La calculadora de relaciones gravimétricas es una herramienta fundamental en mecánica de suelos, que permite determinar parámetros clave como el peso unitario (γ), humedad (w), gravedad específica (Gs), relación de vacíos (e), porosidad (n) y grado de saturación (S). Estos índices son esenciales para caracterizar el comportamiento del suelo en proyectos de ingeniería civil, especialmente en Chile, donde la diversidad geológica y la alta sismicidad exigen un conocimiento preciso de las propiedades del terreno. Su uso correcto garantiza diseños geotécnicos seguros y eficientes, alineados con la normativa nacional.

¿Cuándo se aplica?

Esta calculadora se aplica en múltiples escenarios de la ingeniería chilena. En edificación, es clave para diseñar fundaciones superficiales y profundas, evaluando la compactación del suelo de soporte. En minería, se utiliza para caracterizar relaves y materiales de botaderos, controlando la humedad y densidad en presas de relaves. En infraestructura vial y portuaria, permite optimizar la compactación de terraplenes, subrasantes y rellenos estructurales. También es útil en estudios de estabilidad de taludes y en la evaluación de suelos expansivos, frecuentes en la zona central de Chile.

Fórmula principal

γ_d = G_s · γ_w / (1 + e) ; e = (G_s · γ_w / γ_d) − 1 ; n = e / (1 + e) ; S = w · G_s / e

Variables:

γ_d: peso unitario seco (kN/m³)
G_s: gravedad específica de los sólidos
γ_w: peso unitario del agua (≈ 9.81 kN/m³)
e: relación de vacíos (adimensional)
n: porosidad (adimensional, fracción)
S: grado de saturación (fracción decimal)

Ejemplo numérico

Para una muestra de suelo con G_s = 2.65, γ_d = 16.5 kN/m³ y w = 12%, se calcula e = (2.65·9.81/16.5) − 1 = 0.575, n = 0.575/(1+0.575) = 0.365, y S = (0.12·2.65)/0.575 = 0.553 (55.3%). Estos valores indican un suelo medianamente denso y parcialmente saturado.

Normativa aplicable

NCh 1508.Of2014 — Geotecnia: Estudio de mecánica de suelos
NCh 433.Of2012 — Diseño sísmico de edificios
DS61 MINVU — Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones
ASTM D854 — Gravedad específica de sólidos
ASTM D2216 — Contenido de humedad

Consideraciones para proyectos en Chile

En Chile, la aplicación de estas relaciones debe considerar suelos típicos como arenas de relaves, arcillas expansivas de la zona central y depósitos volcánicos del sur. La alta sismicidad exige valores precisos de γ y e para análisis de licuefacción y capacidad de soporte. Es práctica local verificar la humedad natural (w) respecto al óptimo de compactación (Proctor), alineado con NCh 1508.

Limitaciones del método

Asume suelos homogéneos e isotrópicos, no aplica a suelos con estructuras complejas o fisuras.
No considera efectos de temperatura ni variaciones de γ_w por salinidad o contaminantes.
Las fórmulas son válidas solo para suelos saturados o parcialmente saturados; no para suelos secos con G_s variable.

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Calculadora Relaciones Gravimétricas: γ, w, Gs, e, n, S · Mecánica de Suelos Chile