Determinación de la humedad en suelos granulares utilizando horno

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Universidad de La Salle Universidad de La Salle 
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Ingeniería Civil Facultad de Ingeniería 
12-14-2006 
Determinación de la humedad en suelos granulares utilizando Determinación de la humedad en suelos granulares utilizando 
horno microondas y comparación de los resultados con el horno microondas y comparación de los resultados con el 
método tradicional método tradicional 
Claudia Patricia Gámez Camargo 
Universidad de La Salle, Bogotá 
Diana Lorena Hilarión Plazas 
Universidad de La Salle, Bogotá 
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utilizando horno microondas y comparación de los resultados con el método tradicional. Retrieved from 
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DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EN SUELOS GRANULARES UTILIZANDO 
HORNO MICROONDAS Y COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS CON EL 
MÉTODO TRADICIONAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CLAUDIA PATRICIA GÁMEZ CAMARGO 
DIANA LORENA HILARIÓN PLAZAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2006 
DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD EN SUELOS GRANULARES UTILIZANDO 
HORNO MICROONDAS Y COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS CON EL 
MÉTODO TRADICIONAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
CLAUDIA PATRICIA GÁMEZ CAMARGO 
DIANA LORENA HILARIÓN PLAZAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabajo de grado presentado como requisito parcial para optar el título de 
Ingeniero Civil 
 
 
 
 
 
Director temático 
Ing. Fernando Alberto Nieto Castañeda 
Asesora metodológica 
Mag. Rosa Amparo Ruiz Saray 
 
 
 
 
 
 
 
 UNIVERSIDAD DE LA SALLE 
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 
BOGOTÁ D.C. 
2006 
 
Nota de aceptación: 
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Firma del presidente de jurado 
 
 
 
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Firma del jurado 
 
 
 
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Firma del jurado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Bogotá D.C. 14 de diciembre de 2006 
AGRADECIMIENTOS 
Las autoras expresan su reconocimiento 
 
Al ingeniero FERNANDO ALBERTO NIETO CASTAÑEDA, asesor temático del 
trabajo de investigación por el apoyo y la colaboración prestada en el desarrollo de 
esta investigación. 
 
Al doctor ADOLFO CAMILO TORRES PRADA, docente de la universidad de La 
Salle, por su disposición al momento de resolver las inquietudes generadas en el 
proyecto. 
 
A ROSA AMPARO RUIZ SARAY, por su asesoría y apoyo incondicional en el 
desarrollo del trabajo de investigación. 
 
A JOSÉ LUIS ROZO ZAMBRANO, Tecnólogo encargado del Laboratorio de 
Pavimentos de la Universidad de La Salle, por su colaboración y asesoría en el 
desarrollo de los ensayos realizados. 
 
A todos los docentes de la universidad de La Salle, quienes contribuyeron en 
nuestra formación profesional. 
 
 
DEDICATORIA 
 
Le doy gracias a Dios por la vida, por estar conmigo todos los días de mi vida, 
levantarme y animarme en los momentos de dificultad, permitir culminar mis 
estudios y así mejorar mi calidad de vida y la de mi familia. Mi formación como 
persona y mi formación profesional es fruto del esfuerzo y sacrificio de mis padres, 
en especial de mi mami Marina Camargo, quien siempre estuvo apoyándome en 
todas las decisiones tomadas que contribuyeran con mi superación personal, a mi 
hija Daniela de quien me tuve que apartar cuatro años para lograr mi sueño y 
quien hoy día se siente orgullosa de mis éxitos, a mi esposo Juan Manuel por su 
paciencia, apoyo incondicional y por brindarme sus conocimientos, y finalmente a 
mis amigos quienes siempre tuvieron una voz de aliento y me tendieron su mano 
cuando necesité su ayuda. 
 
CLAUDIA PATRICIA GÁMEZ CAMARGO
 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
Gracias a Dios por darme la vida y a mi familia que con esfuerzo y dedicación 
lograron que llegara este momento tan importante para mi A mi mamá y a mi papá 
que con su apoyo incondicional, consejos, amor y paciencia me han acompañado 
en mi formación personal y profesional. A mi hermana y sobrina que se han 
convertido en un gran ejemplo para seguir adelante y no detenerme en el primer 
obstáculo o momento difícil que se me presente. A mis amigos que de una u otra 
forma confiaron en mí, me apoyaron y colaboraron para cumplir una de las tantas 
metas que me he propuesto. 
 
 
DIANA LORENA HILARIÓN PLAZAS
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONTENIDO 
 Pág. 
 INTRODUCCIÓN 14
1. EL PROBLEMA 16
1.1 LÍNEA 16
1.2 TÍTULO 16
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 16
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 19
1.5 JUSTIFICACIÓN 19
1.6 OBJETIVOS 21
 
2. MARCO REFERENCIAL 22
2.1 MARCO TEÓRICO 22
2.2 MARCO CONCEPTUAL 26
2.3 MARCO NORMATIVO 29
 
3. METODOLOGÍA 30
3.1 FLUJOGRAMA METODOLÓGICO 33
3.2 OBJETO DE ESTUDIO 34
3.3 INSTRUMENTOS 34
3.4 VARIABLES 34
3.5 HIPÓTESIS 34
 
4. TRABAJO INGENIERIL 35
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES 35
4.2 SELECCIÓN DEL REDUCTOR DE CALOR 35
4.3 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DEL HORNO 
MICROONDAS 
37
4.4 PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN 39
4.5 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 41
4.6 RECOMENDACIONES PARA TRABAJAR EN EL HORNO 
MICROONDAS 
44
4.7 ANÁLISIS DE RESULTADOS 45
 
5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN 51
5.1 RECURSOS MATERIALES 51
5.2 RECURSOS INSTITUCIONALES 51
5.3 RECURSOS TECNOLÓGICOS 51
5.4 RECURSOS HUMANOS 52
5.5 RECURSOS FINANCIEROS 53
 
6. CONCLUSIONES 54
 
7. RECOMENDACIONES 57
 BIBLIOGRAFÍA 58
 
LISTA DE TABLAS 
 
 Pág..
Tabla 1. Normatividad técnica para el desarrollo del diseño 29
Tabla 2. Identificación de variables 34
Tabla 3. Suelos ensayados 35
Tabla 4. Masas utilizadas para los ensayos 42
Tabla 5. Resumen de promedio de humedades obtenidas en el 
horno convencional y horno microondas 
47
Tabla 6. Resumen de temperaturas y tiempos promedio de secado 
por horno microondas 
48
Tabla 7. Presupuesto de recursos materiales 51
Tabla 8. Presupuesto de recursos tecnológicos 52
Tabla 9. Presupuesto de recursos humanos 52
Tabla 10. Presupuesto recursos financieros 53
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
 Pág..
Figura 1. Efecto Seebeck 25
Figura 2. Determinación del punto de ebullición del carbonato de 
potasio 
37
Figura 3. Apariencia de la solución antes y después de usada 40
Figura 4. Adaptación de la termocupla al beaker con la solución 44
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICAS 
 Pág..
Gráfica 1. Influencia del reductor de calor (80%) y de la potencia en 
el tiempo de calentamiento 
38
Gráfica 2. Influencia del reductor de calor(50%) y de la potencia en 
el tiempo de calentamiento 
39
Gráfica 3. Tiempo de secado óptimo para la arena fina con contenido 
de agua 5% 
45
Gráfica 4. Tiempo de secado óptimo para la arena gruesa con 
contenido de agua 5% 
45
Gráfica 5. Tiempo de secado óptimo para la grava media con 
contenido de agua 5% 
46
Gráfica 6. Comparación humedades promedio mediante horno y 
microondas para la muestra de grava media 
50
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ANEXOS 
 
 Pág..
Anexo 1. Ensayos de caracterización 60
Anexo 2. Influencia del reductor de calor y de la potencia en el tiempo 
de calentamiento 
67
Anexo 3. Resultados de las muestras patrón obtenidas en horno 
convencional 
68
Anexo 4. Comparación entre humedades obtenidas en horno 
convencional y en horno microondas 
74
Anexo 5. Tiempos y temperaturas obtenidos en el horno microondas 143
Anexo 6. Representación gráfica del promedio de humedades 
obtenidas en los hornos convencional y microondas 
206
Anexo 7. Características técnicas del horno microondas 208
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
El contenido de humedad de un suelo es utilizado en prácticas de ingeniería tanto 
en el laboratorio como en el campo. La utilización del método de ensayo INV E 
122 ó ASTM D 2216-98 para la determinación del contenido de agua en hornos 
convencionales requiere de 24 horas en el procedimiento y de un alto consumo 
de energía; en la actualidad se reconoce la necesidad de métodos más rápidos. 
La utilización de hornos microondas es una alternativa posible. 
 
