m
Muestra No:
M 07
Tipo de
Muestra:
Alterada x Inalterada
293 7,71
50,05
46,09
10,318
Nota. Tabla de datos obtenidos durante el ensayo (Grupo 4, 2024).
6. CALCULOS TIPICOS
Tabla 6:
Cálculo del contenido de humedad parcial
Contenido de humedad
Fórmula:
w=
Mw
∗ 100%
Ms
Procedimiento:
w=
(31.55) − (21.30)
∗ 100%
(21.30) − (5.66)
w = 65.537(%)
w=
Mcws − Mcs
∗ 100%
Mcs − Mc
Donde:
•
w = contenido de humedad(%)
•
Mcws = Masa de recipiente + suelo humedo (g)
•
Mcs = Masa de recipiente + suelo seco (g)
•
Mc = Masa del recipiente (g)
•
Mw = Masa de agua (g)
•
Ms = Masa de particula solida (g)
Nota: Cálculo del contenido de humedad en la muestra 04 (Grupo 4, 2024).
Tabla 7:
Cálculo del contenido de agua promedio
Contenido de agua promedio
Fórmula:
w=
Σw
n
Procedimiento:
w=
65.537 (%) + 65.912(%)
2
w = 65.725(%)
Donde:
•
w = Contenido de agua promedio (%)
•
Σw = Sumatoria del contenido de agua parcial(%)
•
n = Número de datos
Nota: Cálculo del contenido de agua promedio en la muestra 04 (Grupo 4, 2024).
7. ANALISIS DE RESULTADOS
•
En el proyecto "Gran Colombia", ubicado en el Sector Panza Redonda - Cantón Pallatanga,
el análisis mediante el método de secado en horno según la norma ASTM D 2216 reveló los
contenidos de humedad más elevados del estudio resultando en un promedio de 67.725%.
Este alto porcentaje de humedad es característico de suelos tipo limo arenoso, los cuales
tienen una alta capacidad de retención de agua debido a su composición granular fina y
estructura porosa. . (Chiliquinga ,2024)
•
En los proyectos de "Estación de Policía" y "Alcantarillado", ubicados en Ibarra - Atuntaqui
y Turubamba de Monjas 2 - Chillogallo respectivamente, se encontraron contenidos de
humedad significativamente menores. Para la Estación de Policía, estableciendo un promedio
de 7.312%. Estos valores bajos son típicos de suelos tipo arena limosa. Por su parte, el
proyecto de Alcantarillado con un promedio de 10.161%, valores que sugieren un suelo tipo
arena arcillosa. La diferencia en los contenidos de humedad entre estos dos proyectos
demuestra la variabilidad de las condiciones del suelo y la importancia de realizar estudios
específicos para cada ubicación. . (Chiliquinga ,2024)
•
Para la muestra alterada obtuvimos 67,725% de contenido de humedad, lo que concuerda con los
datos teóricos, pues al ser una muestra inalterada su contenido de humedad será alto puesto que no
hay perdidas de humedad debido a la parafina. (Chuquin, 2024)
•
Se obtuvo un contenido de humedad de 7,312% para la muestra alterada, este valor tiende a ser bajo
debido a que por tratarse de una muestra alterada es normal tener perdidas de humedad. (Chuquin,
2024)
•
El suelo extraído de Chillogallo al contener un alto índice de humedad (10,161 %) puede expandirse
cuando absorbe agua, lo que podría provocar hinchamientos en el suelo, por ello el porcentaje en el
cual el suelo se encuentra es estable, ya que se encuentra dentro de un rango establecido donde se
puede trabajar con este tipo de suelo sin tener preocupación de que ocurra un hinchamiento dentro de
esta misma. En cambio, el suelo seco de Panza Redonda, teniendo un índice de 65,725% de humedad
puede ser mucho más plástico y menos compacto, por lo que tendrían que hacerse cimentaciones con
una profundidad donde encuentren suelo mejor compactado. (Chicaiza A, 2024).
•
En el sector de Chillogallo hay un contenido de humedad de 10,003%, mientras que, en el sector de
Atuntaqui hay un promedio de humedad de 7,312%. Esto nos indica que ambos suelos tienen en una
capacidad de retención buena ya que los suelos con buena retención están en el rango de 5% a 50% de
humedad. (Chicaiza A, 2024).
