El equipo se despliega con un frasco calibrado de un litro, arena de Ottawa N° 20-30 tamizada y secada al horno, una placa base metálica de anclaje y la balanza de precisión de 1 g. En Antofagasta, el armado del cono de arena sobre la superficie del terreno compactado exige un cuidado adicional: la brisa marina y el polvo en suspensión pueden contaminar la arena patrón si no se trabaja con cortavientos portátil y lona de protección. El procedimiento sigue la NCh1516 Of.79, excavando un orificio de aproximadamente 15 cm de diámetro y 15 cm de profundidad, recuperando todo el material extraído para determinar su masa húmeda y, tras secado en laboratorio de campaña, la humedad real del suelo. En plataformas industriales del sector La Negra o en la meseta costera del puerto, donde los rellenos estructurales alcanzan espesores de 1.5 a 3 metros, la densidad in situ se correlaciona directamente con el grado de compactación exigido en las especificaciones técnicas. A menudo, para caracterizar la fracción gruesa del material de préstamo, combinamos este ensayo con una granulometría completa que verifique la distribución de tamaños antes de aceptar la capa. La arena calibrada se recupera con sifón y se reutiliza tras un proceso de secado y tamizado controlado, optimizando el recurso en campañas largas en el desierto costero del norte chileno.
En suelos salinos de Antofagasta, la densidad seca obtenida por cono de arena es el único parámetro que vincula la compactación real con la durabilidad química de la estructura.
Descripción del proceso
La geología superficial de Antofagasta está dominada por depósitos aluviales y coluviales sobre la Cordillera de la Costa, con presencia de sales solubles —cloruros y sulfatos— que precipitan por la aridez extrema y la neblina costera. Esta condición química agresiva obliga a controlar la densidad de campo no solo para verificar la capacidad de soporte, sino para garantizar que la matriz compactada limite la migración de humedad capilar. El ensayo del cono de arena mide directamente la densidad húmeda y, con la humedad determinada por secado, la densidad seca; el valor se contrasta con la densidad máxima seca del
ensayos Proctor modificado realizado previamente con el mismo material de la capa. En proyectos de pavimentos sobre la Ruta 1 o en los accesos al puerto, donde las cargas de camiones de extracción minera someten la subrasante a ciclos repetidos, un 95% de la D.M.S. es el estándar mínimo, y la verificación con cono de arena cada 150 m² de capa compactada es exigencia del MOP. Además, cuando el perfil muestra intercalaciones de gravas arenosas con bolones, la excavación del ensayo se amplía a 20 cm de diámetro para obtener una muestra representativa, aplicando los factores de corrección por sobre tamaño que establece la norma chilena. Para obras que requieran evaluar la rigidez del suelo a mayor profundidad, complementamos la información con
sondajes SPT que entregan el perfil de resistencia a la penetración bajo la plataforma compactada.
Aspectos locales
La NCh1516 y el Manual de Carreteras Vol. 8 exigen verificación de densidad en todas las capas de relleno estructural, pero en Antofagasta el riesgo técnico principal no es solo el incumplimiento contractual: es la subestimación del contenido de humedad higroscópica que retienen las sales del suelo. Una compactación ejecutada con la humedad óptima del Proctor, pero sin considerar la posterior absorción de humedad ambiental durante la vida útil, puede derivar en asentamientos diferenciales en losas de fundación de viviendas o en pavimentos industriales. El cono de arena, al recuperar muestra inalterada del punto exacto de control, permite detectar variaciones de humedad en obra que un densímetro nuclear no discrimina con la misma resolución en suelos con cloruros. Esta precisión fue determinante en la supervisión de las plataformas de acopio de concentrado de cobre en el sector de Mejillones, donde la combinación de carga estática y ambiente salino exigía densidades secas superiores al 98% de la D.M.S. sin margen de error. Ignorar el control de densidad en estos contextos es exponerse a deformaciones plásticas acumulativas que comprometen la operatividad de las instalaciones.
Preguntas frecuentes
¿Qué profundidad alcanza el ensayo de cono de arena en un control de compactación?
La excavación típica es de 15 centímetros de profundidad, suficiente para evaluar una capa compactada estándar. Si el espesor de capa es mayor, se puede profundizar hasta 20 centímetros, ajustando el volumen de arena calibrada para mantener la precisión de la medición.
¿En qué se diferencia el cono de arena del densímetro nuclear para suelos con sales en Antofagasta?
El densímetro nuclear estima la densidad por retrodispersión de partículas y puede verse afectado por la composición química del suelo. El cono de arena mide directamente masa y volumen de una muestra real, permitiendo además determinar la humedad real por secado al horno. En suelos salinos del norte, esta determinación directa de humedad es más confiable.
¿Cuál es el costo referencial de un control de densidad con cono de arena en obra?
El precio por ensayo individual, incluyendo la emisión del certificado, se sitúa entre $55.000 y $78.000 pesos chilenos, dependiendo de la cantidad de puntos contratados, la distancia de la faena y si se requiere laboratorio de campaña permanente en el sitio.
