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ESCUELA POLITECNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y AMBIENTAL

LABORATORIO DE MECANICA DE SUELOSPRACTICA N 9

DENSIMETRO NUCLEAR

lvaro Fausto Lpez Guevara

3er Semestre Ingeniera Civil

Fecha de realizacin del ensayo: 22/04/2013

Fecha de entrega del informe: 25/04/2013

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1. INTRODUCCION

1.1 Objetivos del ensayo

Determinar el contenido de humedad y la densidad seca de los suelos en campomediante mtodos nucleares, sin tener que recurrir a mtodos de intervencinfsica.

Familiarizarse con diferentes instrumentos usados en la mecnica de suelos ycomprender su funcionamiento bsico.

Aprender nuevos mtodos de medicin de las caractersticas ndices de un suelo quenos ayuden para un trabajo en campo sin tener la necesidad de acudir, en primera

instancia, al laboratorio.

1.2 Marco Terico

Como se ha mencionado anteriormente, el presente mtodo nos permite determinar

rpidamente y con precisin la Densidad Seca y la Humedad de los suelos en el campo, sin

tener que recurrir a mtodos de intervencin fsica, tales como la extraccin de testigos.

El equipo utilizado para este ensayo, determina la densidad mediante la trasmisin, directa o

retrodispersada, de los rayos gamma, cuantificando el nmero de fotones emitidos por una

fuente de Cesio-137. Los detectores ubicados en la base del medidor detectan los rayos gammay un microprocesador convierte los conteos en una medida de Densidad

Por el contrario, para determinar la Humedad de los suelos y materiales semejantes, se utiliza

el principio de termalizacin de neutrones. El Hidrgeno (agua) en el material frena los

neutrones emitidos por una fuente construida de Americio 241: Berilio. La deteccin de los

neutrones frenados se hace mediante detectores de Helio-3 situados en la base de la sonda.

La utilizacin de instrumentos nucleares para la determinacin de densidades y humedades ha

sido aprobada por la ASTM (American Society of Testing and Materials).

El Densmetro tiene dos modos de operacin: el modo de Transmisin Directa (la varilla con la

fuente perforando el material) y el modo de Retrodispersin (la varilla se encuentra prxima a

la fuente, pero no perforando el material). Estos dos modos se explican ms ampliamente a

continuacin:

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En el modo de Transmisin Directa, la varilla con la fuente de Cesio-173 se introduce en el

terreno hasta la profundidad deseada. Los detectores en la base de la sonda cuantifican la

radiacin emitida por la varilla con la fuente. Para llegar a los detectores, los fotones gamma

deben primero pasar a travs del material, donde chocan con los electrones ah presentes.Una baja densidad del material supone un alto nmero de choques correspondientes, lo que

reduce el nmero de fotones que llegan a los detectores, es decir, mientras menor sea de

nmero de Fotones que alcancen a los detectores, mayor ser la Densidad del material.

Fig1. Esquema de Transmisin Directa

En el modo de Retrodispersin, los fotones gamma deben ser dispersados (o reflejados) por lo

menos una vez, antes de alcanzar a los detectores en la sonda. Para efectuar este proceso, se

coloca la varilla de manera que, la fuente y los detectores se encuentran en el mismo plano,

denominado Posicin de Retrodispersin. Los fotones provenientes de la fuente penetran en el

material, y los que se dispersan son medidos por los detectores. A fin de evitar que los fotones

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puedan acceder a los detectores directamente, sin ser dispersados por el material, la sonda

dispone de blindajes entre la fuente y los detectores.

Fig 2. Esquema de Retrodispersion

2. RESULTADOS OBTENIDOS

Tabla1. Resultados Obtenidos

w(%)

d(kg/m)

m(kg/cm)

compactacion(%)

38.3 1073 776 63.5

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5. CONCLUSIONES

Hemos determinado caractersticas ndices de un suelo como son: el contenido dehumedad, densidad seca, densidad hmeda y grado de compactacin, las cuales debidoal mtodo son bastante precisas y rpidas, no obstante estos datos obtenidos nos sirven

como una referencia bastante aproximada y para estudios ms detallados que nossirvan para el diseo de cualquier obra civil, es necesario recurrir a la prcticaexperimental, obteniendo resultados ms exactos.

Un densmetro nuclear siempre debe ser manipulado por un operador calificado, qutenga conocimiento tanto del uso del densmetro cono de sus riesgos. Recibir altas dosisde radiacin con un densmetro nuclear puede ser letal. Una capacitacin debe serllevada a cabo antes de que los alumnos puedan usar este dispositivo por s mismos, poreste motivo la prctica fue demostrativa y llevada a cabo por el responsable delaboratorio de suelos.

Nuevos mtodos de medicin de propiedades ndices del suelo han sido asimilados, enla prctica ahora disponemos de ms opciones para realizar un estudio de suelos,

dependiendo de las condiciones de trabajo.

6. BIBLIOGRAFIA Y REFERENCIAS

http://noticias.espe.edu.ec/hfbonifaz/files/2012/09/DENSIDAD-DE-CAMPO-M%C3%89TODO-DENS%C3%8DMETRO-NUCLEAR.pdf