8. CONCLUSIONES
•
De acuerdo con el objetivo general planteado, mediante el método de secado en horno según la norma
ASTM D 2216, se logró determinar efectivamente el contenido de humedad en las diferentes
muestras de suelo, revelando variaciones significativas entre los proyectos analizados. El proyecto
"Gran Colombia" presenta una alta capacidad de retención de agua, mientras que el proyecto
"Estación de Policía" muestra una capacidad considerablemente menor con el promedio, demostrando
así comportamientos distintos según el tipo y condición de las muestras analizadas. (Chiliquinga
,2024)
•
En cumplimiento con el análisis de las propiedades físicas y la comparación de resultados permitió
identificar patrones de comportamiento específicos según la ubicación geográfica de cada proyecto.
Las muestras procedentes del Sector Panza Redonda - Cantón Pallatanga presentan características de
alta humedad, mientras que las extraídas en Ibarra - Atuntaqui y Turubamba de Monjas 2 Chillogallo muestran contenidos de humedad significativamente menores, lo que indica una clara
correlación entre la procedencia geográfica y las características de retención de agua del suelo.
(Chiliquinga ,2024)
•
Finalmente se concluye que, para obtener contenidos de humedad más cercanos a los valores reales,
es necesario realizar excavaciones y extraer muestras de suelos inalteradas para así no tener perdidas
de humedad. (Chuquin, 2024)
•
Se determinó que la obtención de humedad de muestras alteradas es más práctico que su contraparte
con las muestras inalteradas, esto puede ser útil en obras civiles de grandes extensiones, así podemos
obtener una idea del contenido de humedad general de la zona. (Chuquin, 2024)
•
Se concluye que, al conocer los resultados del ensayo obtenemos un contenido de humedad mayor en
la muestra revestida con cera que ha sido hecha con el fin de no perder las propiedades (inalterada) a
comparación de las otras muestras que han sido colocadas en fundas, haciendo que pierdan parte de
su humedad (alterada). (Chicaiza A. 2024)
•
Se concluye que el ensayo de contenido de humedad es de vital importancia dentro del campo de la
ingeniería civil, ya que, nos sirve para determinar algunas propiedades del suelo antes de realizar una
construcción. Además, entender y controlar el contenido de humedad nos ayuda a garantizar la
estabilidad, durabilidad y seguridad de las infraestructuras (Chicaiza A, 2024).
9. RECOMENDACIONES
•
Es recomendable mantener un ambiente de colaboración, enfocado y sin distracciones para
asegurar la calidad y exactitud de los ensayos realizados. La cooperación y el compromiso de
todo el equipo son importantes para alcanzar los objetivos propuestos y cumplir con los
estándares (Chiliquinga ,2024).
•
Se recomienda tener cuidado al momento de retirar la parafina de la muestra inalterada puesto
que, si fragmentos de esta llegan a caer sobre la tara, podría alterar los valores reales de
contenido de humedad. (Chuquin, 2024)
•
Es recomendable tener en cuenta que el proceso se debe realizar tratando de no perder
contenido de humedad al retirar las muestras que se van a colocar en las taras cuando se retiran
de su funda. (Chicaiza A, 2024).
10. BIBLIOGRAFIA
Construmática.
(2024).
Portal
de
Mecánica
del
Suelo.
https://www.construmatica.com/construpedia/Categoria:Mecanica_del_Suelo
Cherlinka (2020) Fundamentos de Mecánica de Suelos. https://www.geotecniafacil.com/
Frankie, & Frankie. (2022). Geotechnical Engineering. https://www.asce.org/geotechnicalengineering/
Morales. L (2024). Biblioteca Digital de Mecánica Suelos.http://www.geotecnia.unam.mx/
Tintero.
(2018).
Mecánica
de
Suelos
-
Conceptos
Fundamentales.
https://civilgeeks.com/categoria/mecanica-de-suelos/
11. ANEXOS
Anexo 1:
Capacidad de humedad
Nota: En el presente anexo se presenta la capacidad de retención de humedad aprovechable en
suelos de diferentes texturas (Toledo,22)
Anexo 2:
Hoja de datos de Identificación de muestras y contenidos de humedad.
Nota: Hoja de datos obtenidos en el ensayo (Grupo 4, 2024)
Anexo 3:
Norma ASTM D2216
Nota: En el presente anexo se observa la norma ASTM D 2216 la cual detalla cómo obtener
contenidos de humedad en laboratorio para muestras de suelo, esta fue de gran ayuda para
entender el proceso de la práctica antes de realizarla.