Metodos de Verificación de La Compactación en Suelos

METODOS DE VERIFICACION DE COMPACTACION E SUELOS

JUAN CARLOS MATOS 1

INTRODUCCION

Se entiende por compactación la acción de aplicar durante la construcción del relleno, la

energía necesaria para producir una disminución apreciable del volumen de vacíos del

material empleado y por tanto del volumen total del mismo. Diferenciándose de la

consolidación, en que también disminuye el volumen de vacíos, dicha reducción no se

consigue durante la ejecución de los terraplenes, sino en el transcurso de un plazo de tiempo

relativamente largo y debido a pérdida de agua intersticial, por efecto de cargas de servicio

móviles o fijas, por agentes atmosféricos, etc.

La necesidad de compactar apareció debido a la urgencia de utilizar las obras

inmediatamente, sin tiempo para que el tráfico o los agentes atmosféricos produjesen los

asientos definitivos. Los sistemas de compactación se han ido desarrollando paralelamente a

la mecanización de las obras, ya que la aplicación de la energía necesaria exige una

máquina adecuada en potencia y movilidad, para cada caso.

La energía de compactación necesaria en cada caso no es solamente diferente, sino que

también lo es el modo como dicha energía debe ser transmitida al terreno. Esta es la razón

de que existan diferentes tipos de máquinas compactadoras, y como consecuencia, la

dificultad inherente de elegir en cada caso el modelo más idóneo. Con cualquier máquina,

por poco específica que esta sea, podemos obtener una compactación satisfactoria. Lo que

ocurrirá es que gastará más energía de compactación y como consecuencia lógica más

tiempo y más dinero, si no elegimos la máquina adecuada. El problema más importante en

la compactación es elegir la máquina adecuada para cada trabajo. Dicha elección se basa en

ensayos prácticos más o menos guiados por teorías, que permiten de entrada y a la vista de

las principales características del material a compactar, decidir el tipo de máquinas más

idóneo.

Los factores principales que influyen en la capacidad de compactación de los suelos, son la

composición granular y el contenido de humedad. Dentro de la composición granular, lo más

importante es el tamaño del grano, mucho más, incluso, que la composición del mismo. El

contenido de humedad es el otro factor importante en la compactación. Se determina el valor

más favorable mediante el ensayo Próctor, que nos da la relación entre el contenido de


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humedad y la densidad del terraplén. La densidad seca máxima crece con la energía de

compactación. La humedad óptima depende de la energía utilizada para compactar. El agua,

al actuar como lubricante de las partículas facilita una mejor imbricación entre ellas, pero si

hay exceso de la misma, parte de la energía de compactación se pierde en expulsar el agua,

por lo que aparece lógicamente la existencia de un porcentaje óptimo, que es necesario

determinar en cada caso.

La corrección de humedad de un material ya compactado es difícil y costosa, por eso es

preferible utilizar energías de compactación elevadas que permitan conseguir densidades

secas superiores en un campo de humedades más amplio.

Hay suelos que son más o menos dificultosos de compactar, encontrándose:

• los cohesivos en general

• los de granulometría uniforme

• los no cohesivos o débilmente cohesivos, con un coeficiente de desigualdad pequeño

• rocas ligeras y rocas pesadas

Entre los suelos fáciles de compactar, se tienen:

• las arenas bien gradadas no cohesivas o poco cohesivas a partir de un valor mediano

de coeficiente de desigualdad

• las mezclas de arena y gravillas bien gradadas, no cohesivas o poco cohesivas con

iguales coeficientes

• todos los suelos no cohesivos o escasamente cohesivos aun con relativamente

pequeñas desigualdades de grano.

Para llevar a cabo la compactación de manera eficiente, se debe conocer las propiedades

geomecánicas del suelo a compactar o material de préstamo que se pretenda utilizar, para

ello, se requiere obtener en el laboratorio, por medio de ensayos granulométricos, límites de

consistencia, ensayos Próctor, etc, los datos de dicho material, y por ende, pueda ser

utilizado correctamente en la compactación.


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En el proceso de compactación, se debe verificar capa a capa si la densidad del suelo

compactado a cierta humedad óptima es la correcta, según los datos de laboratorio del

ensayo Próctor (estándar ó modificado), y compactar al 95%, como mínimo, de la densidad

máxima seca, para lo cual existen varios métodos de verificación de compactación, los

cuales serán detallados en este trabajo.

DETERMINACION DE LA DENSIDAD IN SITU:

El ensayo permite obtener la densidad de terreno y así verificar los resultados obtenidos en

faenas de compactación de suelos, en las que existen especificaciones en cuanto a la

humedad y la densidad.

