Tipo de compactadores adecuados en las obras

La compactación es un proceso esencial en la construcción de obras civiles. En ingeniería civil, existen diferentes tipos de compactadores que se utilizan según las características del terreno y el objetivo deseado.

Algunos de los compactadores más comunes son los rodillos vibrantes, las planchas vibrantes y los pisones neumáticos. Estos equipos garantizan una compactación efectiva y uniforme del suelo, asegurando la estabilidad y durabilidad de las estructuras construidas.

Compactadores estáticos

Estos compactadores de tierra se utilizaron bastante durante muchos años, pero hoy en día solamente se usan para darles un terminado a las capas de rodadura asfáltica, después de conseguir la densidad adecuada con los compactadores vibratorios.

El efecto de planchado, alisa y elimina las marcas dejadas por los otros compactadores. Se suelen usar para este trabajo los mismos compactadores vibratorios, pero dando las últimas pasadas con la vibración desconectada.

Compactadores de neumáticos

Producen un efecto amasado sobre la capa que consigue una reducción acusada de la permeabilidad superficial, un acabado más estable siendo como un sellado de la capa.

Es importante en estos compactadores rociar los neumáticos con agua mientras no alcanzan la temperatura adecuada, porque el aglomerado quedaría pegado en ellos, una vez alcanzada la temperatura se deben proteger con faldillas para evitar pérdidas de temperatura.

Compactadores vibratorios

Generalmente se emplean los de doble rodillo, se pueden usar para sellar la capa retirando la vibración y se debe adecuar la velocidad de compactación, la frecuencia de vibración y la amplitud para conseguir la máxima compactación posible.

La velocidad suele estar comprendida entre 3 Km/hora para bajas frecuencias de vibración y los 6 Km/hora para las altas frecuencias.

En algunos casos se puede incluso, hacer vibrar uno de los rulos dejando el otro estático para sellar la capa. Es importante que tengan un dispositivo automático para desconectar la vibración al detener la marcha del rodillo, para evitar que vibren sobre un punto determinado que rompería la compactación.

Es también conveniente que los dos rodillos de la máquina tengan a su vez tracción para evitar que se formen ondulaciones en el material compactado.

Compactadores mixtos

Utilizan un rodillo vibratorio en el eje delantero y tres o cuatro ruedas en el eje posterior. Son adecuadas en algunas obras que exigen la combinación de ambas máquinas, pero sin que las exigencias de la obra sean muy rigurosas, puesto que su efectividad es inferior a las dos máquinas por separado.

Compactadores ligeros de asfalto

Los compactadores ligeros de asfalto son ideales para compactar de forma efectiva el asfalto, suelos granulares y áridos machacados.

Estos compactadores vibratorios de alta frecuencia ofrecen un rendimiento muy bueno, mejor velocidad y mayor productividad.

Los compactadores de placa vibratoria proporcionan una fuerza de compactación superior en un grupo fiable de bajo mantenimiento.

Estas unidades producen impulsos de alta potencia a una velocidad de 2,200 impactos por minuto. Las fuerzas generadas por esta vibración cohesionan aún más las partículas del terreno, ofreciendo una compactación sólida y estable, en zanjas o en pendientes, compactando planchas o postes, los compactadores son una opción excelente para cualquier trabajo de compactación.

Compactadores grandes de asfalto

Los compactadores grandes de asfalto tienen mayor anchura del tambor y alta frecuencia, para facilitar operaciones con velocidades más grandes.

Además estas compactadoras garantizan alto desempeño para carreteras y otros proyectos con amplia área de pavimentación. Con peso operativo entre 6,803 Kg (15,000 lbs) y 13,752 Kg (33,810 lbs).

Compactador vibratorio

El aumento de la densidad se debe a la vibración generada y es función de la frecuencia de los golpes y fuerza del período de tiempo en que los golpes son aplicados. Velocidades de 3 a 6 Km/h producen mejores resultados en este tipo de compactadores.

Los espesores de compactación varían según el tamaño del compactador, pero no debiesen exceder de 60 cm por capa. En ocasiones cuando existen grandes clastos o rocas se puede llegar a espesores de 1.2 m, siendo el espesor a compactar 30 cm más grande que el tamaño máximo de partículas/rocas a compactar, con los compactadores vibratorios con patas se puede compactar suelos finos en capas de entre 30 y 45 cm de espesor.

Compactador pata de cabra

Los bloques (o patas de cabra) penetran el suelo superior compactando la capa de suelo siguiente, es decir compacta desde abajo hacia arriba, este tipo de compactación ayuda a secar las arcillas y limos mediante el amasado.

Si llueve, la capa superior puede actuar como esponja y retardar el proceso de compactación. Usualmente de 6 a 10 pasadas son necesarias para densificar un espesor de 20 cm de suelo.

