La placa de carga dinámica y la placa de carga estática son herramientas utilizadas para evaluar propiedades mecánicas del suelo, pero funcionan de manera diferente y tienen aplicaciones ligeramente distintas.
La placa de carga estática se usa para medir la capacidad de soporte del suelo y la consolidación del mismo bajo una carga aplicada lentamente. Este método es más tradicional y suele considerarse como el estándar en muchas normativas.
Por otro lado, la placa de carga dinámica, a menudo más rápida y menos costosa en términos de equipo y mano de obra, se utiliza para obtener una estimación rápida del módulo de deformación del suelo. Esta técnica es particularmente útil para evaluar la compactación de terraplenes y rellenos, así como para la construcción de carreteras.
Aunque la placa de carga dinámica ofrece ventajas en términos de eficiencia y coste, su uso como sustituto completo de la placa de carga estática depende de la normativa local y de los requisitos específicos del proyecto. En algunos casos, las correlaciones entre los resultados de ambas pruebas pueden ser establecidas para permitir el uso de la placa dinámica como un método alternativo. Sin embargo, esto requiere una validación cuidadosa y el cumplimiento de los estándares específicos de la industria y las regulaciones locales.
Es común recibir consultas sobre la placa de carga dinámica, específicamente sobre su aplicación en el control de calidad en la compactación de terraplenes, rellenos y capas granulares.
En general, la placa estática aún no es completamente sustituible, pero la dinámica ofrece ventajas significativas. La placa dinámica es una herramienta eficaz para evaluar el módulo de deformación en explanadas y capas granulares de pavimentos, una medición que antes se limitaba a las placas estáticas. Este módulo, un parámetro crucial para verificar la calidad de la compactación recién hecha, tiene valores mínimos definidos en el pliego general de condiciones para obras de carreteras en España (PG3) y en la Instrucción de Carreteras del Ministerio del Ministerio de Fomento.
Los códigos españoles mencionados prescriben controlar la calidad de compactación mediante medidas de densidad ‘in situ’ tipo Proctor y del módulo de deformación. Las mediciones de densidad son rápidas con densímetros radiactivos, pero las del módulo de deformación con placa estática son más lentas, necesitan equipo pesado (como un camión de reacción) y suelen carecer de digitalización y automatización.
La placa dinámica, en cambio, permite ensayos rápidos en muchos puntos, entregando resultados inmediatos en obra y facilitando la elaboración automática de informes. En España, se establecen correlaciones entre ambos tipos de placa al inicio de la obra en los suelos típicos, y luego se prefiere la placa dinámica por su eficiencia, capacidad de muestreo amplio y resultados instantáneos. Además, evita la regulación complicada y costosa asociada a los densímetros radiactivos.
Es previsible que los ensayos de placa dinámica se integren en los códigos técnicos españoles, como ya ocurre en Alemania y otros países centroeuropeos.
Adjunto un artículo que detalla la práctica alemana, incluyendo frecuencias de muestreo y valores especificados para distintas capas de la subestructura ferroviaria, tanto para el módulo estático Ev2 como para el dinámico Evd.
Norma UNE 103807-2
El Ensayo de Carga Vertical con Placa Dinámica, regido por la norma UNE 103807-2, es un método utilizado principalmente en ingeniería civil para determinar la capacidad portante y la deformabilidad de suelos y materiales granulares en la construcción de carreteras, vías férreas y otras estructuras.
A continuación, te proporciono un resumen general sobre sus aspectos más relevantes:
Método y Procedimiento
- Equipamiento: Se utiliza una placa de carga dinámica, generalmente una placa metálica circular con un sistema para aplicar y medir cargas de impacto.
- Aplicación de Cargas: La carga se aplica mediante la caída de un peso desde una altura determinada sobre la placa. Este impacto genera ondas que se propagan a través del suelo.
- Medición: Se miden las deformaciones resultantes en la placa, usualmente mediante un acelerómetro o dispositivos similares.
Formulación Matemática
- La norma proporciona fórmulas para calcular el módulo de deformación del suelo a partir de los datos de deformación medidos durante el ensayo.
