Informe de contenido de Humedad

UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELASQUEZ
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL
INGENIERIA CIVIL
CURSO: LABORATORIO DE MECÁNICA DE SUELOS
INFORME N°- 03
CONTENIDO DE HUMEDAD DE SUELOS
MUESTRAS DE CALICATA # 2 - JULIACA
PRESENTADO POR:
● COSI VENTURA HIPOLITO
● AVALOS RIVERA MAGNO CLEVER
● YUGAR LINARES FRANK
● QUECAÑO IBAÑEZ JESUS
● CUNO YUCRA NILTON
● ALVAREZ QUISPE CESAR
DOCENTE:
ING. MERLY MILAGROS CONDORI CHURA
AREQUIPA – PERU
2018
VERSIÓN DOCUMENTO:
Rev. 02

TABLA DE CONTENIDO
1 INTRODUCCION..................................................................................................1
2 ANTECEDENTES ................................................................................................1
2.1 OBTENCIÓN DE MUESTRA ....................................................................................... 1
2.2 DESCRIPCION DE LA MUESTRA ............................................................................... 2
3 OBJETIVOS GENERAL........................................................................................2
4 OBJETIVO ESPECÍFICO ......................................................................................2
5 MARCO TEÓRICO ...............................................................................................3
5.1 CONTENIDO DE HUMEDAD:....................................................................................... 3
5.2 SUELO: ......................................................................................................................... 3
6 DESARROLLO DE METODOS PARA CONTENIDO DE HUMEDAD .........................4
6.1 MÉTODO ESTÁNDAR .................................................................................................. 4
6.1.1 EQUIPO NECESARIO .......................................................................................... 4
6.1.2 PROCEDIMIENTO ................................................................................................ 5
6.1.3 CONCLUSIONES.................................................................................................. 7
6.2 MÉTODO RÁPIDO........................................................................................................ 8
6.2.1 EQUIPO NECESARIO .......................................................................................... 8
6.2.2 PROCEDIMIENTO ................................................................................................ 9
6.2.3 CONCLUSIONES................................................................................................ 11
6.3 MÉTODO SPEEDY ..................................................................................................... 11
6.3.1 EQUIPO NECESARIO ........................................................................................ 11
6.3.2 PROCEDIMIENTO .............................................................................................. 12
6.3.3 CONCLUSIONES................................................................................................ 14
7 CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES GENERALES ....................................... 14

1
LABORATORIO DE SUELOS 1- DOC REV.02
1 INTRODUCCION
El presente informe tiene como finalidad determinar el contenido de humedad de las
muestras de los estratos obtenidos en campo, en general todo el proceso y los datos
registrados en la práctica se encuentran plasmado en las tablas que se presentan
líneas abajo, dichos datos son procesados aplicando las fórmulas correspondientes
aprendidas en clase. El proceso de la obtención del contenido de humedad de una
muestra se hace en laboratorios, el equipo de trabajo consiste en un horno donde la
temperatura pueda ser controlable. Una vez tomada la muestra del sólido en estado
natural se introduce al horno. Ahí se calienta el espécimen a una temperatura de más
de 100 grados Celsius, para producir la evaporación del agua y su escape a través de
ventanillas. Se debe ser cuidadoso de no sobrepasar el límite, para no correr el riesgo
de que el suelo quede cremado con la alteración del cociente de la determinación del
contenido de humedad. Realizar estos tipos de ensayos nos permite conocer y
verificar la calidad de suelo, conocer los diferentes estratos del suelo de cada zona,
región, ciudad.
2 ANTECEDENTES
2.1 OBTENCIÓN DE MUESTRA
Se ubicó el área de donde se obtendría la muestra; el cual se encuentra en el campus
de la UNIVERSIDAD ANDINA NESTOR CACERES VELAZQUES –JULIACA.
En el lugar se dispuso realizar una calicata de profundidad aproximada de 1.30m. en
la imagen a continuación se muestra los tipos de materiales encontrados, así como el
espesor de cada estrato.
Debemos mencionar que el nivel freático está a 1.33 m de profundidad.
IMAGEN DE CALICATA

