Introducción
El peso unitario, también conocido como “densidad de peso”, de un suelo se refiere a su peso por metro cúbico y normalmente se expresa como kilonewtons por metro cúbico (kN/m3) o toneladas por metro cúbico (t/m3)1. Conocer el peso unitario de un suelo es particularmente importante para el diseño geotécnico, así como para evaluar los volúmenes de movimientos de tierras. Esta nota técnica tiene como objetivo proporcionar una base para estimar el peso unitario de un suelo en ausencia de resultados de pruebas específicas.
Factores que afectan el peso unitario del suelo
El peso unitario de un suelo depende de la composición de las partículas del suelo, la cantidad de agua en el suelo y qué tan bien compactado está el suelo. Los factores contribuyentes incluyen, entre otros:
- Mineralogía de las partículas del suelo (por ejemplo, sílice, cuarzo, feldespato, etc.).
- El rango de tamaños de las partículas del suelo, también conocido como distribución de tamaño de partículas.
- La angularidad de las partículas del suelo (más relevante para arenas y gravas gruesas).
- El contenido de humedad del suelo: si los huecos entre las partículas del suelo están completamente llenos de agua (completamente saturados) o principalmente de aire.
- Contenido orgánico del suelo.
Medición del peso unitario del suelo
En teoría, esto es tan sencillo como medir el volumen de un suelo y luego pesarlo. En la práctica puede ser más difícil porque tan pronto como se extrae una muestra de suelo, esta puede colapsar, expandirse, cambiar el contenido de humedad o variar de otras maneras. Si una muestra se retira cuidadosamente del sitio y se transporta a un laboratorio, la densidad se puede medir utilizando los métodos descritos en el Capítulo 7 de BS 1377-2:1990.
La determinación de la densidad de los suelos in situ se puede lograr utilizando los métodos descritos en el Capítulo 2 de BS 1377-9:1990. Uno de los métodos más comunes utilizados en el sitio es el medidor de densidad nuclear (ver Figura 1).
Figura 1: Medidor de densidad nuclear
Pesos unitarios de suelo típicos
Varios estudios han intentado evaluar un peso unitario típico para un tipo de suelo determinado y un uso típico de la información contenida en BS 8002, así como otras fuentes y valores acumulados en más de 30 años de operación. Esta información se ha combinado en la Tabla 1, a continuación.
Tabla 1: Pesos unitarios de suelo típicos
Referencias
British Standards Institution, BS 1377-2:1990 – Métodos de prueba de suelos con fines de ingeniería civil. Pruebas de clasificación
British Standards Institution, BS 1377-9:1990 – Métodos de prueba de suelos con fines de ingeniería civil. Pruebas in situ
British Standards Institution, BS 8002:1994 – Código de prácticas para estructuras de retención de tierra
British Standards Institution, BS 8002:2015 – Código de prácticas para estructuras de retención de tierra
Zekkos, D., Bray, J., Kavazanjian, E., Matasovic, N., Rathje, E., Riemer, M. y Stokoe, K. (2006) Peso unitario de los residuos sólidos municipales. Revista de Ingeniería Geotécnica y Geoambiental, 132(10), 1250-1261. doi: 10.1061/(asce)1090-0241(2006)132:10(1250)