El calentamiento por horno microondas consiste en un proceso por el cual el calor 
es inducido dentro del material debido a la interacción entre moléculas bipolares 
de agua contenida en el material y un campo eléctrico alternante de alta 
frecuencia. Las microondas son ondas electromagnéticas con una longitud de 
onda de 1 mm a 1 m. 
Las características de las microondas también introducen nuevos problemas y 
retos, haciendo que algunos materiales sean muy difíciles de procesar. 
Primero, los materiales con conductividad iónica o metálica no pueden ser 
procesados efectivamente debido a la inadecuada penetración de la energía 
de las microondas. Segundo, aislantes con bajo factor dieléctrico de pérdidas 
son difíciles de calentar a partir de temperatura ambiente debido a su mínima 
absorción de energía incidente. Finalmente, materiales con permisividad o 
factores de pérdida que varíen drásticamente con la temperatura durante su 
procesamiento pueden ser susceptibles a calentamiento no uniforme, 
pudiendo generar situaciones peligrosas por su calentamiento incontrolado. 1
 
1 Las microondas en la industria. Parte 1: Hipótesis sobre su interacción con la 
materia. [En línea]. <http://dyna.unalmed.edu.co/ediciones/150/articulos/AG150505/AG150505f>. [Citado en 
2006-06-18]. 
 
http://dyna.unalmed.edu.co/ediciones/150/articulos/AG150505/AG150505f
La presente investigación abarca la determinación de humedades naturales en 
suelos granulares utilizando las ventajas que ofrece el horno microondas, 
esperando obtener resultados del orden de los minutos. Estos resultados son 
analizados y comparados con los obtenidos en el horno convencional, en el cual 
las muestras deben estar expuestas durante un tiempo de 24 horas para lograr el 
secado de las mismas. 
15 
 
1. EL PROBLEMA 
 
1.1 LÍNEA 
El proyecto de investigación a desarrollar corresponde al Centro de 
Investigaciones en Riesgo de Obras Civiles (CIROC), a la línea EN EVENTOS 
NATURALES Y MATERIALES PARA OBRAS CIVILES, este proyecto se 
encuentra articulado a esta línea ya que uno de los objetivos de ésta es el avance 
en el conocimiento de las propiedades físico-mecánicas de materiales empleados 
en Obras Civiles, y de los procesos involucrados en los procesos de construcción 
y de servicio que pueden generar amenaza para las Obras Civiles. 
 
1.2 TÍTULO 
Determinación de humedad en suelos granulares utilizando horno microondas y 
comparación de los resultados con el método tradicional. 
 
1.3 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA 
En la actualidad en Colombia la determinación del contenido de humedad en los 
suelos sólo es posible mediante la norma ASTM D2216-98 o la INV E 122, la cual 
contempla el uso del horno convencional de laboratorio para el secado de las 
muestras. Estos resultados se obtienen en un tiempo de 24 horas, o en su 
defecto, cuando la muestra haya alcanzado un peso constante, el cual en la 
técnica moderna se considera demasiado extenso, teniendo en cuenta que en 
ocasiones estos resultados necesitan ser analizados con prontitud, dependiendo 
de las necesidades del proyecto. 
 
Determinar el contenido de humedad de los suelos es una práctica requerida tanto 
en laboratorio como en campo. Esta medida es de gran importancia cuando se 
realizan controles de calidad de capas de pavimentos o terraplenes determinadas 
mediante ensayos de compactación. El tiempo en el que se obtienen éstas 
humedades en el horno convencional de laboratorio no es favorable, aunque 
arroja unos resultados muy acertados. 
 
El presente desarrollo experimental trabaja la determinación del contenido de 
humedad dentro de un rango amplio de trabajo, para muestras de suelos 
granulares armados en el laboratorio, en forma comparativa entre los hornos de 
laboratorio y microondas, presentándose los resultados obtenidos así como un 
análisis estadístico de los mismos. 
 
El uso del horno microondas tiene ventajas y desventajas. La principal ventaja es 
el corto tiempo en que es posible obtener resultados, pero no se deben descuidar 
aspectos negativos como el posible sobrecalentamiento del suelo y la obtención 
de contenidos de agua más altos. Por otra parte, debido a que la muestra está 
expuesta a altas temperaturas, se pueden alterar las características físicas del 
suelo, ocurriendo desagregación de las partículas individuales conjuntamente con 
procesos de vaporización o de transición química. Este aspecto fue considerado 
17 
en el presente trabajo a la hora de elegir muestras de suelos granulares y no de 
finos. 
 
Se tuvo especial cuidado en que las muestras ensayadas no presentaran 
materiales metálicos, alto contenido orgánico, aceite o carbón, lo cual podía ser 
contraproducente con el manejo adecuado del horno microondas. 
 
En cuanto a antecedentes encontrados, la Universidad Nacional de Medellín, 
Facultad de minas, grupo de Geotecnia, ha adelantado estudios referentes al 
tema, y dentro de sus normas técnicas se encuentra la GG-09 – Determinación de 
contenido gravimétrico de agua – Horno de microondas, basada en la norma 
ASTM D4643, la cual no pretende reemplazar el método convencional descrito en 
la norma ASTM D2216, es más bien un suplemento a éste, que permite obtener 
resultados más rápidos cuando se requieran para acelerar los ensayos. Este 
método es aplicable para la mayoría de los suelos; para algunos suelos como los 
que contienen cantidades importantes de halloysita, mica, montmorillonita, yeso u 
otros materiales hidratados, suelos orgánicos o suelos en los que el agua en los 
poros contienen sólidos disueltos, éste método puede dar valores del contenido de 
agua erróneos. 
 
La Universidad Nacional de Rosario, Facultad de ciencias exactas, ingeniería y 
agrimensura de Argentina, en su reporte técnico RT-ID-03-011 – Determinación 
del contenido de humedad de suelos en horno microondas, exponen los 
18 
resultados de un estudio realizado a suelos de tipo A-4 (8), A-7-6 (14), A-3 (0) y A-
7-6 (12)2. 
 
1.4 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 
¿El secado de muestras de suelos granulares en horno microondas induciría a 
cambios en los resultados de humedad obtenidos mediante horno convencional de 
laboratorio? 
 
1.5 JUSTIFICACIÓN 
Las microondas poseen varias características únicas no disponibles en ningún 
método convencional de procesamiento de materiales talescomo la facilidad 
de penetración de la radiación en ciertos materiales, distribución controlable 
del campo eléctrico, calentamiento rápido, calentamiento selectivo de 
materiales a través de absorción diferencial y reacciones autolimitantes. Estas 
características, ya sean únicas o en combinación, presentan oportunidades y 
beneficios no obtenibles con los métodos tradicionales de calentamiento o 
procesamiento y sugieren alternativas para el procesamiento de una gran 
variedad de materias que incluyen alimentos, polímeros, cerámicas, materiales 
compuestos, minerales, suelos, desperdicios y sustancias químicas, entre 
muchos otros3. 
 
Empleando estas ventajas que ofrece el horno microondas y teniendo en cuenta 
que el contenido de agua de un suelo se usa en la práctica en ingeniería 
geotécnica tanto en el laboratorio como en el campo, y que de la rapidez con la 
que se obtengan los resultados dependerá el avance del proyecto, se ejecutaron 
 
2 Clasificación suelos AASHTO, 1929. 
3 Ibíd., <http://dyna.unalmed.edu.co/ediciones/150/articulos/AG150505/AG150505f> 
19 
http://dyna.unalmed.edu.co/ediciones/150/articulos/AG150505/AG150505f
una serie de ensayos cuyos resultados fueron comparados con los obtenidos 
mediante el uso del horno convencional de laboratorio. 
Con éste proyecto se buscó estudiar la posibilidad de utilizar el horno microondas 
como una herramienta sustitutiva del horno convencional de laboratorio, 
considerando que éste es capaz de proveer los resultados de humedad en un 
tiempo corto, del orden de los minutos, con un porcentaje de error mínimo 
comparado con el método tradicional y sin alterar las muestras ensayadas, que 
para el caso que nos ocupa, fueron muestras de suelos granulares armados en el 
laboratorio. Para lograr este objetivo los ensayos se llevaron a cabo en los 
laboratorios de la Universidad de La Salle, por lo cual no se efectuaron ensayos in 
situ. 
 
Esta técnica se ha estudiado en países como Argentina, Rusia, y en Colombia se 
han hecho algunas investigaciones en el campo universitario, sin que aún se haya 
conseguido normatizar el uso del horno microondas para la determinación del 
contenido de humedad. 
 
Para el desarrollo de esta investigación se tuvo en cuenta opiniones como la del 
ingeniero Adolfo Camilo Torres Prada, docente de la Universidad de La Salle, 
quien comentó que durante su estadía en Rusia se habían adelantado algunos 
estudios referentes al tema del horno microondas para el secado de muestras, 
obteniendo resultados negativos en suelos finos, por lo cual en esta oportunidad el 
20 
estudio se realizó en suelos granulares, ya que por su tamaño hay menos riesgos 
de que las partículas se disgreguen y pierdan sus propiedades tanto físicas como 
químicas. 
 