2
2.2 DESCRIPCION DE LA MUESTRA
A simple vista se puede observar que la muestra tiene un color café rojizo con
bastante presencia de material orgánico hasta la profundidad de 0.34 m que es el
primer estrato.
Luego en niveles inferiores presenta suelo arcilloso limoso cambiando de color según
la profundidad.
Se puede sentir con la yema de los dedos que son finos como una arcilla lo cual indica
que tiene cohesión. Podemos decir también que el material se encuentra mojado por
la presencia del nivel freático.
Con respecto al olor se siente la humedad, huele a un suelo orgánico.
Con esto podríamos clasificar a nuestro suelo como una arcilla limosa con una
cohesión alta. La clasificación final se obtiene de los ensayos de laboratorio.
3 OBJETIVOS GENERAL
Determinar la cantidad de agua (libre) que posee una muestra de suelo con respecto
al peso seco de la muestra, por 3 métodos:
 MÉTODO ESTÁNDAR: Utiliza un Horno requerido en el laboratorio de suelo
que la temperatura es de 100 a 110 Grados Centígrados de temperatura
 MÉTODO RÁPIDO: Utilizando una estufa eléctrica y/o horno de alta
temperatura de secado inmediato, cristal de reloj, bandejas y espátula.
 METODO SPEEDY: este método está basado en un proceso químico en el que
se utiliza como reactivo el carburo de calcio que se utiliza dentro de un
dispositivo con un manómetro situado al extremo..
4 OBJETIVO ESPECÍFICO
 Conocer los métodos para encontrar el contenido de humedad en los suelos.
 Utilización adecuada de los materiales para cada método.
 Afianzar los conocimientos recibidos en la clase teórica.

3
5 MARCO TEÓRICO
5.1 CONTENIDO DE HUMEDAD:
EI contenido de humedad de un suelo es la relación del cociente del peso de las
partículas sólidas y en el uso del agua que guarda, esto se expresa en términos de
porcentaje.
EI suelo, material bastante abundante y de uso práctico en el desarrollo de un
proyecto de construcción, muchas veces no reúne las propiedades o características
para su uso. Por esto, se recurre a realizar sobre el análisis y pruebas, para lograr con
certeza la estabilidad en el tiempo. Lo primero que hay que consignar en la obtención
de una muestra es que esta sea representativa del terreno. Un muestreo adecuado y
representativo es de primordial importancia, pues tiene el mismo valor que el de los
ensayos en si. A menos que la muestra obtenida sea verdaderamente representativa
de los materiales que se pretende usar, cualquier análisis de la muestra solo será
aplicable a la propia muestra y no al material del cual precede, de ahí la necesidad de
que el muestreo sea efectuado por personal conocedor de su trabajo. La muestra
deberá ser identificada fácilmente en laboratorio, por este motivo deberá indicar:
nombre del proyecto, ubicación, N° de pozo, horizonte, profundidad, N° de muestra,
fecha de obtención, ítem a que pertenece, nombre de la persona que la tome y si está
contenida en uno o más envases. El contenido de humedad de los suelos es la
propiedad física del suelo es de gran utilidad en la construcción civil y se obtiene de
una manera sencilla, pues el comportamiento y la resistencia de los suelos en la
construcción están rígidos por la cantidad de agua que contienen.
La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la
cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el
comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por
ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica.
5.2 SUELO:
Es un medio constituido por partículas tanto minerales como orgánicas de muy
diversos tamaños de las piedras fácilmente apreciables a simple viste vista hasta las
partículas de arcillas menores de 0.002 mm. Algunas de estas partículas pueden
encontrarse separadas, mientras que otras están unidas entre si formando
agrupaciones mayores, o más o menos duraderas, denominados agregados. Se
denomina suelo a la parte superficial de la corteza terrestre biológicamente activa que
proviene de la desintegración o alteración física y química de las rocas y de los
residuos de las actividades de seres vivos que se asientan sobre ella. Son muchos los
procesos que pueden contribuir a crear un suelo particular, algunos de estos son: la
deposición eólica, sedimentación en cursos de agua, meteorización, y deposición de
material orgánico.

