El documento describe el uso y funcionamiento de un densímetro nuclear para medir la densidad y humedad de suelos. Explica que el densímetro utiliza radiación para medir la densidad mediante la transmisión o retrodispersión de rayos gamma, y la humedad mediante la termalización de neutrones. También detalla los pasos para preparar la superficie del suelo, colocar el densímetro, realizar las mediciones y obtener los parámetros de densidad seca, humedad y grado de compactación.

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA
FACULTAD DE CIENCIAS DE INGENIERÍA
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL - HVCA
MECÁNICA DE SUELOS II
COMPACTACIÓN: DENSIMETRO NUCLEAR
HUANCAVELICA,
INTEGRANTES:

3. Determinar la Humedad y la Densidad Seca
de los suelos en el campo mediante métodos
nucleares, sin tener que recurrir a métodos de
intervención física.
OBJETIVOS

4. Es un equipo portátil que
emite radiación ionizante y
que" se utiliza para medir la
humedad y densidad de
suelos bases, hormigón y
asfalto.
DENSÍMETRO NUCLEAR

5. Definiciones
La Precisión
• La precisión es una
función del tiempo Al
aumentar el período de
mediciones por un factor
de cuatro mejorará la
precisión por un factor de
dos.
Error de superficie
El error causado por
vacíos de superficie.
Profundidad de
medición
• La profundidad de la
medición está definida
como esa profundidad
por sobre la cual
ocurren el 95% de las
mediciones
Unidades de medición
La densidad y el
contenido de humedad
son usados en el sistema
de medición SI,
Error Químico
• Es causado por las
variaciones en la
composición química
del material que está
siendo testeado.

6. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO
CAJA DE ACCESORIOS
CAJA DE TRANSITO O
TRANSPORTE
Varilla guía/plato
raspador
Martillo de cuatro
libras
Varilla de perforación
Marcador
5001 EZ
Herramienta de
extracción
INDICACIÓN
DE AUTO
PROFUNDID
AD
ALMACENAJE
DE DATOS Y
VACIADO.

8. La sonda utiliza baterías recargables de Níquel-
Cadmio como fuente de alimentación. Cuando se
activa la sonda, la pantalla del panel de control
visualiza varios caracteres de prueba, y luego pasa
inmediatamente al proceso de auto prueba.
Para activar la sonda se presiona la tecla
<ENCENDER> <PWR>..
ACTIVACIÓN DEL DENSIMETRO

9. Una vez completada la auto prueba, la
cual dura 300 segundos, el instrumento
pasa a modo Preparado. En este
estado se puede acceder a cualquiera
de las funciones de la sonda.
La primera línea en la pantalla indica el
tiempo de conteo actual. La segunda
línea indica la profundidad seleccionada
para la varilla con la fuente.

10. Puesto que las condiciones de la superficie del
suelo pueden afectar mucho a la precisión de la
medición, es importante localizar un lugar plano, sin
agujeros grandes, grietas o restos de cualquier
índole.
Colocar la placa para respaldo de nuevo en el
mismo lugar, y presionar hasta conseguir que la
superficie esté plana.
Allanar la superficie del suelo moviendo hacia
delante y hacia atrás la placa para respaldo. Retirar
dicha placa y rellenar todos los agujeros y
desigualdades con arena fina, polvo de cemento o
de cal, aplanándolos para que sean bien nivelados.
Preparación del
Terreno de
Emplazamiento
Colocación del
Densímetro

11. • El caso de las
mediciones de
Transmisión Directa,
colocar la varilla de tal
manera que pase por
la herramienta de
perforación y luego
por una de las guías
de la placa.

12. Usar el Equipo de Seguridad necesario.
Sujetar la placa con el pie y golpear con un martillo el extremo de
la varilla de perforación, hasta que esta alcance una profundidad
que sea, por lo menos, 50 mm (2 plg.) que la profundidad
necesaria para la medición.
Para que se coloque el instrumento con la precisión máxima,
marque en el suelo el contorno de la placa de respaldo/guía,
antes de retirar la varilla de perforación.
Retirar la varilla de perforación en línea recta y hacia arriba, y al mismo tiempo,
girando hacia los lados, la herramienta de extracción.
Con cuidado, levantar la placa para respaldo y colocar la sonda sobre la misma
superficie. Insertar la varilla con a fuente en el orificio creado por l varilla de
perforación.
Introducir la varilla con la fuente en el orificio. Liberar entonces el disparador.
La indicación de que se ha logrado esta posición es un “click” producido por el
elemento de fijación.

