Calculadora de Relación de Vacíos y Porosidad de un Suelo — Online y Gratis
Dos números resumen algo tan intuitivo como cuánto "aire y agua" caben entre las partículas sólidas de un suelo: la relación de vacíos y la porosidad. Se parecen, se calculan casi igual, y aún así se confunden todo el tiempo entre estudiantes y hasta en obra.
Esta calculadora obtiene ambos valores a partir del volumen de vacíos y el volumen de sólidos de una muestra de suelo, los mismos datos que entrega un ensayo de laboratorio básico de fase, y muestra la conversión directa entre uno y otro.
Son dos de las propiedades índice más usadas para describir qué tan denso o qué tan suelto está un suelo.
Relación de vacíos: e = Vv / Vs
Porosidad: n = Vv / Vt = e / (1+e)
¿Qué es Relación de Vacíos y Porosidad?
La relación de vacíos compara el volumen de vacíos directamente contra el volumen de sólidos de una muestra de suelo, mientras que la porosidad lo compara contra el volumen total de la muestra, sólidos más vacíos juntos. Esa diferencia en el denominador es la que confunde a tanta gente, aunque ambas midan esencialmente lo mismo desde ángulos distintos.
¿Cuál de las dos se usa más? Depende del cálculo: la relación de vacíos e aparece constantemente en fórmulas de asentamiento por consolidación, mientras que la porosidad n es más intuitiva para describir qué fracción del volumen total de un suelo es espacio vacío, útil por ejemplo al estimar la capacidad de infiltración de agua. Ambas se relacionan mediante una fórmula directa, así que basta con calcular una para obtener la otra sin necesidad de volver a los datos de laboratorio.
Un suelo suelto tiene valores altos de e y n; uno denso o muy compactado, valores bajos.
Fórmulas utilizadas
Donde Vv es el volumen de vacíos de la muestra, ocupado por aire y agua (cm3), y Vs es el volumen ocupado únicamente por las partículas sólidas (cm3). El volumen total Vt = Vv + Vs. La relación de vacíos e es adimensional y puede ser mayor a 1 en suelos muy sueltos, mientras que la porosidad n siempre está entre 0 y 1 (o entre 0% y 100%), ya que compara contra el volumen total.
Ejemplo resuelto paso a paso
Para una muestra con Vv = 35 cm3 y Vs = 65 cm3:
e = 35 / 65 ≈ 0.538
n = 35 / (35+65) = 35 / 100 = 35%
¿Cuándo usar esta calculadora?
Se usa para caracterizar muestras de suelo en laboratorio de mecánica de suelos, como dato de entrada en el cálculo de asentamientos por consolidación, y para comparar el estado de un suelo antes y después de un proceso de compactación en obra. ¿Ya tienes el peso específico de tu muestra? Combinado con la gravedad específica de los sólidos, puedes derivar también el contenido de humedad y el grado de saturación del suelo.
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