El cono de arena es un equipo metálico simple: un frasco de vidrio con válvula, un cono metálico calibrado y arena de Ottawa estandarizada. En Santiago lo llevamos directo a la obra. Se coloca sobre la placa base, se abre la válvula y la arena fluye hasta llenar el hueco excavado. Así determinamos la densidad in situ del suelo compactado. No hay misterio. Pero la precisión depende de quién lo opera. Nuestro equipo técnico maneja este ensayo a diario en faenas desde Quilicura hasta Puente Alto, con la experiencia que exigen los suelos variables del valle del Maipo. Complementamos el control con ensayos Proctor para contrastar la densidad seca máxima de laboratorio, y cuando el terreno presenta gravas gruesas que dificultan el cono, recurrimos al ensayo CPT para perfiles continuos de resistencia.
Un relleno mal compactado en Santiago cede con el primer sismo moderado. El cono de arena es la verificación más directa en obra.
Enfoque y alcance
Factores del sitio
Una losa de estacionamiento en un strip center de La Florida empezó a fisurarse a los tres meses de entregado. El contratista había compactado con rodillo liso, pero nadie verificó la densidad del relleno de 1.2 metros bajo la losa. Hicimos tres ensayos de cono de arena y encontramos grados de compactación bajo 90% del Proctor estándar. El suelo colapsó con las primeras lluvias de otoño. La reparación costó más que todo el control de calidad que omitieron. En Santiago, donde los suelos finos de la Depresión Intermedia alternan con bolsones de grava y ceniza volcánica, confiar en el 'ojo' del operador es un riesgo innecesario. Un ensayo cada 150 m² de relleno, como pide la normativa, habría evitado el problema.
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Normas aplicables
NCh 1516: Standard Test Method for Density of Soil in Place by the Sand-Cone Method, NCh 1516: Mecánica de suelos - Determinación de la densidad en el terreno, AASHTO T-191: Density of Soil In-Place by the Sand-Cone Method, Manual de Carreteras de Chile, Vol. 8, Especificaciones y Métodos de Muestreo
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Parámetros típicos
FAQ
¿Cada cuántos metros cuadrados se debe hacer un ensayo de cono de arena?
Depende del tipo de obra y la especificación técnica. En rellenos estructurales bajo edificaciones, lo habitual es un ensayo cada 150 m² por capa compactada. En terraplenes viales, la frecuencia puede ampliarse a 300 m² si el material es homogéneo. Para zanjas de instalaciones, se recomienda al menos un punto cada 30 metros lineales.
¿Cuánto cuesta un control de densidad con cono de arena en Santiago?
El precio varía según la cantidad de puntos y la ubicación de la faena. Para obras dentro del radio urbano de Santiago, el rango está entre $45.000 y $78.000 por ensayo, incluyendo desplazamiento, ejecución in situ e informe con grado de compactación.
¿Sirve el cono de arena en suelos con grava gruesa?
Tiene limitaciones. La NCh 1516 recomienda que el tamaño máximo de partícula no supere 1/3 del diámetro del hueco excavado. Para bolones o gravas sobre 38 mm, el error aumenta. En esos casos, se puede complementar con un ensayo de granulometría para corregir por sobre-tamaño o bien optar por métodos alternativos como el densímetro nuclear.
¿Qué diferencia hay entre densidad seca y densidad húmeda en el informe?
La densidad húmeda es la que se mide directamente en terreno: peso total del suelo extraído dividido por el volumen del hueco. La densidad seca se calcula descontando el contenido de humedad, determinado en laboratorio. El grado de compactación siempre se calcula sobre la densidad seca, comparándola con la densidad máxima seca del ensayo Proctor.
¿Aceptan estos ensayos las municipalidades para recepción de obras?
Sí. El cono de arena es un método normalizado y aceptado por las direcciones de obras municipales de la Región Metropolitana, siempre que los ensayos los ejecute un laboratorio con control de calidad trazable y se presenten en informes firmados por profesional competente.