1.6 OBJETIVOS 
1.6.1 Objetivo General 
Determinar las variaciones en los resultados de laboratorio utilizando el horno 
microondas para el secado de muestras con relación al método tradicional. 
 
1.6.2 Objetivos Específicos 
• Establecer una metodología que contribuya a la medición de la temperatura 
del horno microondas. 
• Fijar el tiempo de secado promedio de las muestras en el horno microondas. 
• Realizar los ensayos utilizando el horno microondas a determinadas 
muestras y comparar éstos resultados con los obtenidos en el horno 
convencional de laboratorio. 
21 
 
 
2. MARCO REFERENCIAL 
2.1 MARCO TEÓRICO 
2.1.1 Horno microondas. Las microondas actúan como ondas electromagnéticas 
en la banda de frecuencias desde 300 MHz hasta 300 GHz. El desarrollo de la 
investigación, así como el procesamiento industrial con microondas, tiene 
designado un rango de frecuencias específicas de 915 MHz, 2.45 GHz, 5.8 GHz. y 
24.124 GHz. 
La base científica que explica cómo opera un horno de microondas en muestras 
de suelos es la siguiente: el suelo contiene normalmente moléculas de agua, las 
cuales poseen características parecidas a las de un imán, es decir, poseen un 
extremo con carga positiva y un extremo con carga negativa. 
 
El campo electromagnético generado en el horno mueve literalmente las 
moléculas de agua orientándolas en una dirección. Pero apenas las moléculas 
de agua se orientan en una dirección determinada, el campo magnético se 
invierte, con los que todas las moléculas de agua cambian su posición (rotan). 
Estas inversiones de la orientación del campo electromagnético se suceden 
muy rápidamente, a razón de 2500 millones de veces por segundo, lo que 
produce calor por fricción, por roce. Por tanto, la muestra se calienta por el 
roce de las moléculas de agua, que se están moviendo, girando sobre sí 
mismas, a gran velocidad.4
 
 
4 Funcionamiento del horno microondas. [En línea]. <http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_ 
%28electrodom%C3%A9stico%29>. [Citado en 2006-05-12]. 
 
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_%20%28electrodom%C3%A9stico%29
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_%20%28electrodom%C3%A9stico%29
Uno de los factores a tener en cuenta en el manejo del horno microondas es la 
potencia. Cuanto mayor sea la potencia con la que se trabaje en el horno, más 
rápido se calentarán las muestras. En cada horno se encuentran unos símbolos 
que determinan el nivel de potencia que se necesita para las distintas funciones, 
por ejemplo para descongelar, calentar o cocinar. 
Si un alimento no contiene agua, u otro líquido polar (con moléculas con un 
extremo positivo y otro negativo), no se calienta. Por eso un plato vacío, por 
ejemplo, no se calienta. Si se quiere calentar algo seco, se debe agregar 
agua. El calor se produce donde hay moléculas de agua moviéndose, es decir, 
puede ser en el interior de una papa. El calor no fluye, como en los hornos 
convencionales, de afuera hacia adentro del alimento. No se debe colocar algo 
con agua que no pueda salir, como un huevo crudo con cáscara, o un 
recipiente de vidrio cerrado. El efecto es que el agua se calienta hasta 
transformarse en vapor, que se expande, generando gran presión, que lo hará 
explotar.5
 
2.1.2 Medición de temperatura. Es un tema de gran importancia dentro del 
estudio del horno microondas utilizado para el secado de muestras de suelo, ya 
que éste no posee un sistema interno en el cual se puedan hacer éstas 
mediciones. Teniendo en cuenta que no es recomendable utilizar un termómetro 
convencional de mercurio dentro del horno, ya que la reacción del mercurio con 
las ondas electromagnéticas puede generar una explosión, existen en la 
actualidad varios métodos de medición y escalas, dependiendo de las 
necesidades que se tengan. 
 
 
5 Ibíd., <http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_ %28electrodom%C3%A9stico%29> 
 23
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_%20%28electrodom%C3%A9stico%29
En este caso se estudió la medición desde el punto de vista electrónico, a nivel 
industrial, pero con un grado de complejidad bajo, que consiste en un sensor de 
temperatura llamado termocupla. 
 
La termocupla es fabricada mediante la unión, por medio de una soldadura 
especial, de dos diferentes alambres conductores. Cuando esto sucede, en la 
termocupla se presenta un fenómeno conocido como termoelectricidad para 
temperaturas mayores a 0°C. Para temperaturas de 0°, el fenómeno de 
termoelectricidad se considera prácticamente nulo. Estos fenómenos se explican 
por medio de los siguientes efectos: 
 
• Efecto Peltier 
J.A.C. Peltier en 1834, estableció que cuando se unen dos conductores metálicos 
diferentes, estos pueden ser cobre (Cu) y Bismuto (Bi), en dicha unión se 
desarrollaba una fuerza electromotriz (f.e.m.). Al hacer circular por dicha unión una 
corriente con el mismo sentido de la fuerza electromotriz el calor de la unión se 
transforma en energía eléctrica6. 
 
 
 
 
 
 
6 Termocuplas.[En línea]. <http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-
temperatura.htm>. [Citado en 2006-06-15] 
 24
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm
• Efecto Thomson 
El efecto Thomson (1857) se presenta cuando los extremos de un conductor 
homogéneo tienen diferentes temperaturas, generándose allí una fuerza 
electromotriz7. 
 
• Efecto Seebeck 
Seebeck (1821) descubrió que muy cerca de un circuito conformado por dos 
metales diferentes, cobre (Cu) y bismuto (Bi), al aproximar una aguja imanada, 
esta se movía, detectando que en dicho circuito había circulación de corriente, 
como se muestra en la figura 1. 
 
Figura 1. Efecto Seebeck8
 
 
En los terminales de una termocupla se obtiene la suma de dos tensiones, una 
por el efecto Peltier y la otra por el efecto Thomson. Esto quiere decir que la suma 
de ambas da una tensión por efecto Seebeck. Para que el termómetro sea lineal, 
solo debe medir la tensión generada por el efecto Peltier y eliminar o reducir la 
generada por el efecto Thomson, que es una tensión de error. 
 
7 Ibíd., <http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm> 
8 Ibíd., <http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm> 
 
 25
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_de-temperatura.htm
2.2 MARCO CONCEPTUAL 
 
A continuación se define el significado de los términos más usados durante el 
desarrollo de la investigación, desde los materiales y sustancias utilizadas, los 
implementos necesarios para el estudio y alguna terminología, de gran ayuda en 
el avance de la investigación. 
 
Horno de microondas: electrodoméstico que en la actualidad se le ha dado 
diferentes usos, entre ellos usos industriales En un horno de microondas, un 
magnetrón produce un haz de microondas que el ventilador difunde por el interior 
del horno. Las microondas atraviesan con gran facilidad la mayoría de los 
materiales, pero son absorbidas por el agua y otras sustancias de los alimentos. 
Por tanto, éstos se cocinan desde dentro, a diferencia de un horno convencional 
en el que se calientan desde fuera, por lo que tardan más en cocinarse. 
 
Calentamiento en horno de microondas: proceso mediante el cual el calor se 
induce dentro del material debido a la interacción entre moléculas dipolares del 
material y un campo eléctrico alternante de alta frecuencia. 
 
Contenido gravimétrico de agua (humedad): la relación, de la masa de agua 
contenida en los poros de suelos o rocas respecto de la masa sólida de las 
partículas en ese material expresada como un porcentaje. 
 26
Sobrecalentamiento: se entiende por sobrecalentamiento de un suelo cuando 
este está sometido a temperaturas superiores a los 115ºC. Ésto provoca registros 
de contenidos de humedad más elevados de los que están establecidos por la 
norma. 
 
Horno convencional de laboratorio: dispositivo que se calienta por electricidad, 
empleado en la industria para fundir metales, cocer cerámica o calentar muestras 
de suelo. También se conoce como horno electrotérmico. El tipo más sencillo es 
el horno de resistencia, en el que se genera calor haciendo pasar una corriente 
eléctrica por un elemento resistivo que rodea el horno o aprovechando la 
resistencia eléctrica del propio material que se quiere calentar. 
 
Carbonato de potasio: sólido blanco, denominado también potasa que se obtiene 
de la ceniza de la madera u otros vegetales quemados, y por reacción del 
hidróxido de potasio con dióxido de carbono. Se usa para fabricar jabón blando y 
vidrio. 
 
Acetato de potasio: sal potásica del ácido acético, el cual es un ácido de origen 
natural, presente en la mayoría de las frutas. Este es producido a través de una 
fermentación bacteriana, por lo cual está presente en todos los productos 
fermentados. Es elaborado comercialmente por medio de la fermentación 
bacteriana del azúcar, las melazas o el alcohol, o por síntesis química del 
acetaldehído. 
 27
Yoduro de potasio: compuesto cristalino blanco, muy soluble en agua, usado en 
fotografía para preparar emulsiones y en medicina para el tratamiento del reuma y 
de la actividad excesiva del tiroides. 
 