Compactadores neumáticos

Usualmente utilizados en trabajos de compactación de pequeños a medianos, principalmente en suelos granulares. Las fuerzas de compactación se producen a través de los neumáticos, estas se pueden variar cambiando la presión de inflado de estos. Este tipo de compactadores también son utilizados en asfaltos.

Ventajas y características generales de los equipos compactadores

• El ajuste variable de la frecuencia permite al operador adaptar la vibración al material específico que debe compactarse.
• La gran fuerza dinámica y la excelente relación peso y potencia del motor, se combinan para obtener una densidad máxima del material en un mínimo de pasadas.
• Combina características como el eje de gran resistencia con diferencial, el bajo centro de gravedad y el sistema de tracción hidrostático, que es opcional en la mayoría de las maquinarías compactadoras a la hora de comprarla en agencias, que impulsa tanto las ruedas como el rodillo para subir por pendientes sin interrupción de la potencia de tracción.
• Advertencia audible y visual en caso de problemas con el motor, la presión de aceite, la temperatura del refrigerante, la temperatura del aceite hidráulico y el filtro de aire en la mayoría de las compactadoras actuales.
• Sistema de riego intermitente por aspersión con filtro de tres etapas para mayor confiabilidad, tanque de agua desmontable con abertura de drenaje grande para una descarga eficiente.
• Plataforma de trabajo para el operario de diseño ergonómico con excelente visibilidad en la mayoría de compactadores actuales.
• Máximo confort para el operario gracias a los robustos elementos amortiguantes para la reducción de las vibraciones al sistema mano/brazo.
• Reducción de tiempos en un proyecto.

Ventajas y características de compactadores de mano

• Flexible en las aplicaciones, gracias a su velocidad de avance y retroceso ajustable: perfecta para la compactación en zanjas y grandes superficies, como también para el vibrado de pavimentos adoquinados de tamaño mediano.
• Los grandes elementos amortiguantes de caucho absorben las vibraciones y golpes hacia los componentes en la parte superior, reduciendo de esta manera el desgaste y la fatigación del operador.
• La suave operación y el control de vibración mejora el confort y la comodidad del operador.
• Máxima seguridad con el control de hombre muerto, mismo que evita que el operario quede aprisionado entre la máquina y un obstáculo al trabajar en dirección hacia atrás.

Como se puede observar, cada compactadora tiene su función específica, tanto en maquinaria pesada como manual.

A continuación se mencionan las capas estructurales de una carretera, las capas son el espesor compactado de material, puesto encima del terreno o sobre un terraplén.

Capas estructurales de una carretera

• Capa selladora y acabado
• Base
• Sub base
• Sub rasante

Compactación

Sabemos que un aumento en el peso volumétrico seco del suelo mediante la compactación adecuada del mismo, hace que tenga menor permeabilidad y que presente una mayor resistencia al esfuerzo cortante y por lo tanto sea menos deformable.

Un suelo bien compactado casi siempre presenta mayor valor relativo de soporte y menos cambio de volumen debido a cambios en el contenido de humedad.

La compactación es un proceso de densificación que depende de las dimensiones del área cargada, de la presión ejercida sobre esa área, de la humedad del suelo y tipo y del espesor de la capa a compactar.

La compactación es el aumento artificial, por medios mecánicos, del peso volumétrico de un suelo, esto se logra a costo de la reducción de los vacíos del mismo, al conseguir un mejor acomodamiento de las partículas que la forman, mediante la expulsión de aire y/o agua del material.

Importancia de la compactación

• Resistencia mecánica: presión estática, impacto, vibración.
• Resistencia a los asentamientos bajo cargas futuras.
• Impermeabilidad.

La compactación permite el mejoramiento de las siguientes propiedades

• Aumenta la capacidad de soporte del suelo.
• Reduce los asentamientos del terreno.
• Reduce la permeabilidad, el escurrimiento y la penetración del agua.

Factores que influyen en la compactación

• Contenido de humedad del material.
• Numero de pasadas del equipo.
• Presión de contacto.
• Peso del compactador.
• Granulometría del material.
• Espesor de la capa.
• Velocidad del equipo compactador.
• Cada suelo tiene su contenido óptimo de humedad, con el cual puede obtenerse una máxima densidad con una determinada energía de compactación.

Granulometría

Para la obtención de una eficiente compactación es necesario, que haya partículas de diferentes tamaños.

Número de pasadas

El número de pasadas de un equipo que deberá de proporcionar sobre el material dependerá:

• Tipo de compactadora.
• Tipo de material.
• Contenido de humedad.
• Maniobrabilidad del equipo.
• Forma en que aplique la presión del material.

Peso del compactador

• La presión ejercida sobre el material.
• Presión de contacto.
• Velocidad de operación.

Pruebas de compactación

• Proctor.
• Proctor modificado.
• Porter (granulometría mayor de 3/8).

Pruebas IN SITU

• Método del cono de arena, la cual se detalla en este post: “Cómo realizar ensayo de densidad del sitio“

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