Entre los métodos utilizados, se encuentran el método del cono de arena, el del balón de

caucho, instrumentos eléctricos e instrumentos nucleares entre otros.

Tanto el método del cono de arena como el del balón de caucho, son aplicables en suelos

cuyos tamaños de partículas sean menores a 50 mm. y utilizan los mismos principios, para

obtener el peso del suelo húmedo (Wh) de una pequeña perforación hecha sobre la

superficie del terreno y generalmente del espesor de la capa compactada. Obtenido el

volumen de dicho agujero (Vol. Exc), la densidad del suelo estará dada por la siguiente

expresión:

γh = Wh / Vol. Exc (grs/cc)

Si se determina luego el contenido de humedad (w) del material extraído, el peso unitario

seco será:

γd = γh / (1 + w) (grs/cc)

Método del cono de arena

Es el método más utilizado. Representa una forma indirecta de obtener el volumen del

agujero utilizando para ello, una arena estandarizada compuesta por partículas cuarzosas,

sanas, no cementadas, de granulometría redondeada y comprendida entre las mallas Nº 10

ASTM (2,0 mm.) y Nº 35 ASTM (0,5 mm.).


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Equipo necesario:

• Aparato cono de arena, compuesto por una válvula cilíndrica de 12,5 mm. de abertura,

con un extremo terminado en embudo y el otro ajustado a la boca de un recipiente de

aproximadamente 4 lts. de capacidad. El aparato deberá llevar una placa base, con un

orificio central de igual diámetro al del embudo (fig. 1).

• Arena estandarizada, la cual deberá ser lavada y secada en horno hasta masa

constante. Generalmente se utiliza arena de Ottawa, que corresponde a un material

que pasa por la malla Nº 20 ASTM (0,85 mm.) y queda retenida en la malla Nº 30

ASTM (0,60 mm.).

• Dos balanzas, de capacidad superior a 10 Kg. y 1000 grs., con precisión de 1 gr. y de

0,01 gr. Respectivamente.

• Equipo de secado, podrá ser un hornillo o estufa de terreno.

• Molde patrón de compactación de 4" de diámetro y 944 cc. de capacidad.

• Herramientas y accesorios. Recipientes herméticos con tapa, martillo, cincel, tamices,

espátula, brocha y regla metálica.

Fig. 1- Equipo de densidad in situ


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Procedimiento:

• Determinación de la densidad aparente suelta de la arena estandarizada. Se pesa el

molde de compactación (W1) con su base ajustada y se verifica su volumen (V1).

• Se coloca el molde sobre una superficie plana, firme y horizontal, montando en la

placa base y el aparato de densidad, procurando que la operación sea similar a la que

se desarrollará en terreno.

• Luego se abre la válvula y se deja escurrir la arena hasta llenar el molde, se cierra la

válvula, se retiran el aparato de densidad y la placa base y se procede a enrasar

cuidadosamente el molde, sin producir vibración, registrando el peso del molde más la

arena que contiene. Esta operación se repetirá hasta obtener, a lo menos, tres

pesadas que no difieran entre sí más de un 1%.

• Promediando los valores, se obtiene el peso del molde con arena (W2) y se determina

la densidad aparente suelta de la arena.

• Determinación del peso de arena necesario para llenar el cono y el espacio de la placa

base. Se llena el aparato de densidad con arena registrando el peso del conjunto

(W3).

• Luego se coloca la placa base sobre una superficie plana, firme y horizontal,

montando en ella el aparato de densidad. Se abre la válvula y se espera hasta notar

que la arena ha parado de fluir, momento en el cual se cierra la válvula.

• Finalmente se registra el peso del aparato de densidad más la arena remanente (W4).

Esta operación se repetirá para obtener un segundo valor que se promediará con el

anterior y por diferencia de pesos se obtendrá la masa de arena que llena el cono y el

espacio de la placa base (W5).

• Determinación del volumen del agujero. Nivelada la superficie a ensayar, se coloca la

placa base y se procede a excavar un agujero dentro de la abertura de ésta. El

volumen de suelo más o menos a remover, será el indicado en la tabla de la fig. 2., la

cual está en función del tamaño máximo de las partículas del suelo. Este material


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extraído será depositado dentro de un recipiente hermético.

• Luego se pesa el aparato de densidad con el total de arena (W8), el que es puesto

enseguida sobre la abertura de la placa base y se abre la válvula dejando escurrir la

arena hasta que se detenga, momento en el cual se cierra la válvula y se determina el

peso del aparato de densidad más la arena remanente (W9).