- La fórmula exacta puede variar dependiendo de la configuración específica del equipo y del tipo de suelo, pero en general, se relaciona la magnitud de la carga aplicada con la deformación resultante.
Análisis
- Interpretación de Datos: Los datos obtenidos permiten evaluar la compactación y rigidez del suelo. Se comparan las deformaciones con valores estándar o con resultados de ensayos previos en materiales similares.
- Correlaciones: En algunos casos, se establecen correlaciones entre los resultados de la placa dinámica y otros ensayos, como el ensayo de placa estática, para obtener una comprensión más completa de las propiedades del suelo.
Valores de Referencia y Calibraciones
- Valores de Referencia: La norma UNE 103807-2 puede incluir valores de referencia o criterios para interpretar los resultados, dependiendo del tipo de construcción y del suelo.
- Calibraciones: El equipo utilizado en el ensayo debe ser calibrado regularmente para asegurar la precisión de los resultados. Esto incluye la calibración del sistema de carga y de los dispositivos de medición.
Aplicaciones Prácticas
- Utilizado ampliamente en la fase de diseño y construcción para asegurar la calidad de la compactación de suelos.
- Ayuda en la toma de decisiones para las operaciones de compactación y en la evaluación de la idoneidad del suelo para distintos tipos de construcción.
Normativa y Regulaciones
- La UNE 103807-2 forma parte de un conjunto de normas que definen procedimientos y requisitos para ensayos relacionados con materiales de construcción y suelos.
- Las regulaciones pueden variar según el país y el tipo de proyecto, pero este ensayo es fundamental en muchos estándares de construcción.
La evaluación del módulo de deformación utilizando la placa de carga dinámica
Sobre la comparación entre dos métodos de ensayo para medir el módulo de deformación del suelo: la placa de carga estática y la placa de carga dinámica, cada una definida por normativas UNE distintas en España.
Aquí te explico los puntos clave:
- Diferentes Métodos de Ensayo:
- La placa de carga estática (UNE 103808) mide el módulo de deformación estático del suelo. En este método, se aplica una carga gradual y constante al suelo a través de una placa, y se mide la deformación resultante.
- La placa de carga dinámica (UNE 103807-2) mide el módulo de deformación dinámico. Este método implica la aplicación de una carga de impacto a través de una placa de 300 mm de diámetro, y se mide la respuesta del suelo a este impacto.
- Diferencia en los Módulos Medidos:
- A pesar de que ambos métodos miden el módulo de deformación del suelo, los valores obtenidos no son los mismos debido a las diferencias en los métodos de aplicación de carga y medición.
- El módulo estático medido por la placa estática es diferente al módulo dinámico medido por la placa dinámica.
- Normativas y Especificaciones:
- Actualmente, los módulos de deformación obtenidos con la placa estática son los especificados en el PG3 (Pliego General de Condiciones de la Dirección General de Carreteras del Estado) en España.
- Los módulos obtenidos con la placa dinámica aún no están incluidos en el PG3, aunque ya se utilizan en otros pliegos europeos.
- Establecimiento de Correlaciones:
- Para aprovechar las ventajas de las placas de carga dinámica (más rápidas, fiables, sencillas y económicas), se recomienda establecer correlaciones entre los módulos estáticos y dinámicos. Esto se hace mediante ensayos comparativos al comienzo de la obra, utilizando los mismos materiales.
- Estas correlaciones permiten determinar qué valores mínimos del módulo de deformación dinámico deben alcanzarse para cumplir con los requisitos del módulo estático.
- Evolución y Adopción de Normativas:
- Se espera que, con el tiempo, la experiencia alemana en el uso de placas de carga dinámica sea aprovechada en España, y que los pliegos y normativas españolas comiencen a incluir valores especificados para el ensayo dinámico.
En resumen, aunque la placa de carga dinámica ofrece beneficios significativos en términos de rapidez y facilidad de uso, su capacidad para reemplazar completamente la placa de carga estática depende de varios factores, incluyendo la normativa local, las especificaciones del proyecto y la necesidad de correlación entre las metodologías de prueba.
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