Termómetro: instrumento empleado para medir la temperatura. El termómetro 
mas utilizado es el de mercurio, formado por un capilar de vidrio de diámetro 
uniforme comunicado por un extremo con una ampolla llena de mercurio. El 
conjunto está sellado para mantener un vacío parcial en el capilar. Cuando la 
temperatura aumenta, el mercurio se dilata y asciende por el capilar.9
 
Termocupla: unión de dos metales diferentes. Dicha unión, llamada unión 
caliente, censará la temperatura en otro cuerpo y generará una tensión por efecto 
Peltier. Los extremos opuestos a la unión, llamados puntos fríos o de referencia, 
por el fenómeno de convicción alcanzarán una temperatura menor. Sin embargo, 
por ser metales con diferente coeficiente de temperatura, necesariamente un 
extremo estará más caliente que el otro. Luego, en los extremos fríos o de 
referencia, se genera otra tensión más pequeña por el efecto Thomson10. 
 
 
 
9 Biblioteca de Consulta Microsoft Encarta 2005. Software interactivo. 
10 Termocuplas, Op cit., <http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_detemperatura.htm> 
 28
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica/medidor_detemperatura.htm
2.3 MARCO NORMATIVO 
Tabla 1. Normatividad técnica para el desarrollo del diseño 
NORMA DESCRIPCIÓN 
 
ASTM D421-58 Y D422-63 Análisis granulométrico 
ASTM D854-58 Gravedad específ ica de los sólidos del suelo 
ICONTEC 176 Método para determinar la densidad y la absorción de 
agregados gruesos 
ICONTEC 237 Método para determinar el peso específ ico y la 
absorción de agregados finos. 
I.N.V. E - 122 
ASTM D2216 
Determinación en laboratorio del contenido de agua 
(humedad) de suelo, roca y mezclas de suelo-agregado 
ASTM D4643 Determinación del contenido de humedad utilizando 
horno microondas 
 
 29
 
3. METODOLOGÍA 
 
La propuesta de investigación presentada corresponde al tipo de metodología 
experimental, según Marcos Ruiz Soler “La importancia de las nuevas tecnologías 
ha sido y es un hecho incuestionable. Su influencia se ha dejado sentir en la 
práctica totalidad de los ámbitos de nuestra sociedad (transportes, 
comunicaciones, producción, medicina, seguridad, etc.)”11
 
Las fases en las que se desarrolló el presente proyecto de investigación fueron: 
 
FASE 1: TEORÍA DEL FUNCIONAMIENTO DEL HORNO MICROONDAS 
 
• Recopilación de información por medio de textos e Internet (buscadores) 
• Selección y clasificación de la información recolectada. 
 
FASE 2: MEDICIÓN DE LA TEMPERATURA DEL HORNO MICROONDAS Y 
DETERMINACIÓN DE LA TEMPERATURA 
 
• Selección de tres sustancias reductoras de calor (Carbonato de potasio, 
Acetato de potasio y Yoduro de potasio) 
 
11 RUIZ, Marcos. Enseñanza de metodología experimental con nuevas tecnologías: hacia un entorno 
informático integrado [En línea] < www.ieev.uma.es/edutec97/edu97_c3/2-3-05.htm>[citado en 2006 08 15] 
 
• Ensayos de laboratorio para determinar a qué temperatura se alcanza el 
punto de ebullición de la sustancia seleccionada. 
 
FASE 3: DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DEL HORNO MICROONDAS 
 
• Determinar el volumen que se utilizará de la solución escogida anteriormente, 
para llevar a cabo los ensayos de secado de muestras, observando en qué 
tiempo se alcaza la temperatura de ebullición de dicha solución. 
• Repetir este procedimiento iniciando con 350 watts y terminando con 700 
watts. 
• Analizar los datos obtenidosy seleccionar la potencia con la que se 
trabajará. 
 
FASE 4: ENSAYOS DE LABORATORIO Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
• Ensayos de granulometría y peso específico, con el fin de obtener la 
caracterización de los materiales. 
• Determinación de humedad mediante horno convencional de laboratorio de 
las diez (10) muestras patrón. 
• Determinación de humedad mediante horno microondas y horno 
convencional de laboratorio, simultáneamente, de las diez (10) muestras 
 31
trabajadas (tabla 4), utilizando contenidos de agua de 5%, 10% y 20% para 
cada una de ellas, hasta llegar al peso obtenido de la muestra patrón. 
• Repetir este procedimiento cinco (5) veces para cada muestra. 
• Comparación de resultados usando los dos métodos 
• Análisis de resultados 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 32
3.1 FLUJOGRAMA METODOLÓGICO 
INICIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RECOPILACIÓN 
SELECCIÓN DEL 
REDUCTOR 
ENSAYOS DE LABORATORIO Y 
ANÁLISIS DE RESULTADOS
SELECCIÓN DE POTENCIA 
INICIAR CON 350 WATTS Y TERMINAR CON 
700 WATTS
DETERMINAR VOLUMEN DE REDUCTOR Y 
TEMPERATURA DE EBULLICIÓN
DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA 
ENSAYOS DE 
LABORATORIO 
MEDICIÓN Y DETERMINACIÓN DE 
TEMPERATURA DE MICROONDAS
SELECCIÓN Y 
CLASIFICACIÓN 
TEORÍA FUNCIONAMIENTO DEL 
HORNO MICROONDAS
 33
3.2 OBJETO DE ESTUDIO 
El objeto de estudio de la presente investigación fue determinar la variación en los 
resultados de laboratorio en la determinación de humedad utilizando el horno 
microondas para el secado de muestras de suelo granular, con relación al método 
tradicional. 
 
3.3 INSTRUMENTOS 
En el desarrollo de esta investigación se utilizaron tablas de registro para 
consignar los datos tomados en el laboratorio y para los resultados calculados 
posteriormente. 
 
3.4 VARIABLES 
Tabla 2. Identificación de variables 
CATEGORÍA DE ANÁLISIS VARIABLES INDICADORES 
Reductor de calor Porcentaje en 100 cm3 Temperatura < 110ºC 
Equipo Potencia Temperatura del reductor de calor 
Gravedad específica Peso 
Granulometría Tamaños Suelo 
Humedad Porcentaje de agua perdida o secada 
 
3.5 HIPÓTESIS 
La utilización del horno microondas reduce el tiempo de secado de muestras en 
suelos granulares en comparación al horno convencional de laboratorio, y la 
diferencia en los resultados es mínima. 
 34
 
4. TRABAJO INGENIERIL 
 
4.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS MATERIALES 
Los suelos utilizados en el desarrollo de la presente investigación fueron arena 
fina, arena gruesa y grava media, como se muestra en la tabla 3 a los cuales se 
les efectuaron los ensayos de laboratorio de peso específico y granulometría, 
(anexo 1). 
 Tabla 3. Suelos ensayados 
MUESTRA CANTIDAD (gr) PESO ESPECÍFICO 
Arena fina 100 2.78 
Arena gruesa 300 2.60 
Grava media 500 2.61 
 
4.2 SELECCIÓN DEL REDUCTOR DE CALOR 
Para evitar el sobrecalentamiento del suelo debido a la exposición a temperaturas 
superiores a los 115ºC, lo cual ocasiona resultados en el contenido de humedad 
más altos que los estipulados por la norma, existen tres posibilidades de minimizar 
este fenómeno: 
• Utilizar una potencia baja del horno microondas, lo que ocasionaría más 
tiempo de exposición. 
• Calentamiento por ciclos de un minuto, mezclando la muestra luego de cada 
ciclo para evitar el sobrecalentamiento y el secado localizado del suelo, lo 
que ocasionaría alteraciones en los resultados obtenidos, por la constante 
apertura de la tapa del horno microondas. 
• Uso de sustancia reductora de calor dentro del microondas. Reducir el calor 
dentro del horno microondas se puede lograr situando dentro de este un 
recipiente con agua, que posee un punto de ebullición conocido, que para el 
caso que nos ocupa es de 93ºC. Como este punto de ebullición está por 
debajo de la temperatura prevista por la norma para el ensayo de humedad 
de 110 ± 5ºC, se concluye que no se puede utilizar solamente agua, por lo 
cual se suministra la sustancia reductora, la cual cuando llegue a su punto de 
ebullición, la temperatura del suelo estará al límite de su posibilidad de 
calentamiento, por este motivo no solo sirve como reductor de calor sino 
también como indicador de sobrecalentamiento. 
 