• Finalmente, se recupera la arena de ensaye desde dentro del agujero y se deja en un

envase aparte, de modo de reacondicionarla para poder volver a utilizarla en otra toma

de densidad.

• Determinación de la masa seca de material extraído. El material removido se deposita

en un recipiente hermético al que previamente se le determinó su peso (W6). El

conjunto se pesa para obtener el peso del material más el recipiente (W7).

• Luego, dentro del recipiente se mezcla el material y se obtiene una muestra

representativa (W10) según la Fig. 2. para determinar mediante secado a estufa en

terreno, el peso de la muestra seca (W11) y por ende su humedad (w).

• Finalmente, se extrae otra muestra representativa la que se deposita dentro de un

envase sellado para obtener la humedad en laboratorio, la que se compara con la de

terreno.

• Tamaño máximo de las partículas del suelo (mm.)

• Tamaño mínimo de la perforación (cm3)

• Tamaño mínimo de la muestra para determinar la humedad (grs.)


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Tamaño máximo de las

partículas del suelo (mm.)

Tamaño mínimo de

la perforación (cm 3)

Tamaño mínimo de la muestra

para determinar la humedad (grs.)

50 2800 1000

25 2100 500

12,5 1400 250

5 700 100

Fig. 2- Tabla de valores mínimo y máximo para deter minar humedad.

Cálculos:

• Calcular la densidad aparente suelta (DAS) o peso unitario suelto de la arena,

mediante la siguiente expresión:

DAS = (W2 - W1) / V1 (grs/cc)

Donde:

W1 = peso del molde de compactación (grs.)

W2 = peso del molde más arena estandarizada (grs.)

V1 = volumen del molde de compactación (cc.)

• Calcular el peso de arena (W5) para llenar el cono y el espacio de la placa base,

mediante la siguiente expresión:

W5 = W3 - W4 (grs)

Donde:

W3 = peso aparato de densidad lleno de arena (grs.)

W4 = peso aparato de densidad con arena remanente (grs.)

• Calcular el contenido de humedad (w) del material removido:

w = (W10 - W11) / W11 * 100 (%)

Donde:

W10 = peso de la muestra representativa húmeda (grs.)

W11 = peso de la muestra representativa seca (grs.)

• Calcular el peso del material seco extraído (W12):

W12 = (W7 - W6) / (w + 100) * 100 (%)


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Donde:

W6 = peso del recipiente hermético (grs.)

W7 = peso del recipiente hermético más el suelo húmedo (grs.)

• Calcular el volumen (V) del material extraído:

V = (W8 - W9 - W5) / DAS (cc)

Donde:

W8 = peso del aparato de densidad lleno de arena (grs.)

W9 = peso del aparato de densidad con arena remanente (grs.)

• Calcular el peso unitario o densidad seca in situ (γd) del material extraído, mediante la

siguiente expresión:

γd = W12 / V (grs/cc)

Observaciones:

• Generalmente es deseable contar con una arena uniforme o de un solo tamaño para

evitar problemas de segregación, de modo que con las condiciones de vaciado pueda

lograrse la misma densidad, del suelo que se ensaya.

• En el momento de ensayo en terreno, se debe evitar cualquier tipo de vibración en el

área circundante, ya que esto puede provocar introducir un exceso de arena en el

agujero.

• En suelos en que predominan las partículas gruesas es recomendable determinar la

humedad sobre el total del material extraído.

Método con densímetro eléctrico:

El Medidor de Densidad Eléctrico (EDG) (Fig. 3) es una alternativa no nuclear en la

determinación de las propiedades físicas de los suelos fundacionales. El EDG es un

instrumento portátil, accionado por batería que se puede usar en cualquier parte del mundo

sin los problemas asociados a la seguridad nuclear.


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El EDG mide y muestra:

• la densidad húmeda y seca

• contenido de humedad gravimétrico, y

• porcentaje de compactación.

Fácil de usar, el EDG puede utilizarse como una

herramienta para supervisar las operaciones diarias de

compactación, entregando mediciones comparables a

aquellas logradas con los métodos tradicionales como las

nucleares, cono de arena y método de secado por horno.

Fig. 3- Densímetro eléctrico

La exactitud del EDG se logra utilizando radiofrecuencia de punto a punto, midiéndola

directamente entre los electrodos enterrados en el suelo, asegurando positivas mediciones a

la profundidad de los electrodos.

No es necesario asegurarse que el suelo sea homogéneo o confiar en la onda de radio

frecuencia para penetrar los materiales del suelo desde la superficie.

Ventajas:

• No requiere de un técnico muy entrenado o autorizado.

• Fácil de aprender que permite entrenar a cualquier persona.

• Simple de usar.

