Estudio de precisión de métodos directos e indirectos para medir la densidad en sitio
Contenido principal del artículo
Resumen
La adecuada determinación de la densidad de suelos compactados constituye un aspecto fundamental para garantizar la calidad y estabilidad de obras de infraestructura, especialmente en proyectos de ingeniería civil donde el control de calidad resulta decisivo. En este contexto, se desarrolló esta investigación con la finalidad de evaluar la precisión de métodos directos e indirectos en la medición de la densidad en sitio de distintos tipos de suelos, mediante la utilización de bancos de prueba en laboratorio. El objetivo principal fue comparar la exactitud de métodos directos (cono de arena, densidad y peso unitario) e indirectos (densímetro nuclear y densímetro eléctrico) para determinar parámetros como grado de compactación, contenido de humedad, densidad húmeda y densidad seca de suelos compactados. Para ello, se extrajeron muestras de suelo, las cuales fueron caracterizadas y clasificadas de acuerdo con el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS), mediante ensayos de granulometría, límites de consistencia e índice de plasticidad, verificando que cumplieran con las propiedades requeridas. La metodología contempló la conformación de bancos de prueba empleando el ensayo Proctor estándar y la aplicación de los métodos seleccionados para medir la densidad en arenas, limos y arcillas. Los resultados fueron analizados estadísticamente a través de la desviación estándar, coeficiente de variación, análisis de normalidad y análisis de varianza (ANOVA), complementados con tablas y gráficas comparativas. Los hallazgos mostraron que, bajo condiciones controladas, los métodos directos tendieron a presentar mayor precisión, mientras que los métodos indirectos ofrecieron ventajas en rapidez y facilidad de aplicación, aunque su desempeño varió según el tipo de suelo analizado. Se determinó que los métodos directos presentaron mayor precisión bajo condiciones controladas, mientras que los indirectos resultaron más efectivos en términos de rapidez y facilidad de aplicación. Las conclusiones permitieron identificar las ventajas y limitaciones de cada metodología, aportando a la selección de técnicas más adecuadas para diferentes aplicaciones en el ámbito de la ingeniería. Con este estudio, se contribuyó a la elección de metodologías más confiables para el control de calidad en la construcción de terraplenes o en la compactación de capas estructurales de carreteras, optimizando procesos y garantizando mayor seguridad estructural.
Descargas
Métricas
Detalles del artículo

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
Citas
ASTM International (2016) ASTM D1556: Standard Test Method for Density and Unit Weight of Soil in Place by Sand-Cone Method. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d1556_d1556m-15e01.html
ASTM International (2017) ASTM D2922: Standard Test Methods for Density of Soil and Soil-Aggregate in Place by Nuclear Methods (Shallow Depth). Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d2922-05.html
ASTM International (2018) ASTM D4318: Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d4318-17e01.html
ASTM International (2019) ASTM D2216: Standard Test Methods for Laboratory Determination of Water (Moisture) Content of Soil and Rock by Mass. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d2216-19.html
ASTM International (2020) ASTM D2487: Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System). Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d2487-17e01.html
ASTM International (2021a) ASTM D698: Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort (12,400 ft-lbf/ft3 (600 kN-m/m3)). Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d0698-12r21.html
ASTM International (2021b) ASTM D6913: Standard Test Methods for Particle-Size Distribution (Gradation) of Soils Using Sieve Analysis. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d6913_d6913m-17.html
ASTM International (2021c) ASTM D7263: Standard Test Methods for Laboratory Determination of Density and Unit Weight of Soil Specimens. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d7263-21.html