Los reductores de calor propuestos inicialmente fueron carbonato de potasio, 
acetato de potasio y yoduro de potasio. Para realizar la selección de la sustancia 
final se tuvo en cuenta el costo, por tal razón se decidió utilizar carbonato de 
potasio en una concentración del 78.5% (78.5 gr de K2CO3 en 100 cm3 de agua), 
que le corresponde un punto de ebullición de 106ºC, según ensayos realizados en 
el laboratorio en estufa y en horno microondas, utilizando un calibrador de 
termocuplas con su respectiva termocupla, y un termómetro para verificar la 
veracidad de los datos, como se ilustra en la figura 2. 
 
 
 36
 Figura 2. Determinación del punto de ebullición del carbonato de potasio 
 
 
 
4.3 DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA DEL HORNO MICROONDAS 
4.3.1 SELECCIÓN DEL VOLUMEN DE REDUCTOR DE CALOR 
Para la selección del volumen de carbonato de potasio se llevaron a cabo dos 
ensayos, el primero con una cantidad de 50 gr de K2CO3 en 100 cm3 de agua y el 
segundo con 80 gr de K2CO3 en 100 cm3 de agua como se muestra en las gráficas 
1 y 2. Se observó que cuando se utiliza mayor cantidad de reductor de calor se 
obtienen menores temperaturas. Otro motivo que se tuvo en cuenta para descartar 
la solución de 50 gr fue que ésta se cristalizaba en algunas ocasiones a medida 
que se incrementaba la temperatura. Este fenómeno debe evitarse ya que dichos 
cristales se pueden incorporar en el suelo y alterar las muestras. Teniendo en 
cuenta los anteriores argumentos se decidió trabajar con 80 gr de solución. 
 37
4.3.2 POTENCIA DEL MICROONDAS 
Los ensayos de selección de potencia se llevaron a cabo iniciando en la potencia 
de 350 watts y terminando en la potencia de 700 watts, con el volumen obtenido 
anteriormente de 80 gr de K2CO3 en 100 cm3 de agua. Con base en los 
resultados mostrados en la gráfica 1 y anexo 2, se seleccionó una potencia única 
de ensayo de 420 watts, teniendo en cuenta que en esta potencia se presenta un 
comportamiento constante alrededor de los 95ºC desde los cinco hasta los diez 
minutos. Las características técnicas del horno microondas utilizado en la 
investigación se encuentran en el anexo 7, el cual tiene una potencia de salida de 
700 watts. 
 
Gráfica 1. Influencia del reductor de calor (80%) y de la potencia en el tiempo de 
calentamiento. 
TEMPERATURA (80% K2CO3) Vs. TIEMPO
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
TIEMPO (minutos)
TE
M
PE
R
A
TU
R
A
 (º
C
)
700 watts
630 wats
560 watts
490 watts
420 watts
350 watts
 
 
 38
Gráfica 2. Influencia del reductor de calor (50%) y de la potencia en el tiempo de 
calentamiento. 
TEMPERATURA (50% K2CO3) Vs. TIEMPO
40
50
60
70
80
90
100
110
120
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
TIEMPO (minutos)
TE
M
PE
R
A
TU
R
A
 (º
C
)
700 watts
630 wats
560 watts
490 watts
420 watts
350 watts
 
 
4.4 PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN 
Para cada una de las muestras ensayadas se preparaba en un beaker de 500 ml 
la solución de 100 cm3 de agua con 80 gr de K2CO3, mezclando continuamente 
para contribuir a la disolución de la misma. Esta solución tenía una temperatura 
inicial de aproximadamente 40ºC y se tornaba turbia después de utilizarse en el 
microondas como se observa en la figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 39
Figura 3. Apariencia de la solución antes y después de usada 
 
Solución nueva – Solución usada Preparación de la solución 
 
 
Preparación de la solución Apariencia de la solución nueva 
 
 
 
 
 
 
 
 40
4.5 PROCEDIMIENTO DEL ENSAYO 
 
INICIO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ARMADO DE MUESTRAS 
(tabla 4)
PREPARACIÓN DE MUESTRAS (humedades de5%, 
10% y 20%, tabla 4) 
PARA HORNO 
CONVENCIONAL 
PARA HORNO 
MICROONDAS 
DETERMINACIÓN DE HUMEDAD 
SEGÚN MUESTRA PATRÓN
NO VAN 5 
MUESTRAS 
DETERMINAR HUMEDAD 
MUESTRAS PATRÓN (anexo 3)
I.N.V E-122 
SI
FIN 
 41
Las muestras armadas de los suelos ensayados han sido codificadas de la 
siguiente forma: 
 
Muestra 1: 
Arena fina 33.3% 
Arena gruesa 33.3% 
Grava media 33.3% 
 
 
Muestra 2: 
Arena fina 25% 
Arena gruesa 25% 
Grava media 50% 
 
 
Muestra 3: 
Arena fina 50% 
Arena gruesa 25% 
Grava media 25% 
 
 
Muestra 4: 
Arena fina 25% 
Arena gruesa 50% 
Grava media 25% 
 
Muestra 5: Arena gruesa 50% 
Grava media 50% 
 
Muestra 6: Arena fina 50% 
Grava media 50% 
 
Muestra 7: Arena fina 50% 
Arena gruesa 50% 
 
La cantidad utilizada para cada muestra se relaciona en la tabla 4. 
Tabla 4. Masas utilizadas para los ensayos 
SUELO MASA UTILIZADA (gr) 
Arena fina 100 
Arena gruesa 300 
Grava media 500 
MUESTRAS ARMADAS 
Muestra 1 300 
Muestra 2 300 
Muestra 3 300 
Muestra 4 300 
Muestra 5 300 
Muestra 6 300 
Muestra 7 300 
 
 42
4.5.1 PROCEDIMIENTO PARA LA OBTENCIÓN DE HUMEDAD MEDIANTE 
HORNO MICROONDAS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PESAR RECIPIENTE APTO PARA 
MICROONDAS
PREPARAR SOLUCIÓN REDUCTORA 
DE CALOR 
NO VAN 5 
MUESTRAS 
REPETIR PROCEDIMIENTO HASTA OBTENER 
LA HUMEDAD DE LA MUESTRA PATRÓN 
SE CALIBRA EN EL MICROONDAS TIEMPO Y 
POTENCIA (anexo 5) 
TOMAR TEMPERATURA EN EL CALIBRADOR 
DE TERMOCUPLAS (figura 4) * 
PESAR MUESTRA HÚMEDA Y LLEVAR AL 
MICROONDAS (anexo 4) 
INICIO 
*Se adapta la 
termocupla al 
beaker que 
contiene la 
solución 
reductora de 
calor y se 
coloca junto a 
la muestra 
SI 
FIN 
 
 43
4.6 RECOMENDACIONES PARA TRABAJAR EN EL HORNO MICROONDAS 
Al momento de fijar la termocupla en el vaso que contiene la solución reductora de 
calor, se debe tener precaución en que el sensor ubicado en la punta de ésta, 
quede completamente sumergido dentro de la solución para no tener registros 
errados en las lecturas de la temperatura. (Figura 4). 
 
Es recomendable tomar los pesos secos de la muestra en intervalos de cinco 
minutos o más, de ser necesario, ya que hacerlo en menores tiempos implica 
alteraciones en la pérdida de humedad de las muestras por la constante 
manipulación de la tapa del horno, ocasionando tiempos mayores de secado. 
 
Figura 4. Adaptación de la termocupla al beaker con la solución. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 44
4.7 ANÁLISIS DE RESULTADOS 
Gráfica 3. Tiempo de secado óptimo para la arena fina con contenido de agua 5% 
 PESO VS. TIEMPO - ARENA FINA
y = 0,011x2 - 0,4622x + 103,56
R2 = 1
99,0
99,5
100,0
100,5
101,0
101,5
102,0
0 2 4 6 8 10 12 14 1
TIEMPO (min)
P
ES
O
 (g
r)
6
 
99,3 
T óptimo = 13.8 min 
 
 
Gráfica 4. Tiempo de secado óptimo para la arena gruesa con contenido de agua 5% 
PESO VS. TIEMPO - ARENA GRUESA
y = 0,0488x2 - 2,404x + 324,8
R2 = 1
294,5
295,5
296,5
297,5
298,5
299,5
300,5
10 12 14 16 18 20 22 24 26
TIEMPO (min)
PE
S
O
 (g
r)
 
296,07 
T óptimo = 20.4 min 
 
 45
Gráfica 5. Tiempo de secado óptimo para la grava media con contenido de agua 5% 
PESO VS. TIEMPO - GRAVA MEDIA
y = 0,0028x2 - 0,2377x + 501,13
R2 = 0,9753
496,0
496,2
496,4
496,6
496,8
497,0
497,2
497,4
497,6
18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
TIEMPO (min)
P
ES
O
 (g
r)
 
496,32 
T óptimo = 32.5 min 
 
En las gráficas 3 a la 5 se ilustra gráficamente el peso seco obtenido en el horno 
microondas y los tiempos en los que se obtuvieron estos pesos, particularmente para el 
contenido de agua de 5% de la arena fina, arena gruesa y grava media. 
 
