POR: TATIANA E. HIZO LÁZARO

CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE SUELOS

POR EL MÉTODO DE LA CERA CASERA

I. OBJETIVOS :

1.1Determinar la densidad del suelo por el método de la cera casera.

1.2Conocer los tipos de suelos determinando la densidad del suelo.

1.3Familiarizarse con los equipos para un óptimo resultado.

II. MATERIALES A UTILIZAR :

2.1Una probeta medida en ml.

2.2Una balanza ardil.

2.3Una porción de cera.

2.4Hilo de una longitud de 45 cm.

2.5 Agua destilada.

2.6 Un terrón de suelo.

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

Para la ejecución de la práctica de laboratorio es necesario conocer algunos

conceptos.

3.1. Densidad:

Masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de

densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la

densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro

cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la

sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por

centímetro cúbico.

Densidad = __peso__ volumen

3.2. Cera Casera: Es un éster natural de ácidos grasos y alcoholes monohidroxílicos. Las ceras tienen un brillo opaco y una textura jabonosa o grasienta. Se ablandan gradualmente con el calor, pasando por un estado blando y maleable hasta llegar al estado líquido.

Cera usada en el laboratorio

3.3. Principio de Arquímedes.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza ascendente igual al peso del volumen de fluido desplazado por dicho objeto. De este modo, cuando un cuerpo está sumergido en el fluido se genera un hidrostático resultante de las presiones sobre la superficie del cuerpo, que actúa siempre hacia arriba a través del centro de gravedad del cuerpo del fluido desplazado y de valor igual al peso del fluido desplazado. Esta fuerza se mide en Newtons (en el SI) y su ecuación se describe como:

Donde ρf es la densidad del fluido, V el volumen del cuerpo sumergido y

g la aceleración de la gravedad.

La anécdota más conocida sobre Arquímedes cuenta cómo inventó un

método para determinar el volumen de un objeto con una forma

irregular. De acuerdo a Vitruvio, una nueva corona con forma de corona

triunfal había sido fabricada para Hierón II, el cual le pidió a Arquímedes

determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si le había

agregado plata un orfebre deshonesto. Arquímedes tenía que resolver el

problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en

un cuerpo regular para calcular su densidad.

Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina

cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse

para determinar el volumen de la corona. Debido a que el agua no se

puede comprimir, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad

de agua igual a su propio volumen. Al dividir el peso de la corona por el

volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la

corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más

baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces,

Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado

estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "¡Eureka!"

(En griego antiguo: "εὕρηκα!," que significa "¡Lo he encontrado!)"3

La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de

Arquímedes, pero en su tratado Sobre los cuerpos flotantes él da el

principio de hidrostática conocido como el principio de Arquímedes. Este

plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje

vertical y hacia arriba igual al peso de fluido desalojado.

IV. PROCEDIMIENTO

4.1. Para determinar la densidad del suelo:

a. Primero limpiamos el terrón con un cepillo hasta quitar toda

impureza.

b. Pesamos el terrón sin cera.

c. Luego lo amarramos con el hilo de 45 cm. Asegurándolo

bien ya que necesitamos sostener con firmeza el terrón.

d. Entonces el terrón lo sumergimos en la cera líquida

(calentada en el horno por un periodo de 8 horas). La cera tiene que

estar semicaliente para poder sumergir el terrón ya que si esta

excesivamente caliente será difícil que el terrón de suelo quede bien

cubierto de cera.

e. Hay que sumergir el terrón las veces que sea necesario ya

que tiene que ser compactado por la cera.

f. Ya embarrado o bañado el terrón por la cera otra vez lo

pesamos obteniendo la masa del terrón con la cera.

g. Luego por último cogemos la probeta y le añadimos agua

hasta un nivel determinado después sumergimos el terrón con cera y el

agua ascenderá hasta una medida determinada esto para determinar el

volumen del terrón de suelo.

h. Ya determinado la densidad verificamos el tipo de suelo por

medio o gracias a la tabla de clases texturales.

i. Por ultimo hacemos gabinete con los datos tomados en

laboratorio utilizando principio de Arquímedes para el volumen y regla

de tres simple y por ultimo la fórmula de densidad.

V. CÁLCULOS DE GABINETE

1. Cálculo de la Masa de la Cera

msc= 22.089 g.

mcc= 25.985 g.

→ m = 25.985 – 22.089 = 3.896 g.

Donde:

msc → masa sin cera

mcc → masa con cera

m → masa de la cera

2. Cálculo del Volumen de la Cera

Acá utilizaremos regla de tres ya que tenemos una relación entre masa

volumen.

25.985 g. → 18.75 ml. = Vct

3.896 → Vc

→ Vc = 2.811 ml.

Donde:

Vc → volumen de la cera

Vct → volumen de la cera con terrón calculada en laboratorio con la

probeta y agua.

3. Cálculo del Volumen del Terrón

→ Vt = 18.75 ml. – 2.811 ml. = 15.939 ml.

Donde:

Vt → volumen del terrón

4. Cálculo de la Densidad del Terrón

→ = = 1.386

5. Determinando el Tipo de Suelo con su Densidad

Gracias a la tabla de clases texturales podemos determinar el tipo de suelo

que es y se llego a calificar como SUELO FRANCO ARENOSO.

VI. CONCLUSIONES:

Logramos aprender el procedimiento para la obtención de la densidad del

suelo.

Se determinó con éxito la densidad de nuestra muestra.

Gracias a la tabla de clases texturales y con el valor de la densidad se pudo

determinar el tipo de suelo de nuestra muestra.

Se pudo utilizar y familiarizar con los instrumentos de laboratorio y por eso

se llegó a un resultado sin errores.

Un profundo agradecimiento al maestro de Laboratorito Juan

Coila, encargado del laboratorio de suelos de la facultad de Ing.

Civil-UNASAM, quien nos dio todas las facilidades para el

análisis practico de suelos.