INGENIERIA  GEOTECNICA

Medición de Energía Transmitida en Ensayos de Penetración Dinámica SPT (CPT)

El ensayo SPT consiste básicamente en hincar  en el subsuelo, al fondo de un sondaje, un dispositivo o penetrómetro de muestreo de forma tubular denominado “Cuchara Normal (CN)”. 


Para introducir la CN en el subsuelo, se golpea un “Cabezal”, ubicado sobre la superficie del terreno  y fijo al extremo superior de una columna vertical de barras, la cual se conecta a la CN al fondo de la perforación.  Las barras transmiten al penetrómetro la energía de los impactos aplicados al Cabezal.


La energía dinámica de penetración es provista por golpes dados al Cabezal por una masa denominada “Martinete” o “Martillo”, cuyo peso y altura de caída están normalizados en NCh3364: 63,5kg y 76cm respectivamente.

F.1: Medición de Energía Dinámica de Penetración Transmitida durante ejecución de un Ensayo SPT.

La CN es hincada 45cm contabilizando el número de golpes aplicados por cada 15cm de penetración, los que son denominados sucesivamente como N1, N2 y N3.  El índice Nm correspondiente al tipo de suelo y energía transmitida al penetrómetro se define como Nm=N2+N3. Este valor es ampliamente utilizado para proyectar obras civiles y mineras. El ensayo SPT se encuentra definido en las normas NCh-3364, ASTM-D1586, ISO-22476-3.


Variables tales como: Diferentes tipos de martillos existentes. Pérdida de energía en el cabezal, por roce en partes móviles del sistema de golpes, por vibraciones y por desgaste de  hilos de acoplamiento. Diferencia de rigidez, longitud y verticalidad de la columna de barras. Experiencia del operador. Frecuencia de golpes, etc., hacen imprescindible medir el valor de la energía realmente transferida a las barras durante cada golpe del ensayo SPT (o CPT).

F.2: “Barra Instrumentada AW”, para medición de la energía transmitida.  Cuenta con 2 strain gauges y 2 acelerómetros. Configuración conforme a última versión de la Norma ASTM D4633:2016.

El cuociente entre el valor medido de energía transmitida a las barras (EFV) y la energía potencial teórica (PE=mgh), expresado en %, se denomina “Razón de Energía Transmitida (ETR=EFV/PE)”. ETR se utiliza para obtener el factor de corrección por energía (CE=ETR/0,60) de “Nm”.  N60=CENm equivaldría a haber realizado el ensayo con un martinete de un 60% de eficiencia o ETR. El valor 60% fue determinado en base a la existencia de una gran cantidad de resultados empíricos e investigaciones realizadas en el pasado con martillos SPT con esa eficiencia media estimada.

F.3: Convertidor de señales análogas en digitales AD y procesador de datos (computador).

El equipo de Ingestrata SpA., para medición de energía transmitida, presentado en F.1, F.2 y F.3 se denomina “SPT Analyzer“ y es fabricado por la firma Pile Dynamics, Inc., de USA, el cual entrega valores altamente confiables para determinar “N60. Utiliza el método de integración de Fuerza por Velocidad para obtener EFV, éste es el único procedimiento aceptado actualmente por las normas ASTM.D4633, ASTM.D6066 e ISO22476(3).

F.4: Determinación de Energía Transmitida a la CN durante un ensayo SPT para Proyecto en La Serena.

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Gustavo Avilés Meléndez

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