Mediante un análisis estadístico utilizando una regresión polinomial, se obtuvo un 
coeficiente de correlación igual a 1 en todos los casos, indicando una correlación perfecta 
positiva entre el tiempo y el peso. A continuación se utilizó el peso seco obtenido en el 
horno convencional de laboratorio para proyectarlo hasta la línea de tendencia y leer en 
las abscisas el tiempo óptimo de secado para cada una de las muestras. 
 
Los tiempos óptimos de secado encontrados en las anteriores gráficas se consignan en la 
tabla 6, al igual que los hallados para los contenidos de agua de 10 y 20%. 
 46
 47
 Tabla 5. Resumen de promedio de humedades obtenidas en el horno convencional y horno microondas 
 
HUMEDAD 
HORNO CONVENCIONAL HORNO MICROONDAS 
Hhornoprom - Hmicroprom
Contenido de agua Contenido de agua Contenido de agua 
MUESTRA CANTIDAD 
5% 10% 20% 5% 10% 20% 5% 10% 20% 
DESVIACIÓN 
ESTÁNDAR 
Arena fina 100 4,22 9,3 19,62 4,23 9,31 19,63 0,01 0,01 0,01 0,0012 
Arena 
gruesa 300 5,88 10,29 19,86 5,89 10,31 19,86 0,01 0,02 0,00 0,0076 
Grava 
media 500 5,41 10,34 19,76 5,41 10,35 19,77 0,00 0,01 0,01 0,0042 
Muestra 1 300 5,56 9,82 18,91 5,57 9,82 18,91 0,01 0,00 0,00 0,0031 
Muestra 2 300 5,45 9,63 18,87 5,45 9,62 18,87 0,00 0,01 0,00 0,0087 
Muestra 3 300 5,3 9,81 18,94 5,29 9,81 18,94 0,01 0,00 0,00 0,0023 
Muestra 4 300 5,3 9,88 19,41 5,3 9,89 19,42 0,00 0,01 0,01 0,004 
Muestra 5 300 5,57 10,21 18,74 5,57 10,22 18,74 0,00 0,01 0,00 0,0023 
Muestra 6 300 5,06 9,85 18,81 5,06 9,85 18,82 0,00 0,00 0,01 0,0012 
Muestra 7 300 5,31 10,02 19,07 5,31 10,02 19,07 0,00 0,00 0,00 0,0012 
 
 
NOTA: El valor máximo del error relativo se encuentra consignado en el Anexo 4. 
 
 
 48
Tabla 6. Resumen de temperaturas y tiempos promedio de secado por horno microondas 
TEMPERATURA MAX. (ºC) TIEMPO SECADO (minutos) 
MUESTRA Contenido de 
agua 5% 
Contenido de 
agua 10% 
Contenido de 
agua 20% 
Contenido de 
agua 5% 
Contenido de 
agua 10% 
Contenido de 
agua 20% 
Arena fina 99 107 102 14 21 25 
Arena gruesa 106 106 97 20 25 18 
Grava media 107 101 104 33 25 30 
Muestra 1 106 95 104 23 20 25 
Muestra 2 107 97 103 23 25 22 
Muestra 3 107 107 102 18 29 19 
Muestra 4 107 105 105 24 23 26 
Muestra 5 107 102 103 23 21 23 
Muestra 6 107 107 102 21 23 27 
Muestra 7 102 103 104 14 21 25 
En la tabla 5 se registran los resultados de las humedades promedio de las 
muestras, obtenidos en los hornos convencional de laboratorio y microondas para 
cada una de las humedades trabajadas, igualmente se puede observar que los 
valores de la desviación estándar de las diferencias de humedades promedio 
halladas por horno convencional y por horno microondas de todas las muestras 
analizadas, es menor al valor tolerable máximo establecido por la norma ASTM 
D4643 de 0.3%. 
 
En la tabla 6 se observan los resultados obtenidos de los tiempos de secado y las 
temperaturas máximas alcanzadas para cada muestra, con las humedades 
trabajadas. 
 
En el anexo 6 se ilustra la representación gráfica del promedio de humedades 
obtenidas en los hornos convencional de laboratorio y microondas para cada una 
de las muestras ensayadas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 49
Gráfica 6. Comparación humedades promedio mediante horno y microondas para la 
muestra de grava media 
COMPARACIÓN HUMEDADES PROMEDIO MEDIANTE HORNO Y 
MICROONDAS PARA GRAVA MEDIA
y = -0,0285x2 + 1,4003x - 1,5854
R2 = 1
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
0 5 10 15 20 25
HUM EDAD HORNO CONVENCIONAL (%)
H
U
M
ED
A
D
 M
IC
R
O
 (2
0 
m
in
ut
os
) %
 
 
Como caso particular se analizó la humedad obtenida en 20 minutos para la grava 
media en el horno microondas con la obtenida en el horno convencional de 
laboratorio para las 3 humedades trabajadas, como son 5%, 10% y 20%. En la 
gráfica 6 se observa la correspondencia entre los resultados obtenidos en los dos 
hornos, distinguiéndose una tendencia lineal entre ambos valores e indicando un 
coeficiente de correlación igual a 1, lo que significa una correlación positiva entre 
las humedades de los hornos convencional de laboratorio y microondas. 
 50
 
5. COSTOS TOTALES DE LA INVESTIGACIÓN 
 
5.1 RECURSOS MATERIALES 
Los recursos materiales necesarios durante el desarrollo de la presente 
investigaciónfueron: 
 
Tabla 7. Presupuesto de recursos materiales 
 
CONCEPTO 
 
 
UNIDAD 
 
 
CANTIDAD
 
 
VALOR UNITARIO 
 
 
VALOR TOTAL 
 
Papel bond tamaño carta Global 1 $ 22.000,00 $ 22.000,00
Fotocopias Global 1 $ 10.000,00 $ 10.000,00
Impresiones Global 1 $ 200.000,00 $ 200.000,00
Reductores de calor Global 1 $ 30.000,00 $ 30.000,00
TOTAL RECURSOS MATERIALES $ 262.000,00 
 
5.2 RECURSOS INSTITUCIONALES 
El recurso institucional de la presente investigación fue la Universidad de La Salle. 
 
5.3 RECURSOS TECNOLÓGICOS 
Los recursos tecnológicos utilizados durante el desarrollo de la presente 
investigación fueron: 
 
 
 
 
 
 
Tabla 8. Presupuesto de recursos tecnológicos 
 
CONCEPTO 
 
UNIDAD CANTIDAD VALOR UNITARIO VALOR TOTAL 
Horno microondas Global 1 $ 150.000,00 $ 150.000,00
Cámara digital fotográfica Global 1 $ 50.000,00 $ 50.000,00
Computador Global 1 $ 400.000,00 $ 400.000,00
Impresora Global 1 $ 200.000,00 $ 200.000,00
TOTAL RECURSOS TECNOLÓGICOS $ 800.000,00 
 
5.4 RECURSOS HUMANOS 
Los recursos humanos que formaron parte del desarrollo de la presente 
investigación fueron: 
Tabla 9. Presupuesto de recursos humanos 
 
CARGO 
 
ENCARGADOS No. Horas Valor Total 
Investigadores principales Estudiantes de proyecto de grado 180 -------- 
Director temático∗ 20 $ 115.100
Coinvestigadores 
Asesor metodológico∗∗ 64 $ 148.148
Colaborador Laboratorista∗∗ 120 $ 545.400
TOTAL RECURSOS HUMANOS $ 808.648
 
 
 
 
 
 
∗ Valor asumido por la Universidad de La Salle, según resolución rectorial No. 345 de noviembre 15 del 2005. 
∗∗ Valor asumido por l a Universidad de La Salle, según contrato laboral. 
 
 52
5.5 RECURSOS FINANCIEROS 
El total de recursos financieros invertidos durante el desarrollo de la presente 
investigación fueron: 
 
Tabla 10. Presupuesto recursos financieros 
 FUENTES DE FINANCIACIÓN 
RUBROS 
 UNIVERSIDAD DE 
LA SALLE 
FACULTAD DE 
INGENIERÍA CIVIL 
 ESTUDIANTES TOTAL 
Recursos humanos $808.648,00 $ 808.648,00 
Recursos materiales $ 262.000,00 $ 262.000,00 
Recursos tecnológicos $ 800.000,00 $ 800.000,00 
Subtotal $808.648,00 $ 1.062.000,00 $ 1.870.648,00 
Imprevistos (5%) $ 53.100,00 $ 53.100,00 
TOTAL $808.648,00 $ 1.115.100,00 $ 1.964.180,00 
TOTAL RECURSOS FINANCIEROS $ 1.964.180,00 
 
 53
 
6. CONCLUSIONES 
 
Mediante los ensayos realizados se determinó el contenido de humedad de 
distintas muestras de suelos granulares armadas en el laboratorio, tanto en el 
horno convencional de laboratorio como en el horno microondas, lográndose una 
comparación positiva en los resultados obtenidos entre los coeficientes de 
correlación de todas las muestras ensayadas, de alrededor del 100%. 
 