• Alternativa a los métodos del cono de arena, secado por horno y a densímetros

nucleares.

• No se requiere técnico con licencia.

• Fácil de aprender y simple de utilizar.


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• Aplicaciones confiables y tecnología de RF punto a punto.

• Exacto, robusto y ligero.

• Resultados de la medida en dos a tres minutos.

Usos:

Densidad, humedad y prueba de aceptación de materiales compactados para:

• Terraplenes y rellenos.

• Bases, sub-bases y sub-rasantes.

• Rellenos sanitarios fosos.

• Todos los suelos de construcciones.

Método con densímetro nuclear

La determinación de la densidad total ó densidad húmeda a través de este método, está

basada en la interacción de los rayos gamma provenientes de una fuente radiactiva y los

electrones de las órbitas exteriores de los átomos del suelo, la cual es captada por un

detector gamma situado a corta distancia de la fuente emisora, sobre, dentro o adyacente al

material a medir.

Como el número de electrones presente por unidad de volumen de suelo es proporcional a la

densidad de éste, es posible correlacionar el número relativo de rayos gamma dispersos con

el número de rayos detectados por unidad de tiempo, el cual es inversamente proporcional a

la densidad húmeda del material. La lectura de la intensidad de la radiación, es convertida a

medida de densidad húmeda por medio de una curva de calibración apropiada del equipo.

Existen tres formas para hacer las determinaciones, retrodispersión, transmisión directa y

colchón de aire, entregando resultados satisfactorios en espesores aproximados de 50 a 300

mm (fig. 4.).



Fig. 4. Métodos de ensayo.

Retro- Transmisión: Es un modo rápido y no destructivo. La fuente de emisiones gamma y

los detectores permanecen dentro del densímetro, colocado sobre la superficie del material

analizar. Las emisiones gamma penetran en el material evaluado, las emisiones que son

recibidas por los detectores son cuantificadas. La retro-transmisión es usada principalmente

en capas delgadas, sean asfálticas o losas de concreto hidráulico.

Transmisión directa: (Es la más riesgosa porque la fuente radiactiva sale del aparato). En

este modo de operación la fuente gamma se posiciona a una profundidad específica, dentro

de la capa del material a evaluar, mediante su inserción a través de un orificio de acceso

hecho con la varilla de perforación. Las emisiones gamma son transmitidas a través del

material, hacia los detectores, dentro del densímetro. Este tipo de operación minimiza la

incertidumbre ocasionada por las superficies rugosas y la composición química del material

evaluado, determinando una elevada exactitud en las mediciones. La transmisión directa es

utilizada para la evaluación en capas con espesor de medio a grueso, de suelos, agregados,

capas asfálticas losas de concreto hidráulico.

Método colchón de aire: Se diferencia de los métodos anteriores en que el equipo medidor se

coloca sobre unos soportes o espaciadores que producen un espacio vacío (colchón de aire)

entre la base del medidor y el área de la superficie de terreno a ensayar. Se requiere además

tomar una o más lecturas en la posición de retrodispersión para chequear las mediciones.

La medición de humedad es un ensayo no destructivo; la fuente de neutrones y el detector

permanecen dentro del densímetro, sobre la superficie del material a analizar.



Emisiones de neutrones, a alta velocidad, son introducidas en la capa evaluada y son

detenidas parcialmente por sus colisiones contra los átomos de hidrógeno dentro del

material. El detector de Helio en el densímetro cuenta la cantidad de neutrones termalizados

(con velocidad disminuida); que correlaciona directamente con la cantidad de humedad en el

material evaluado.

Estos métodos son útiles como técnicas rápidas no destructivas siempre y cuando el material

bajo ensaye sea homogéneo.

Tipos de Fuentes Radioactivas:

• Americio 241: Usado para medir HUMEDAD

o Periodo de semidesintegración : 432 años

o Muy alta Radiotoxicidad

• Cesio 137: Usado para medir DENSIDAD

o Periodo de semidesintegración: 30 años

o Alta Radiotoxicidad

Las fuentes van selladas, encapsuladas (soldadas) en acero inoxidable, para evitar toda fuga

del material radiactivo. Las emisiones de fotones y neutrones no tienen protección.

