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Manual de Cátedras de Mecánica de Suelos I : Unidad 3: Propiedades físicas fundamentales
UNIDAD 3
Propiedades físicas fundamentales
3.5 Contenido de humedad (w)
El contenido de humedad de un suelo es la relación por cociente entre el peso del agua que aloja y el peso de su partículas sólidas, expresado siempre en términos de porcentajes.
Esta propiedad física es de sencilla obtención y de una gran utilidad, pues la resistencia y el comportamiento de los suelos ligados a la construcción están regido, en gran parte. por la cantidad de agua que contienen.
En los materiales calcáreos de Santo Domingo, el contenido de humedad se encuentra en los alrededores del diez (10) por ciento, pudiendo verse este valor afectado considerablemente por el grado de saturación del suelo, producto de la inyección de agua necesaria en la perforación cuando se utilizan equipos mecánicos para la obtención de especímenes de ensayo. En algunas arcillas de Santiago, encontramos contenidos de humedad del orden de 25 por ciento. En materiales orgánicos, como los propios de Gran Estero, se observan contenidos de agua de hasta doscientos por ciento, sin que esta cifra sea sorprendente, ya que en el Japón se han registrado contenidos de humedad de hasta mil quinientos por ciento, lo que indica grandes problemas de suelo debido a que el peso del agua supera en 15 veces al del material sólido. En Santo Domingo existen suelos con altos contenidos de humedad en las márgenes de los ríos Ozama e Isabela, donde frecuentemente se registran valores entre 80 y 100% para los suelos arcillosos que allí existen.
Proceso de laboratorio para la determinación del contenido de humedad de una muestra
Nuestro principal equipo de trabajo consistirá de un horno eléctrico de temperatura controlable (ver figura 3.5). Una vez tomado el peso en estado natural de la muestra, ésta se introduce al horno. Allí se calentará el espécimen a una temperatura de 105° ± 5° C, produciéndose la evaporación del agua y su libre escape a través de unas ventanillas en la parte superior de nuestro horno. Debemos tener cuidado de no sobrepasar este límite, pues correríamos el riesgo de cremar el suelo con la consiguiente alteración del cociente para la determinación del contenido de humedad. Puede utilizarse la cremación a nuestro favor cuando se desee obtener el contenido de material orgánico de una muestra. El material deberá permanecer en el horno por un período de 12 horas, razón por la cual se acostumbra iniciar el calentamiento de las muestras al final del día, dejándolas deshidratar durante toda la noche. Para la correcta identificación de los especímenes, éstos se colocan sobre recipientes de peso conocido convenientemente numerados. Esta numeración y peso deberán anotarse en el formulario que se utiliza para la obtención del contenido de humedad presentado en el ejercicio resuelto 1.
Una vez cumplidas las 12 horas de secado de la muestra de tamaño normal, precedemos a retirarla y pesarla, obteniéndose el peso seco. Ahora bien, es necesario dejar enfriar la muestra para facilitar su manejo. Si las muestras de dejaran refrescar en un medio sin protección, su temperatura elevada al salir del horno provocaría una absorción de agua del medio ambiente, alterándose el peso seco real. Por esta razón, deberá utilizarse un desecador, aparato no proveniente de la mecánica de suelos adquirido de los laboratorios de física y química. El desecador es un recipiente con cierre hermético, lleno parcialmente con un material higroscópico (como el cloruro cálcico), que mantiene en condiciones de sequedad absoluta al aire encerrado en él (ver figura 3.6). La gran desventaja de este instrumento, razón por la que no se utiliza con mayor frecuencia, es su poca capacidad, lo que inhabilita al laboratorista de manejar un número grande de muestras.
El peso del agua será la diferencia de pesos entre la muestra en estado natural y la seca. Ya contamos con los valores necesarios para la obtención del contenido de humedad. En caso de que se tuviera mucha prisa en obtener los resultados del ensayo, la muestra pudiera retirarse del horno al cabo de unas cuatro (4) o cinco (5) horas para pesarla. Luego, se introduciría de nuevo al horno y se compararía este primer peso con uno obtenido a las seis (6) horas de secado. Si no se advirtiera ninguna diferencia, pudiera utilizarse este valor como peso seco de la muestra.
© Octubre 1981 y © Junio de 1984 Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña, Santo Domingo, República Dominicana
© Mayo 1994, Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña, Santo Domingo, República Dominicana