La potencia del horno microondas fue seleccionada mediante una fase 
experimental y un análisis gráfico de resultados, determinándose en este caso una 
potencia de 420 watts, la cual influyó en los resultados que se obtuvieron, 
permitiendo que la temperatura no superara los 110ºC y que el suelo no sufriera 
sobrecalentamientos. 
 
Se logró establecer una metodología para la medición de la temperatura dentro del 
horno microondas, por medio de una termocupla y un calibrador, el cual registra la 
variación de temperaturas en el proceso de secado de las muestras. 
 
Durante la ejecución de los ensayos se notó que el tiempo de secado depende del 
tipo de muestras que se estén trabajando, en el caso de mayores contenidos de 
grava media, se obtuvieron mayores tiempos de secado que cuando se trabajaba 
con las otras muestras. 
Se analizó como caso particular la grava media en el microondas en un tiempo de 
20 minutos para las 3 humedades trabajadas, comparándola con los resultados 
arrojados por el horno convencional de laboratorio obteniendo un coeficiente de 
correlación de 1, el cual es un resultado satisfactorio. El tiempo seleccionado de 
20 minutos se escogió en razón a que los tiempos obtenidos en los diferentes 
ensayos realizados según lo indica la tabla 6, están alrededor de este tiempo y 
para identificar el comportamiento del secado de las muestras en un tiempo 
constante. La ecuación y = -0.0285x2 + 1.4003x – 1.5854 obtenida en la gráfica 6 
muestra la relación para determinar la humedad entre los dos métodos utilizados, 
siendo éste el resultado más importante de la presente investigación. 
 
Igualmente se analizó de forma particular la arena fina, arena gruesa y grava 
media con contenido de agua del 5% y se logró establecer unos tiempos óptimos 
de secado. Estos tiempos resultan más confiables, ya que el peso seco que se 
tuvo en cuenta para hallar el tiempo óptimo fue el obtenido de los ensayos 
efectuados en el horno convencional de laboratorio, tal como se ilustra en las 
gráficas 3 a 5 y en la tabla 6. 
 
El coeficiente experimental obtenido para cada una de las muestras analizadas 
varía entre 0.9997 y 1.0008. Los valores más altos indican que las muestras 
secadas en horno microondas perdían más contenido de agua que las secadas 
mediante horno convencional de laboratorio, por lo que se puede afirmar que con 
 55
el método de secado con microondas se obtienen valores más aproximados del 
verdadero contenido de agua de las muestras. 
 
Con los resultados obtenidos en la determinación de las humedades se logró fijar 
unos tiempos máximos de secado de las diferentes muestras dentro del horno 
microondas, los cuales oscilan desde los 14 hasta los 33 minutos. 
 
El trabajo de investigación presentado muestra unos resultados confiables para la 
realización del ensayo de determinación de humedad en suelos granulares 
armados en el laboratorio, utilizando horno microondas, comparados con los 
resultados que arroja el horno convencional de laboratorio, en un tiempo del orden 
de los 33 minutos, alcanzando una temperatura máxima de 107ºC; lo que indica 
una reducción considerable en el tiempo de secado de las muestras. 
 
 
 
 56
7. RECOMENDACIONES 
 
Este trabajo deja abierta la posibilidad de llevar a cabo mas investigaciones, como 
por ejemplo trabajar en suelos finos, donde la humedad natural varía 
considerablemente con respecto a los suelos granulares, verificándose el tiempo 
de secado y las temperaturas que pueden alcanzarse, igualmente en muestras 
inalteradas, donde las condiciones físicas del suelo cambian y se podría llegar a 
resultados más enfocados al campo ingenieril. 
 
El armado de las muestras debe ser tan rápido como sea posible para minimizar la 
pérdida de humedad, que resultaría en determinaciones erróneas del contenido de 
agua. 
 
Si se utiliza un horno diferente al de esta investigación, se debe hacer el estudio 
previo para la calibración, en cuanto se refiere a la potencia, tiempo y cantidad de 
reductor de calor utilizado. 
 
Las recomendaciones en cuanto al uso del horno microondas utilizado, se 
encuentran consignadas en el capítulo 4, numeral 4.6. 
 
BIBLIOGRAFÍA 
 
AMERICAN STANDARD FOR TESTING AND MATERIALS. Determinación del 
contenido de humedad. Pennsylvania, USA: ASTM D 2216-98 y ASTM D4643, 
1991. 
 
Aplicaciones del microondas. [En línea]. http://www.alimentacion_sana.com.ar 
/informaciones/novedades/microondaschef.htm. [Citado en 2006-03-15]. 
 
Determinación del contenido gravimétrico de agua. Horno de microondas. [En 
línea]. http://www.unalmed.edu.co/~geotecni/GG-09.pdf. [Citado en 2006-04-01]. 
Determinación del contenido de humedad (ASTM D2216-98). [En línea]. 
http://www.geotecnia.edu.bo/administrador/manual/Humedad.pdf. [Citado en 2006-
04-01] 
 
Efecto Peltier, efecto Seebeck, efecto Thomson. [En línea]. 
http://www.monico.com.ar/ufe.htm. [Citado en 2006-12-12] 
 
Funcionamiento del horno microondas. [En línea]. 
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_%28electrodom%C3%A9stico%29. [Citado 
en 2006-05-12]. 
 
http://www.unalmed.edu.co/%7Egeotecni/GG-09.pdf
http://www.geotecnia.edu.bo/administrador/manual/Humedad.pdfhttp://www.monico.com.ar/ufe.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Microondas_%28electrodom%C3%A9stico%29
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TÉCNICAS Y CERTIFICACIÓN. Tesis y 
otros programas de grado (QUINTA ACTUALIZACIÓN). Bogotá: ICONTEC, 2002. 
 
NORMAS DE ENSAYO DE MATERIALES PARA CARRETERAS. Determinación 
en laboratorio del contenido de agua (humedad) de suelo, roca y mezclas 
de suelo-agregado. Tomo 1. Santa Fe de Bogotá, D.C.: I.N.V E-122, 1998. 
 
RUIZ SARAY, Rosa Amparo. Estructura para la presentación escrita de los 
informes del Proyecto de Integrador. En: ASESORÍA METODOLÓGICA (1°: 2003: 
Bogota) memorias de la primera asesoría metodológica para la presentación de 
informes del Proyecto Integrador. Bogotá: U.S.B, 2003. 15 p. 
 
Termocuplas. [En línea]. http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica-
/medidordetemperatura.htm. [Citado en 2006-06-15] 
 
 59
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica-/medidordetemperatura.htm
http://electronica.eia.edu.co/PROYECTOS/biomedica-/medidordetemperatura.htm
 60
ANEXO 1. ENSAYOS DE CARACTERIZACIÓN 
 
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO 
 
GRAVA MEDIA 
 
Peso del Platón: 191gr 
Peso muestra + Platón: 4888gr 
Peso muestra seca + Platón: 4815gr 
Peso muestra seca: 4624gr 
 
TAMIZ DIAMETRO (mm) 
PESO 
RETENIDO 
(g) 
PESO 
RETENIDO 
(error 
distribuido) (g)
% 
RETENIDO % PASA 
Módulo de 
finura 
3/4 19,1 868 868,38 18,78 81,22 18,78
1/2 12,2 2609 2.610,13 56,45 24,77 75,23
3/8 9,55 848 848,37 18,35 6,43 93,57
1/4 6,35 192 192,08 4,15 2,27 97,73
4 4,76 52 52,02 1,13 1,15 98,85
FONDO 53,00 53,02 1,15 0,00 100,00
Sumatoria 4.622,00 4.624,00 484,16
 
 
ARENA GRUESA 
 
Peso del Platón: 184gr 
Peso muestra + Platón: 3920gr 
Peso muestra seca + Platón: 3669gr 
Peso muestra seca: 3485gr 
 
TAMIZ DIAMETRO (mm) 
PESO 
RETENIDO 
(g) 
PESO 
RETENIDO 
(error 
distribuido) (g)
% 
RETENIDO % PASA 
Módulo de 
finura 
4 4,76 1069 1.070,54 30,72 69,28 30,72
10 2 601 601,86 17,27 52,01 47,99
20 0,84 465 465,67 13,36 38,65 61,35
40 0,42 443 443,64 12,73 25,92 74,08
60 0,297 370 370,53 10,63 15,29 84,71
80 0,177 158 158,23 4,54 10,75 89,25
100 0,149 104 104,15 2,99 7,76 92,24
200 0,074 199 199,29 5,72 2,04 97,96
FONDO 71,00 71,10 2,04 0,00 100,00
Sumatoria 3.480,00 3.485,00 678,30
 61
 