• Densímetros nuclear con fuente de cesio 137 y americio 241:

o Equipo de Alto riesgo

o Usado como medidores de compactación, densidad y humedad.

o Toda manipulación deberá ser realizada evitando el contacto directo.

o Tasa de dosis a 1 metro: 3,6 mRem/hora

o Principales marcas: Cpn, Portaprobe, Humbold y Troxler

Operadores:

El operador es la persona que está debidamente autorizada por la División de Asuntos

Nucleares en el Ministerio del Poder Popular para la Energía y el Petróleo, en la cual, el

interesado debe haber cursado los cursos de Emergencia Radiológica y manipulación de

materiales radioactivos



Toda persona que a causa u ocasión de su trabajo este expuesta a radiaciones deberá

contar con un dosímetro personal, destinado a detectar y registrar las radiaciones ionizantes,

y al haber recibido capacitación sabrá que el operador de un densímetro estará expuesto a

radiaciones.

Calibración del equipo:

Antes de proceder a la operación, con el equipo radiactivo, se demarcará el área de trabajo

con conos, letreros y el símbolo relacionado con el riesgo de la radiactividad.

Solo el operador “autorizado” manipulará el equipo, permaneciendo en las proximidades sólo

el personal autorizado y restringiendo el ingreso de personal ajeno a la operación.

Se calibra el equipo sobre una base de baquelita (Fig.5),

graduando el tiempo de calibración entre 4min mínimo y 16 min

máximo. Las curvas de calibrado se establecen determinando la

razón de conteo nuclear de cada uno de varios materiales de

densidades conocidas, trazando la razón de conteo contra

densidad y ajustando una curva a través de los puntos

resultantes. El método usado para establecer la curva, es el

mismo que se usa para determinar la densidad in situ.

La densidad de los materiales usados para establecer la curva,

como por ejemplo bloques de granito, aluminio, magnesio, deben

ser uniformes y variar dentro de un rango de densidades que

incluya la del suelo a medir.

BASE DE BAQUELITA

DENSIMETRO

Fig. 5 Densímetro Nuclear

Las curvas de calibración deberán chequearse si el equipo está recién adquirido o si los

resultados de los ensayos de rutina se estiman que sean inexactos. Si se utiliza el método

del cono de arena para chequear la curva de calibración, se compara el promedio de por lo

menos 5 mediciones con el instrumento nuclear y una con el cono de arena en exactamente

la misma posición en terreno.



Si la densidad de cada uno de los ensayes de comparación determinados por el cono de

arena varía menos de 0,08 grs/cc de la densidad determinada por el instrumento nuclear y si

el promedio de los ensayes del cono de arena difiere menos de 0,032 grs/cc del promedio de

las mediciones nucleares, no es necesario hacer ajustes a la curva de calibración.

Por el contrario, si el promedio de las determinaciones de densidad por el cono de arena esta

a más de 0,032 grs/cc por sobre ó bajo del promedio de las mediciones nucleares, los

ensayes siguientes deben ser ajustados en el monto de la diferencia de los promedios,

trazando así una curva de calibración corregida, que será paralela a la original.

La precisión (P) del sistema está determinada por la gradiente de la curva de calibración y la

desviación estándar de los rayos gamma detectados en cuentas por minuto (CPM), mediante

la siguiente expresión:

P = S / m

Donde:

S = desviación normal (CPM)

m = gradiente (CPM/kgs/m3)

Se determina la pendiente de la curva de calibración en el punto 1760 kgs/m3 en CPM, kgs.

Por m3. Luego se determina la desviación normal de 10 lecturas repetitivas de 1 minuto,

cada una tomadas en un mismo punto, en un material que tenga una densidad de 1760

80 kgs/m3. Si el valor resultante (P) es menor que 20 kgs/m3, el equipo se considerará en

estado óptimo.

Para la normalización, cada día de uso y cuando las medidas de los ensayos sean dudosas,

se chequeará la operación del equipo con un patrón de referencia provisto con cada medidor.

Luego de emplear un tiempo de estabilización para el equipo de acuerdo a las instrucciones

del fabricante, se realizan por lo menos 4 lecturas repetitivas de 1 minuto cada una sobre el

patrón de referencia.



Los criterios de evaluación serán:

• Si la media de las lecturas repetitivas esta fuera de los límites de aceptación, se repite

el chequeo,

• Si el segundo chequeo cumple con los límites de aceptación, el equipo se considerará

en condiciones satisfactorias,

• Si el segundo chequeo no cumple con los límites establecidos, deberá chequearse la

curva de calibración,

• Si el chequeo de la curva de calibración muestra que no hay cambios significativos en

ella, se deberá efectuar un nuevo conteo de referencia (No)

• Si el chequeo de la curva de calibración muestra que no hay diferencias significativas,

reparar y recalibrar el instrumento.