13. En el caso de Superficies de Hormigón
Asfáltico, se buscar una zona igualada y
plana del hormigón asfáltico. En el caso de
mezclas abiertas, se puede rellenar todos los
agujeros con arena o con polvo de cemento,
procurando que el hormigón asfáltico quede
siempre al descubierto.
La parte de la base de la sonda debe
apoyarse sobre el hormigón asfáltico, no
sobre el material de relleno.
La sonda debe mantenerse estable y firme.
En el caso de hacer una medición alrededor
de un testigo, se puede mover la sonda hasta
estar a unas pulgadas del testigo, para que
quede firme.

14. Colocar la sonda sobre el emplazamiento. Liberar el
mango y empujarlo hacia abajo hasta alcanzar la
posición correcta. Verificar que la clavija se
enganche con la señal en la varilla indicadora.
Presionar <COMENZAR> <PWR>
Medición de los Parámetros de Densidad Proctor
Una vez expirado el tiempo de conteo,

15. Densidad Húmeda
Densidad Seca y
Porcentaje % de
Proctor
Humedad y % de Humedad
Volumen de Vacíos y
Relación de Vacíos

16. Nos permite determinar rápidamente y con precisión la Densidad
Seca y la Humedad de los suelos en el campo, sin tener que recurrir
a métodos de intervención física, tales como la extracción de
testigos.
DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO
El equipo utilizado para este ensayo,
determina la Densidad mediante la
trasmisión, directa o retrodispersada,
de los rayos gamma, cuantificando el
número de fotones emitidos por una
fuente de Cesio- 137. Los detectores
ubicados en la base del medidor
detectan los rayos gamma y un
microprocesador convierte los conteos
en una medida de Densidad.

17. Por el contrario, para determinar la
Humedad de los suelos y materiales
semejantes, se utiliza el principio de
termalización de neutrones.
El Hidrógeno (agua) en el material frena los
neutrones emitidos por una fuente
construida de Americio 241: Berilio. La
detección de los neutrones frenados se hace
mediante detectores de Helio-3 situados en la
base de la sonda.
 La utilización de instrumentos nucleares para la determinación
de densidades y humedades ha sido aprobada por la ASTM
(American Society of Testing and Materials).

18. 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:
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
Humedad: la fuente de
neutrones y el detector
permanecen dentro del
densímetro, sobre la
superficie del material a
analizar

19. VISTA DE MEDICIONES
VIGENTES
La tecla F1 está accesible desde
MAIN MENU. Esta tecla
permitirá a los usuarios ver los
resultados calculados de las
mediciones vigentes, conteos
estándar o estadísticos,
establecer un proyecto para la
medición de datos y salvar los
datos medidos.
• MDEPTH (profundidad medida) representa la profundidad a la que los conteos de
densidad (DC) y el conteo de humedad (MC) fueron tomados.
• Subsecuentemente la densidad seca (en el modo de medición SOIL)
• la densidad húmeda (en el modo soil)
• porcentaje Marshall (en el modo de medición ASPHALT)

20. Los datos de Densidad Seca y % de Humedad se
obtienen directamente del aparato de medición.
Adicionalmente debe realizarse un ensayo de
Compactación Proctor, con una muestra del suelo
ensayado, en el laboratorio, para poder determinar el
parámetro de grado de Compactación del suelo.
CÁLCULOS

21. CONCLUSIONES
El densímetro nuclear es un aparato eficiente para la
determinación de la Densidad y Contenido de Humedad
de un Suelo, asfalto, etc.
Como conclusión tenemos que un 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.
Las desventajas del uso del densímetro nuclear es riesgoso
para la salud humana ya que las radiaciones pueden ocasionar
daños a la piel.