ASTM International (2021d) ASTM D7928: Standard Test Method for Particle-Size Distribution (Gradation) of Fine-Grained Soils Using the Sedimentation (Hydrometer) Analysis. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d7928-21e01.html
ASTM International (2023a) ASTM D854: Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by the Water Displacement Method. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d0854-23.html
ASTM International (2023b) ASTM D4220: Standard Practices for Preserving and Transporting Soil Samples. Advancing Standards Transforming Markets. Disponible en: https://www.astm.org/d4220_d4220m-14.html
Caiza, B. y Racines, J. (2025) Evaluación de la precisión en la medición de la densidad de arena, limo y arcilla aplicando métodos directos e indirectos en bancos de prueba en laboratorio. Trabajo de grado. Universidad Central del Ecuador. Disponible en: https://www.dspace.uce.edu.ec/handle/25000/37523
Castillo Gutiérrez, S. y Lozano Aguilera, E.D. (2007) “Q-Q Plot Normal. Los puntos de posición gráfica”, Revista electrónica Universidad de Jaén, 2(9). Disponible en: https://revistaselectronicas.ujaen.es/index.php/ininv/article/viewFile/259/241
Crawley, M.J. (2013) The R Book. 2da ed. West Sussex: John Wiley & Sons Inc. Disponible en: https://livresbioapp.wordpress.com/wp-content/uploads/2015/07/crawley-the_r_book.pdf
CTEC (2014) Uso y aplicación del densímetro no nuclear SDG-200 para el control receptivo en terreno de bases granulares y sub bases mediante impedancia eléctrica. Panamá. Disponible en: https://ctecpanama.com/wp-content/uploads/2021/01/Presentacion-SDG-200-06-08-14.pdf
Das, B.M. y Sobhan, K. (2018) Principles of Geotechnical Engineering. 9th ed. Cengage Learning. Disponible en: https://aportesingecivil.com/principles-of-geotechnical-engineering-9th-edition-braja-m-das/
Flores, J. (2014) Validación de la determinación de la densidad in-situ, de un tramo del proyecto “Collas-Tababela”, utilizando un densímetro eléctrico y comparando los resultados con el densímetro nuclear y el cono y arena. Tesis de grado. Pontificia Universidad Católica del Ecuador. Disponible en: https://repositorio.puce.edu.ec/items/db7db57b-0030-4958-9c1b-f5c397aa715c
Gabriels, D. y Lobo, D. (2013) Métodos para determinar granulometría y densidad aparente del suelo. Universidad Central de Venezuela. Disponible en: https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/4938481
Gutiérrez Rodríguez, W.Á. (2023) “Ensayo granulométrico de los suelos mediante el método del tamizado”, Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 7(2), pp. 6908-6927. DOI: 10.37811/cl_rcm.v7i2.5834 DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v7i2.5834
Knappett, J.A. y Craig, R.F. (2012) Craig’s Soil Mechanics. 8a ed. Londres: E & FN Spon. DOI: 10.1201/b12841 DOI: https://doi.org/10.1201/b12841
Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones (2002) Especificaciones generales para la construcción de caminos y puentes. Quito: MOP. Disponible en: https://www.obraspublicas.gob.ec/wp-content/uploads/downloads/2021/01/MPR_Chimborazo_Cumanda_Especificaciones-Tecnicas-MOP-001-F-2002.pdf
Posada, G. (2016) Elementos básicos de estadística descriptiva para el análisis de datos. Medellín: Fundación Universitaria Luis Amigó. Disponible en: https://www.funlam.edu.co/uploads/fondoeditorial/120_Ebook-elementos_basicos.pdf
Romero Saldaña, M. (2016) “Pruebas de bondad de ajuste a una distribución normal”, Revista Enfermería del Trabajo, 6(3), pp. 105- 114. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=5633043
Vicéns, J., Herrarte, A. y Medina, E. (2005) Análisis de la Varianza (ANOVA). Universidad Autónoma de Madrid Disponible en: https://gc.scalahed.com/recursos/files/r161r/w25298w/M1CDN114_S5_Analisis_de_la_varianza.pdf
Yepes, V. (2019) Control de calidad de la compactación de un suelo. Universidad Politécnica de Valencia. Disponible en: https://victoryepes.blogs.upv.es/2019/03/08/control-de-calidad-de-la-compactacion-de-un-suelo/