4
6 DESARROLLO DE METODOS PARA CONTENIDO DE HUMEDAD
6.1 MÉTODO ESTÁNDAR
El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por
medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en
porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el
peso de las partículas sólidas, o sea:
W = ( Ww / Ws ) * 100 ( % )
Dónde:
w = Contenido de humedad expresado en %
Ww = Peso del agua existente en la masa del suelo
Ws = peso de las partículas sólidas
6.1.1 EQUIPO NECESARIO
Horno de secado:
Es un equipo que se utiliza para secar y
esterilizar recipientes de vidrio, los cuales
provienes de un lavado de laboratorio. Es
decir que esta cámara con cavidad, la cual
tendrá una mayor temperatura la del
ambiente, quitara toda la humedad del
recipiente de metal o de vidrio. La estufa u
horno de secado está fabricado en su
interior y exterior con material de acero
inoxidable, por lo cual tiene gran
durabilidad, y gracias a un microprocesador
tiene uniformidad en la temperatura.
Nuestras muestras debes ser removida al
pasar las 24 horas después de haberlas
colocado allí
Balanza:
Lo utilizamos para medir la masa de un
cuerpo. En el laboratorio de utiliza la
balanza para efectuar actividades de control
de calidad y para determinar densidades o
pesos específicos.
La precisión de la balanza será de 0.10 gr.
Debido a que la masa de la muestra que
estamos trabajando en el rango de 100-
1000 gr.

5
Charolas y bandejas de aluminio:
Las bandejas de aluminio sirven para la
determinación de humedad en el horno de
secado y también lo utilizamos para poner
nuestras muestras. Y son resistentes a la
erosión. Son recipientes utilizados para
retirar la humedad de los distintos
materiales colocados en ellos o para
facilitar su enfriamiento en absorción de
humedad.
Espátula:
Es una lámina plana angosta que se
encuentra adherida a un mango echo de
madera, plástico o metal que se utilizó
principalmente para tomar pequeñas
cantidades de los estratos
6.1.2 PROCEDIMIENTO
A. Las muestras de los estratos son
llevados al laboratorio, estas
muestras deben estar
herméticamente sellados,
evitando así la perdida de
humedad. Para nuestro caso
tenemos:
 Peso de muestra estrato :
1000 gr aprox.(*)
 Peso de muestra para ensayo:
500 gr (*). Aprox.
En esta etapa también se debe
retirar el material orgánico, si es
que hubiese.
B. Codificamos los tarros o charolas
de aluminio, y tomamos nota del
peso de los mismos. (*)

6
C. Colocamos la muestra húmeda en
los tarros/charolas y tomamos
lectura del nuevo peso.
Registrándola como “peso del
recipiente más muestra húmeda” (*)
D. Ahora colocamos el conjunto de
tarros ya pesados con suelos
húmedos dentro del horno a una
temperatura constante de 100-
110°.C, durante 24 horas.
E. Cumpliendo el tiempo de secado en
el horno, se extrae la muestra con
ayuda de los guantes
F. Enfriar las muestras, y luego pesar
en la balanza (recipiente más suelo
seco) Registrar y realizar los
cálculos. (*)
*los valores finales se detallan en la Tabla 5.1 – Resumen de ensayo-Método
Estándar

7
TABLA 5.1
RESUMEN DE ENSAYO-METODO ESTANDAR
METODO ESTÁNDAR
UND
Muestra
1
Muestra
2
Muestra
3
ESTRATO 1 Peso del suelo húmedo + tarro gr. 345.60 339.52 335.67
MATERIAL
ORGANICO
Peso del suelo seco + tarro gr. 289.61 284.77 282.61
Peso del tarro gr. 38.09 37.86 37.22
Peso del agua gr. 55.99 54.75 53.06
Peso del suelo seco gr. 251.52 246.91 245.39
Humedad % % 22.26 22.17 21.62
PROMEDIO: % 22.02
Muestra
1
Muestra
2
Muestra
3
MATERIAL
LIMOSO
Peso del tarro gr. 30.84 30.90 30.63
Peso del agua gr. 26.69 25.67 26.82
Humedad % % 43.14 42.62 43.62
PROMEDIO: % 43.13
Muestra
1
Muestra
2
Muestra
3
MATERIAL
ARCILLOS
O
Peso del tarro gr. 33.17 32.68 45.34
Peso del agua gr. 40.90 31.69 53.32
Humedad % % 27.56 27.53 27.88
PROMEDIO: % 27.66
6.1.3 CONCLUSIONES
 Según las normas ASTM y NTP, el método estándar es el más confiable para
conocer el contenido de humedad de un suelo, su desventaja estaría en que
toma más tiempo realizarlo.
 Según los resultados mostrados en la tabla, podemos indicar que el ensayo se
hizo correctamente, ya que los valores no varían tanto respecto a la media de
las muestras de cada estrato.
 EL estrato con mayor contenido de agua, es el estrato número 2, con un 43%
de contenido de humedad. El estrato se encuentra entre las profundidades 0.48
m y 0.60 m

