METODOS DE VERIFICACION DE COMPACTACION E SUELOS
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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.).
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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• 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
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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.
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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.
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• 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.
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• 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.
METODOS DE VERIFICACION DE COMPACTACION E SUELOS
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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.
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• 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.
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JUAN CARLOS MATOS 23
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.
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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.
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• 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.