Operación del Densímetro Nuclear en el terreno:

• Previa calibración del equipo, se marcará el

suelo con el perímetro de la placa de raspado

(Fig. 6)

• Se perforan dos huecos para asegurar que no

exista algún obstáculo que impida insertar el

vástago. En caso de existir inconvenientes con

uno, se utiliza el otro, optimizando el marcado de

la placa. (Fig.7)

MARCADODE PLACA

PERFORACION DE ORIFICIOS Fig. 6 demarcación con

placa guía



• No se trabajará en zonas de vehículos o

maquinarias en movimiento, coordinando los

trabajos con la supervisión a fin de determinar,

previamente, los accesos, rutas de circulación,

zonas de medición y horarios.

• Verificar que las vías de circulación en el área de

operación estén libres.

• El operador baja el vástago, penetrando en el

suelo 30 cm en uno de los hoyos realizados en la

placa. (Fig. 8)

PERFORACION 1

PERFORACION 2

PERIMETRODE PLACA

Fig.7 Perforación de

huecos

• Nunca debe bajarse el vástago sin que el equipo

esté completamente apoyado en el suelo y

ubicado en la perforación.

• Se enciende el equipo y se programa el tiempo

de ensayo.

• Al poner en funcionamiento el equipo, el

Fig.8 Medición

operador debe retirarse una distancia prudencial, por lo menos 2 metros

del equipo, para evitar exponerse a las radiaciones innecesariamente

• Se toma la lectura y se apaga el equipo.

• Una vez finalizada la tarea se procederá a guardar el equipo, y mantenerlo en su caja de transporte, retirar la señalización en el terreno.

Almacenamiento:

• La bodega en que se almacenen los equipos estará construida con un material sólido

que asegure el control de la radiación al exterior.

• En caso que la bodega se ubique en una obra provisoria y, por tanto, los materiales



requeridos para la construcción del recinto no se ajusten a lo señalado anteriormente,

se deberá construir un recinto en hormigón y/o albañilería, provisto de un marco con

una tapa metálica de protección con un sistema de cierre con porta candado, que lo

asegure de terceras personas. Esta bodega puede estar ubicada al interior de otra

construcción que puede ser de material liviano, pero deberá contar con un acceso

independiente y exclusivo.

• Debe estar a lo menos cinco metros de los lugares de trabajo, permanecer cerrada,

limpia, despejada y libre de humedad.

• Debe estar señalizada e identificada con letreros alusivos, (En la puerta de acceso y

los cuatro costados de la bodega) que indiquen “Precaución Material Radioactivo solo

personal autorizado”, incluyendo el nombre y teléfono de la persona encargada de

seguridad radiológica.

• Para el caso de equipos portátiles de uso en obras viales, cuando estos no sean

ocupados, se guardarán dentro de este tipo de bodega y al interior de una caja de

material aislante a radiaciones, la cual será destinada única y exclusivamente a

contener estos equipos. Esta caja, estará provista de candados de seguridad y será

en lo posible anclada al piso o pared de la bodega.

• Los medidores se guardarán en todo evento, dentro de su contenedor original.

• Deberá mantenerse un registro que indique en todo momento donde se encuentran los

equipos y la persona responsable del mismo.

• Deberán contar con un plan de emergencia que contemple como mínimo, acciones en

casos de accidentes, perdidas y/o robos.

• Debe controlarse el ingreso, solo para el personal autorizado.

• La bodega de almacenamiento será de uso exclusivo para el densímetro, no deberá

contener otros equipos, materiales o herramientas.

• La bodega de almacenamiento debe cumplir con todas las disposiciones legales

establecidas.



Transporte:

• El transporte de los densímetros nucleares debe ser realizado por personas

autorizadas.

• Se debe acompañar en todo momento de traslado, copia de las correspondientes

autorizaciones.

• Antes de cargar el densímetro nuclear, el responsable del transporte deberá, verificar

las condiciones en que se encuentra e informar inmediatamente alguna anomalía si la

hubiere, así como si cuenta con la autorización correspondiente del Servicio de

Emergencia Radioactiva para su uso y transporte.

• El densímetro nuclear no debe ser transportado en la cabina.

• Antes de iniciar la marcha el conductor deberá preocuparse que el equipo esté

debidamente sujeto para evitar cualquier daño o hurto.

• Nunca se debe dejar el vehículo de transporte con el densímetro en su interior sin una

persona que lo custodie.

• Dentro de la caja colocar una hoja con el procedimiento de emergencia en caso de

robo o pérdida del equipo. (Nombre empresa, teléfonos de emergencia, dirección).

• Llevar una bitácora de registros con los datos de las salidas e ingresos desde el lugar

de almacenamiento del equipo, día, hora, lugar de trabajo y faena, además de indicar

el nombre del operador responsable.

