Beneficios de la Compactación de Suelos

  • Mejorar la resistencia: Al aumentar la densidad, el suelo incrementa drásticamente su capacidad de soporte y estabilidad.
  • Prevenir hundimientos: Reduce los asentamientos del terreno a futuro ante cargas externas, como edificios o carreteras.
  • Control del agua: Disminuye la permeabilidad, evitando la infiltración. Esto previene el esponjamiento (hinchamiento en invierno) y la contracción (en verano).
  • Protección contra heladas: Al eliminar los vacíos, se evita que el agua se congele y se expanda, previniendo el agrietamiento de estructuras.
  • Contra la licuación: Un suelo bien compactado, con control de granulometría y permeabilidad, reduce el riesgo de pérdida de fuerza durante un sismo.

Nota sobre las desventajas: Si el trabajo se ejecuta incorrectamente, puede generar el efecto contrario, aumentando el potencial de hinchamiento por heladas.

Métodos de Aplicación de Energía

Existen cuatro formas físicas de aplicar energía al suelo, combinadas según el equipo:

  • Estática o por Presión: Utiliza el peso propio de la máquina para «aplastar» el suelo. Ejemplo: Rodillo Liso.
  • Por Impacto: Una placa golpea el suelo a alta velocidad repetidamente. Ejemplo: Apisonador manual (bailarina).
  • Por Vibración: Se aplican vibraciones de alta frecuencia. Ejemplo: Placas o rodillos vibratorios.
  • Por Amasado: Presiones concentradas en áreas pequeñas para «amasar» la tierra. Ejemplo: Rodillo Pata de Cabra.

Ensayos de Laboratorio

A) Suelos Cohesivos y Mixtos (Arcillas y Limos)

Se utiliza el Ensayo Proctor (NCh 1534-II). Consiste en compactar tierra en un molde cilíndrico estandarizado mediante un pisón de 4,5 kg con una altura de caída de 460 mm.

  • La Curva de Compactación: Al variar la humedad, se identifica la Densidad Máxima (Proctor 100%) y la Humedad Óptima.
  • Cada tipo de suelo presenta una curva distinta; las arcillas pesadas son menos sensibles a la humedad que las arenas arcillosas.

B) Suelos Granulares (Arenas y Gravas)

Dado que el impacto del Proctor es ineficiente en arenas limpias (menos del 12% de finos), se emplea el concepto de Densidad Relativa (NCh 1726), clasificando el suelo desde «Muy Suelto» (0-15%) hasta «Muy Denso» (85-100%).

Pruebas de Control In-Situ

Para verificar que el suelo alcance el 95% o 98% de la densidad Proctor, se utilizan:

  • Método del Cono de Arena: Método clásico que mide el volumen de un hueco mediante arena calibrada. Desventaja: Lento y susceptible a errores por humedad o vibraciones externas.
  • Densímetro Nuclear: Utiliza rayos Gamma para medir la densidad. Desventaja: Impacto ambiental y posibles errores por minerales químicos en el suelo.
  • Penetrómetros (DCPT, PANDA, DINAPLACA): Métodos modernos que miden la resistencia a la penetración. Son rápidos, económicos y permiten obtener datos en profundidad.

Criterios de Selección y Ejecución

  • Suelos Granulares: Se compactan mediante vibración para romper la fricción entre granos.
  • Suelos Cohesivos: Se compactan mediante amasado e impacto para expulsar el aire atrapado en las láminas de arcilla.
  • Espesor de capa: No debe superar los 20 cm, ya que la energía de compactación disminuye con la profundidad.
  • Canchas de prueba: Permiten definir el número óptimo de pasadas de la maquinaria, optimizando tiempo y recursos.

Ensayo CBR (NCh 1852)

A diferencia del Proctor, el CBR mide la resistencia y deformación del suelo. La muestra se sumerge en agua para simular la peor condición climática posible y se somete a una carga mediante un pistón. Un valor CBR más alto indica una mayor capacidad de soporte para pavimentos y bases estructurales.