8
 El estrato con menor contenido de agua, es el estrato número 1, con un 22 %
de contenido humedad. EL estrato se encuentra entre las profundidades 0.34
m y 0.48 m
6.2 MÉTODO RÁPIDO
Este método consiste en usar una estufa/cocina con el fin de apurar el secado de la
muestra, se utiliza para encontrar un resultado rápido en el laboratorio, dicho valor
puede servirnos de referencia según nuestras necesidades, además, este resultado
puede servirnos como una forma de comprobación a los resultados que encontremos
con el método estándar (secado en horno), el cual es el método a usar, descrito en las
normas.
Estufa/cocina:
Necesario para realizar el secado de la
muestra, se debe utilizar EPP adecuado, debido
al peligro de quemadura.
Charolas / bandejas:
Bandejas de metal y/o aluminio cuya forma,
nos sirve para depositar contenido sobre ella.
En nuestro ensayo su función será como
contenedor de la muestra mientras lo hacemos
secar en la cocina.
Espátulas:
Es una lámina plana angosta que se encuentra
adherida a un mango echo de madera, plástico
o metal que se utilizó principalmente para tomar
pequeñas cantidades de los estratos
Mica de vidrio:
Sustancia transparente o translúcida, dura y
frágil a la temperatura ordinaria, que se obtiene
fundiendo una mezcla de sílice con potasa o
sosa y pequeñas cantidades de otras bases, y a
la cual pueden darse distintas coloraciones
mediante la adición de óxidos metálicos.

9
6.2.2 PROCEDIMIENTO
A. Tomamos una porción de la muestra (1
por cada estrato) de aproximadamente
600-800 gr. Esta porción de muestra
debe ser homogénea y tratando de no
perder la humedad de la muestra total
en el proceso.(*)
B. Pesamos las bandejas (3, una para
cada estrato) y registramos sus
valores.(*)
C. Depositamos la muestra húmeda en las
bandejas, luego las pesamos y
registramos sus valores.(*)
D. Dirigimos la bandeja con la muestra
húmeda hacia la cocina y comenzamos
a hacer secar la muestra, debe
realizarse de manera homogénea, nos
ayudamos de la espátula para esparcir
la muestra en la bandeja.
E. Para comprobar que la muestra esté
totalmente seca, usamos la placa de
vidrio.
Hacemos una especie de poza con la
muestra y colocamos encima la placa de
vidrio, cuando ya no se apañe, indicara
que la muestra ya está seca y lista para
continuar su proceso.

10
F. Finalmente pesamos la bandeja
(bandeja más muestra seca) en la
balanza y registramos sus valores.(*)
Realizar los cálculos correspondientes.
*los valores finales se detallan en la Tabla 5.2 – Resumen de ensayo-Método
Rápido
TABLA 5-2
RESUMEN DE ENSAYO-METODO RAPIDO
METODO RAPIDO
UND
Muestra
1
ESTRATO 1
Peso del suelo húmedo +
tarro gr. 1617.08
MATERIAL
ORGANICO
Peso del suelo seco + tarro gr. 1483.35
Peso del tarro gr. 884.00
Peso del agua gr. 133.73
Peso del suelo seco gr. 599.35
Humedad % % 22.31
PROMEDIO: % 22.31
Muestra
1
ESTRATO 2
tarro gr. 1673.35
MATERIAL
LIMOSO
Humedad % % 42.64
PROMEDIO: % 42.64
Muestra
1
ESTRATO 3
tarro gr. 1639.22
MATERIAL
ARCILLOSO
Humedad % % 30.36
PROMEDIO: % 30.36

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6.2.3 CONCLUSIONES
 El método es ideal para conseguir resultados rápidos, el tiempo promedio en
realizar este ensayo es de 20 min aprox.
 Los resultados son fiables, respecto a los valores concluyentes del método
estándar.
 EL estrato con mayor contenido de agua, es el estrato número 2, con un
42.64% de contenido de humedad. El estrato se encuentra entre las
profundidades 0.48 m y 0.60 m
 El estrato con menor contenido de agua, es el estrato número 1, con un 22.31
% de contenido humedad. EL estrato se encuentra entre las profundidades
0.34 m y 0.48 m
6.3 MÉTODO SPEEDY
Es para determinar de manera rápida y precisa el contenido de humedad en mezclas y
pastas de suelos, arena, arcilla u otros materiales granulares. El principio de
funcionamiento está basado en la reacción entre el agua y el carburo cálcico, que
produce una cantidad de gas directamente proporcional a la cantidad de gua presente
en la muestra.
Medidor de húmedas (tipo Speedy)
Medidor de Humedad (Tipo Speedy) está usado
para determinar el contenido de humedad de
suelos, arena y agregados finos en el campo.
Es un método fácil y portátil. La cantidad de
gas, que está producido cuando el agua y calcio
de carburo están mezclados y reaccionan y es
directamente proporcional a la cantidad de agua
presente en la muestra y los resultados del
porcentaje de humedad están tomados de un
manómetro de presión.
El modelo está usado para la determinación de
humedad de un espécimen de 20 g con un
contenido máximo de humedad de 20%. El
UTS-0155 Medidor de Humedad (Tipo Speedy)
no incluye el polvo de carburo de calcio.
El Medidor de Humedad (Tipo Speedy) viene
con;
 Vasija con Manómetro
 Balanza Digital
 Cucharón
 Cepillo para Limpiar