Procedimiento de Emergencia:

Cuando un densímetro nuclear sufra por cualquier motivo algún deterioro, el encargado

deberá:

• Cercar el área donde esté el equipo dañado a lo menos cinco metros.

• Comunicar inmediatamente a la División de Asuntos Nucleares.



• El Departamento de Emergencias Radiológicas, comunicará a la autoridad

competente, con el fin de que éste envíe una persona a evaluar si es que existe

Radiación.

• La autoridad competente indicará los pasos a seguir, las que deberán ser cumplidas

rigurosamente.

Las causas principales de accidentes y/o incidentes con Densímetros Nucleares, se debe,

principalmente a los siguientes factores:

• Entrenamiento inapropiado en la operación.

• Manual de protección inadecuado o no existe.

• Seguir procedimientos inadecuados con el equipo.

• Defectos del equipo.

• Falta en el uso de medidores de radiación.

• Errores humanos.

• Violaciones voluntarias.

• Los operadores no están calificados para el uso seguro de material radioactivo.

• Los trabajadores relacionados no están informados de la presencia de material

radioactivo.

• Los operadores y los trabajadores relacionados no comprenden los procedimientos de

emergencia.

• Falta de actualización del entrenamiento y de entrenamiento para nuevos empleados.

• Instalación o mantenimiento inadecuado del equipo.

• Mal uso del equipo.



• Uso del equipo más allá de los límites del diseño.

• Falta de una actitud de “prioridad a la seguridad.”

• Inadecuada supervisión por parte del operador para garantizar que se siguen los

procedimientos.

• Falta de entrenamiento necesario en el uso seguro de material radiactivo.

• Son usados tipos incorrectos de medidores de radiación.

• Los medidores de radiación no tienen actualizada la calibración o no son calibraos

correctamente.

• Entrenamiento inadecuado de los individuos en el uso de los medidores de radiación.

Consecuencias de malas prácticas:

Pérdidas materiales: En caso de una mala manipulación con el aparato se puede estropear.

Daños a las personas: Radiación con el densímetro por no conocimiento o por no tener

licencia de operador autorizado.

La exposición a cantidades grandes de cesio radioactivo puede dañar células del cuerpo a

causa de la radiación emitida.

Dentro del cuerpo, el americio se concentra en los huesos, donde permanece durante mucho

tiempo. La radiación emitida por el americio puede alterar el material genético de las células

de los huesos y esto puede producir cáncer de los huesos. Recibir altas dosis de radiación

con un Densímetro Nuclear puede ser letal.



Dosis máx. Permisible para personas ocupacionalmente expuestas

Dosis máxima Permisible para personas ocupacionalme nte expuestas

5.000 mRem 1 Año

400 mRem 1 Mes

100 mRem 1 Semana

20 mRem 1 Día

2,2 mRem 1 Hora

Fig. 9. Dosis máxima permisible de radiación

El milirem (mRem) es la unidad utilizada para medir el efecto de la radiación en el cuerpo

humano.

Daño al medio ambiente: El material radiactivo no afecta solo al manipulador, sino también al

medio que lo rodea perjudicando a la vez la salud de las personas que se encuentran a los

alrededores.

Prevención de los accidentes/ incidentes:

• Cumplir con la reglamentación vigente.

• Trabajar en zonas que no haya tráfico vehicular o aislar el lugar.

• Realizar las mantenciones periódicas al equipo y accesorios.

• Utilizar los elementos de seguridad durante la operación.(Zapatos de seguridad,

chaleco reflectante, lentes protectores, casco, dosímetro personal y conos para aislar

la zona de trabajo)

• Trabajar con un asistente

• No golpear el equipo.

• Llevar una bitácora de registro con los datos de las salidas e ingreso desde el lugar de

almacenamiento( día, hora, lugar de trabajo, nombre del operador)

• Tener Manual de Protección Radiológica.



• Aplicar procedimientos de operación del equipo aprobados por la autoridad

reguladora.

Otros métodos para determinación de densidades in situ:

Método del balón de caucho:

A través de este método, se obtiene directamente el volumen del agujero dejado por el suelo

que se ha extraído. Por medio de un cilindro graduado, se lee el volumen de agua bombeado

que llena la cavidad protegida con el balón de caucho que impide la absorción del agua en el

terreno.

Como ventaja, este método resulta ser más directo y rápido que el cono de arena, pero entre

sus desventajas se encuentran la posibilidad de ruptura del balón o la imprecisión en

adaptarse a las paredes del agujero, producto de cavidades irregulares o proyecciones

agudas lo que lo hacen poco utilizado.

