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Maquinaria y Equipo
% ESPONJAMIENTO Y
FACTOR DE ESPONJAMIENTO.
Al excavar el material en banco, éste resulta removido con lo que se
provoca un aumento de volumen.
Este hecho ha de ser tenido en cuenta para calcular la producción
de excavación y dimensionar adecuadamente los medios de
transporte necesarios.
En todo momento se debe saber si los volúmenes de material que
se manejan corresponden al material en banco o al material ya
excavado (Suelto).
Se denomina factor de esponjamiento a la relación de volúmenes
antes y después de la excavación.
FW=V BV S
=dSdB
FW : factor de esponjamiento.
VB : volumen que ocupa el material en banco.
VS : volumen que ocupa el material suelto.
dB : densidad en banco.
dS : densidad del material suelto.
Se tiene que:
M=dS x ∙V S=dB x ∙V B
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El factor de esponjamiento es menor que 1.
Otra relación interesante es la que se conoce como porcentaje de
esponjamiento. Se denomina así al incremento de volumen que
experimenta el material respecto al que tenía en el banco, o sea:
SW=V S−V B
V S
×100=dB−dSd S
×100
SW : % de esponjamiento
Son frecuentes tablas en las que aparece el valor del
esponjamiento para diferentes materiales al ser excavados.
Conviene por ello deducir la relación entre volúmenes o
densidades en banco y en material suelto.
Volúmenes:
V S=( SW100 +1)×V SDensidades:
d S=( SW100 +1)×dSEl porcentaje de esponjamiento y el factor de esponjamiento están
relacionados:
FS=dSd B
=d S
( SW100 +1)×dS= 1SW100
+1
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Por consiguiente conociendo el % de esponjamiento de un
material se conoce su factor de esponjamiento, y viceversa, sin
más que operar en la expresión anterior.
VALORES DEL ESPONJAMIENTO Y SU FACTOR.
En cada caso concreto conviene estudiar los valores de Fw, Sw,
para poder calcular con exactitud los cambios de volumen que va
a experimentar el material en las distintas operaciones. A falta de
un estudio particular, pueden adoptarse los valores que aparecen
en la siguiente tabla:
MATERIALdL
(t/m3)dB
(t/m3)SW (%)
FW
(t/m3)
Caliza 1,54 2,61 70 0,59Arcilla Estado
Natural1,66 2,02 22 0,83
Seca 1,48 1,84 25 0,81Húmeda 1,66 2,08 25 0,80
Arcilla y Grava
Seca 1,42 1,66 17 0,86Húmeda 1,54 1,84 20 0,84
Roca Alterada
75% Roca – 25% Tierra
1,96 2,79 43 0,70
50% Roca – 50% Tierra
1,72 2,28 33 0,75
25% Roca – 75% Tierra
1,57 1,06 25 0,80
Tierra Seca 1,51 1,90 25 0,80Húmeda 1,60 2,02 26 0,79Barro 1,25 1,54 23 0,81
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Granito Fragmentado 1,66 2,73 64 0,61Grava Natural 1,93 2,17 13 0,89
Seca 1,51 1,69 13 0,89Mojada 2,02 2,26 13 0,89
Arena y Arcilla 1,60 2,02 26 0,79Yeso Fragmentado 1,81 3,17 75 0,57Arenisca 1,51 2,52 67 0,60Arena Seca 1,42 1,60 13 0,89
Húmeda 1,69 1,90 13 0,89Empapada 1,84 2,08 13 0,89
Tierra y Grava
Seca 1,72 1,93 13 0,89Húmeda 2,02 2,23 10 0,91
Tierra Vegetal 0,95 1,37 44 0,69Basaltos o Diabasas Fragmentadas
1,75 2,61 49 0,67
Nieve Seca 0,13 --- --- ---Húmeda 0,52 --- --- ---
TABLA DE FACTORES DE ESPONJAMIENTO Y
COMPACTACIÓN
Coeficientes
Clase de
suelo
Estado del
terreno
Transformación
Sobre desmo
nte
Esponjado
Compactado
Arena Sobre desmonte
1.00 1.11 0.95
Esponjado
0.90 1.00 0.86
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Compactado
1.05 1.17 1.00
Tierra común
Sobre desmonte
1.00 1.25 0.90
Esponjado
0.80 1.00 0.72
Compactado
1.11 1.39 1.00
Arcilla
Sobre desmonte
1.00 1.43 0.90
Esponjado
0.70 1.00 0.63
Compactado
1.11 1.59 1.00
Roca
Sobre desmonte
1.00 1.50 1.30
Esponjado
0.67 1.00 0.87
Compactado
0.77 1.15 1.00
TABLA DE PORCENTAJES DE ESPONJAMIENTO SEGÚN EL
TIPO DE TERRENO
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TIPO DE TERRENO
GRADO DE
ESPONJAMIENT
O
Terrenos Sueltos sin
Cohesión10%
Terrenos Flojos 20%
Terrenos Compactos o de
Tránsito30%
Terrenos Rocosos 40%
RunasVaría entre 40% y
80%