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 Trapo para Limpiar
 Dos Esferas para Pulverizar
 Estuche de Plástico
Dimensiones
510x380x200 mm
(estuche)
Peso (aprox.) 9 kg
Polvo de carburo de calcio:
El carburo de calcio es una sustancia sólida de
color grisáceo que reacciona exotérmicamente
con el agua para dar cal apagada (hidróxido de
calcio) y acetileno.
6.3.2 PROCEDIMIENTO
A. Se toma una muestra representativa de
cada estrato, entre 15 a 20 gr
B. Extraer las billas del rombo para colocar
la muestra dentro
C. Depositar la muestra dentro del envase
y se coloca el carburo en una cantidad
determinada en la tapa del envase.
D. Colocar las dos billas inclinando el
envase para no lastimar el reloj que
mide el contenido de humedad.
E. Introducir el carburo y tapar el envase, y
proceder a moverlo de manera circular,
durante 3 – 5 min.

13
F. Verificar la lectura de reloj y registrar
TABLA 5.3
RESUMEN DE ENSAYO-METODO SPEEDY
METODO SPEEDY
UND
Muestra
1
ESTRATO 1
tarro gr.
--
MATERIAL
ORGANICO
Peso del suelo seco + tarro gr. --
Peso del tarro gr. --
Peso del agua gr. --
Peso del suelo seco gr. --
Humedad % % 14.00
PROMEDIO: % 14.00
Muestra
1
ESTRATO 2
tarro gr.
--
MATERIAL
LIMOSO
Humedad % % 28.00
PROMEDIO: % 28.00
Muestra
1
ESTRATO 3
tarro gr.
--
MATERIAL
ARCILLOSO
Humedad % % 18.00
PROMEDIO: % 18.00

14
6.3.3 CONCLUSIONES
 El método Speedy es ideal para resultados rápidos en campo, nos da un
vistazo veloz de la humedad del suelos, siempre en con margen de error, el
cual se terminara corroborando con el método estándar.
 Se debe tener buena técnica para poder realizar los movimientos y así obtener
resultados reales del ensayo.
 Comparando los resultados de este método con los dos anteriores (Estándar y
Rápido) nos damos cuenta que sus valores difieren bastante, en casi unos 10%
de contenido de humedad entre los resultados.
7 CONCLUSIONES Y RECOMEDACIONES GENERALES
 Sé realizó la determinación del contenido de humedad de cada estrato.
 Se realizó la comparación de los tres métodos de contenido de humedad,
donde encontramos que el método de campo, Speedy difiere en casi unos 10%
del valor obtenido con los métodos de laboratorio, Estándar y Rápido.
Creemos que el equipo utilizado para realizar el ensayo Speedy no estaba
calibrado.
 El método Rápido resulto dar resultados muy confiables respecto al método
Estándar, y que además se pueden conseguir de manera más rápida.
 El estrato con mayor saturación, es el estrato número 2, con un promedio de
43.13%
 El estrado con menos saturación , es el estrato número 1, con un promedio de
22.02%
 Debemos mencionar que las muestras tomadas en campo, fue un lugar donde
la noche anterior hubo precipitaciones pluviales, por lo que los valores
encontrados en el ensayo, pueden variar respecto a que si se tomara la
muestra en condiciones climáticas normales/habituales de la zona.
RECOMENDACIONES
 Recomienda tener cuidado al momento de pesar los materiales y las muestras
cuidando de registrar los datos estando seguros de su valor.
 Verificar que los equipos con los que se trabaja estén debidamente calibrados
y que cumplan con los valores requeridos en las normas.

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