Método del densímetro de membrana:

Aplicable a suelos donde predomina la grava media y gruesa. Una vez nivelada la superficie,

se coloca un anillo metálico de diámetro aproximado de 2 mt. y se procede a excavar el

material que encierra el anillo en una profundidad aproximada de 30 cm.

Una vez removido el material, se coloca una membrana plástica que se adapta

perfectamente al interior del anillo y al fondo de la grava. Esta membrana se llena con agua,

registrando el volumen que llena la cavidad y que corresponderá al volumen de material

extraído.

Método del cono gigante:

Aplicable a suelos donde predominan las partículas mayores a 50 mm. o en suelos como

gravas uniformes, en donde la utilización de la arena no resulta conveniente puesto que esta

ocuparía los vacíos que originalmente poseen las gravas. En reemplazo de arena, es común

utilizar gravilla o bolitas de vidrio.



Método mediante bloques:

Se utiliza para determinar la densidad de suelos cohesivos en estado natural, en suelos

compactados y suelos estabilizados, donde se determina el peso y volumen de muestras en

estado inalterado. Estas muestras son extraídas cuidadosamente mediante un cuchillo o

espátula y son recubiertas con parafina sólida. De la pared de la excavación se extrae una

muestra representativa para determinar el contenido de humedad. La muestra no perturbada,

se pesa y se determina su volumen al depositarla dentro de un sifón, leyendo en un cilindro

graduado el volumen de agua desplazado al cual se le debe restar el volumen de parafina

que recubre la muestra para lo cual es necesario saber la densidad de ésta.

Tamaño máximo de

partículas (mm)

Volumen mínimo de la

muestra (cm 3)

5 750

10 1500

25 2000

50 3000

80 4000

Fig. 10. Volúmenes mínimo a ensayar de muestra seg ún el tamaño máximo de partículas de suelo.



CONCLUSIONES:

• La importancia de la compactación de los suelos consiste en el aumento de resistencia

y disminución de capacidad de deformación que se obtiene al sujetar el suelo a

técnicas convenientes que aumenten su peso especifico secos, disminuyendo sus

vacíos.

• Por lo general, las técnicas de compactación se aplican a rellenos artificiales, tales

como cortinas de presas de tierra, diques, terraplenes, bordes de defensa, muelles,

pavimentos, etc. Algunas veces se hace necesario compactar el suelo natural, como

en el caso de cimentaciones sobre arenas sueltas.

• Los métodos utilizados para la compactación de los suelos dependen de los tipos de

materiales con los que se trabaje en cada caso; con base en un experimento sencillo

que los materiales puramente friccionantes se compactan eficientemente por métodos

vibratorios, en tanto que en los suelos plásticos, el procedimiento de carga estática

resulta más ventajoso.

• La eficiencia de cualquier equipo de compactación depende de varios factores, y para

poder analizar la influencia particular de cada uno, se requiere disponer de

procedimientos estandarizados que reproduzcan en el laboratorio la compactación que

se puede lograr en el campo con el equipo disponible.

• Entre todos los factores que influyen en la compactación obtenida en un caso dado,

podría decirse que dos son las más importantes: el contenido de agua del suelo, antes

de iniciarse el proceso de la compactación y la energía específica de compactación

suministrada al suelo por unidad de volumen.

• La importancia de la verificación de la compactación lograda en campo con muestras

al azar tomadas del material en cada capa compactada in situ, radica en comprobar

que la compactación ha sido llevada a cabo con la densidad máxima seca y con los

valores de un punto por debajo de la humedad óptima, en la rama seca obtenidas a

través del ensayo Próctor estándar o modificado y evitar posibles problemas

estructurales posteriores.



• El método del cono de arena es de relativa precisión, pero es más laborioso de

efectuar que el efectuado mediante la verificación con Densímetro Nuclear

• De todos los métodos aplicados a la verificación de la compactación, el más preciso y

rápido es el Densímetro Nuclear, pero es más delicado en cuanto a riesgo se refiere

por la radiación emitida, si no se cumplen las normativas técnicas y legales que

amerita su uso.

• El Densímetro Nuclear siempre debe ser usado por un operador autorizado que tenga

conocimientos tanto de su uso como de los riesgos que implica la manipulación de

este aparato.

• Toda empresa debe establecer una política seguridad de acuerdo a la legislación

vigente con el fin evitar accidentes radiológicos en su personal o a terceras personas.

• Se debe velar por todas las medidas de seguridad del equipo, almacenamiento,

mantenimiento y transporte del Densímetro Nuclear.

• Si una empresa cuenta con un operador autorizado y cumple con la normativa vigente

estaría previniendo todo accidente radiológico que tiene como consecuencias daños a

las personas o al ambiente.

Metodos de Verificación de La Compactación en Suelos

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