ARENA FINA 
 
Peso del Platón: 190gr 
Peso muestra + Platón: 3371gr 
Peso muestra seca + Platón: 3033gr 
Peso muestra seca: 2843gr 
 
TAMIZ DIAMETRO (mm) 
PESO 
RETENIDO 
(g) 
PESO 
RETENIDO 
(error 
distribuido) (g)
% 
RETENIDO % PASA 
Módulo de 
finura 
4 4,76 7 7,01 0,25 99,75 0,25
10 2 13 13,02 0,46 99,30 0,70
20 0,84 96 96,17 3,38 95,91 4,09
40 0,42 2222 2.225,91 78,29 17,62 82,38
60 0,297 265 265,47 9,34 8,28 91,72
80 0,177 126 126,22 4,44 3,84 96,16
100 0,149 16 16,03 0,56 3,28 96,72
200 0,074 45 45,08 1,59 1,69 98,31
FONDO 48,00 48,08 1,69 0,00 100,00
Sumatoria 2.838,00 2.843,00 570,33
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 62
GRÁFICAS DE GRANULOMETRÍA 
 
GRAVA MEDIA 
19,1
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
No. 16
1,18
No. 30
0,6
No. 50
0,3
No. 100
0,150 76,2
3"
38,1
1 1/2"
19,1
3/4"
9,53
3/8"No. 4
4,750,075
No. 200
2,36
No. 8 2"
50,8
1"
25,4
1/2"
12,7
No. 10
2,0
No. 20
0,85
No. 40
0,425
No. 60
0,25
No. 140
0,106
0,02 0,03 0,040,05 0,2 0,3 0,4 0,5 2,0 3,0 4,0 5,0 20,0 30,0 40,0 50,0 100,010,01,00,10,01
4,76
9,55
12,2
6,35 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑO DE LAS PARTICULAS (mm)
P
O
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
APO
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
A
GRAVA Y PIEDRA
AGREGADO GRUESO
SUELO MORTERO
SUELOS FINOS
AGREGADO FINO
ARENA GRUESAARENA FINA
MATERIAL GRUESO
 
ARENA GRUESA 
4,76
0,297
0,177
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
No. 16
1,18
No. 30
0,6
No. 50
0,3
No. 100
0,150 76,2
3"
38,1
1 1/2"
19,1
3/4"
9,53
3/8"No. 4
4,750,075
No. 200
2,36
No. 8 2"
50,8
1"
25,4
1/2"
12,7
No. 10
2,0
No. 20
0,85
No. 40
0,425
No. 60
0,25
No. 140
0,106
0,02 0,03 0,040,05 0,2 0,3 0,4 0,5 2,0 3,0 4,0 5,0 20,0 30,0 40,0 50,0 100,010,01,00,10,01
0,149
0,84
2
0,42
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑO DE LAS PARTICULAS (mm)
P
O
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
APO
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
A
GRAVA Y PIEDRA
AGREGADO GRUESO
SUELO MORTERO
SUELOS FINOS
AGREGADO FINO
ARENA GRUESAARENA FINA
MATERIAL GRUESO
 
 63
ARENA FINA 
 
 
4,76
0,297
0,177
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
No. 16
1,18
No. 30
0,6
No. 50
0,3
No. 100
0,150 76,2
3"
38,1
1 1/2"
19,1
3/4"
9,53
3/8"No. 4
4,750,075
No. 200
2,36
No. 8 2"
50,8
1"
25,4
1/2"
12,7
No. 10
2,0
No. 20
0,85
No. 40
0,425
No. 60
0,25
No. 140
0,106
0,02 0,03 0,040,05 0,2 0,3 0,4 0,5 2,0 3,0 4,0 5,0 20,0 30,0 40,0 50,0 100,010,01,00,10,01
0,149
0,84
2
0,42
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
TAMAÑO DE LAS PARTICULAS (mm)
P
O
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
APO
R
C
E
N
TA
JE
 Q
U
E
 P
A
S
A
GRAVA Y PIEDRA
AGREGADO GRUESO
SUELO MORTERO
SUELOS FINOS
AGREGADO FINO
ARENA GRUESAARENA FINA
MATERIAL GRUESO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 64
DENSIDAD EN AGREGADOS GRUESOS 
NORMA ICONTEC 176 
I.N.V. E-223 
 
GRAVA MEDIA 
 
Donde: 
 
=M Masa en gramos de la muestra. 
=iM Masa en gramos de la muestra sumergida en el agua. 
=sM Masa en gramos de la muestra saturada interiormente y seca superficialmente. 
 
Densidad Nominal 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
61.2
29504784
4784
=
−
=
−
=
n
n
i
n
D
grgr
grD
MM
MD
 
62.2
29624792
4792
=
−
=
−
=
n
n
i
n
D
grgr
grD
MM
MD
 
 
Densidad Aparente 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
37.2
29504972
4784
=
−
=
−
=
a
a
is
a
D
grgr
grD
MM
MD
 
37.2
29624985
4792
=
−
=
−
=
a
a
is
a
D
grgr
grD
MM
MD
 
 
 
Absorción 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
%93.3%
100
4784
47844972%
100%
=
×
−
=
×
−
=
ndeAbsorció
grgrndeAbsorció
M
MMndeAbsorció s
 
%03.4%
100
4792
47924985%
100%
=
×
−
=
×
−
=
ndeAbsorció
grgrndeAbsorció
M
MM
ndeAbsorció s
 65
PESO ESPECÍFICO EN AGREGADOS FINOS 
NORMA ICONTEC 237 
I.N.V- E 222 
 
 
ARENA GRUESA 
 
Donde: 
 
=G Peso de la muestra seca, en gramos. 
=V Volumen en la probeta en cm3 
=aG Peso o volumen del agua añadida a la muestra para completar el volumen de la 
probeta en gramos o en cm3 según el caso. 
 
Peso Específico 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
60.2
))487500(300500(
487
))500((
=
−−−
=
−−−
=
e
e
a
e
P
grgrgrgr
grP
GGV
GP
60.2
))490500(301500(
490
))500((
=
−−−
=
−−−
=
e
e
a
e
P
grgrgrgr
grP
GGV
GP
 
Peso Unitario Seco 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
44.2
300500
487
=
−
=
−
=
m
m
a
m
P
grgr
grP
GV
GP
 
46.2
301500
490
=
−
=
−
=
m
m
a
m
P
grgr
grP
GV
GP
 
 
Peso Unitario Saturado y de Superficie Seca 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
50.2
300500
500
500
=
−
=
−
=
s
s
a
s
P
grgr
grP
GV
P
 
51.2
301500
500
500
=
−
=
−
=
s
s
a
s
P
grgr
grP
GV
P
 
 66
Absorción 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
%67.2%
100
487
487500%
100500%
=
×
−
=
×
−
=
ndeAbsorció
gr
grgrndeAbsorció
G
GndeAbsorció
%04.2%
100
490
490500%
100500%
=
×
−
=
×
−
=
ndeAbsorció
gr
grgrndeAbsorció
G
GndeAbsorció
 
GRAVEDAD ESPECÍFICA (AASHTO T100-70 y ASTM D854-58) 
 
ARENA FINA 
 
Donde: 
=sW Peso muestra seca. 
=bwW Peso del agua hasta la marca del frasco volumétrico. 
=bwsW Peso muestra seca + agua hasta la marca del frasco volumétrico. 
 
Peso Total 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
grW
grgrW
WWW
T
T
sbwT
8.792
1738.619
=
+=
+=
 
grW
grgrW
WWW
T
T
sbwT
4.795
1754.620
=
+=
+=
 
 
Peso del agua que ha sido desplazada por las partículas de suelo 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
grW
grgrW
WWW
w
w
bwsTw
3.62
5.7308.792
=
−=
−=
 
grW
grgrW
WWW
w
w
bwsTw
4.64
7314.795
=
−=
−=
 
 
Gravedad Específica 
 
Ensayo 1 Ensayo 2 
78.2
3.62
173
=
=
=
s
s
w
s
s
G
gr
grG
W
WG
 
72.2
4.64
175
=
=
=
s
s
w
s
s
G
gr
grG
W
WG
 
 67
ANEXO 2. INFLUENCIA DEL REDUCTOR DE CALOR Y DE LA POTENCIA ENEL 
TIEMPO DE CALENTAMIENTO 
 
TEMPERATURA ( 80% K2CO3) Vs. TIEMPO
TIEMPO (minutos) 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 POTENCIA 
TEMPERATURA (ºC) 
10 62 86 95 97 100 104 106 110 112 114 
9 51 73 90 96 98 99 100 102 104 106 
8 52 75 88 96 97 98 99 102 103 107 
7 50 64 79 86 91 96 97 98 99 100 
6 50 65 74 87 94 94 94 95 95 95 
5 43 52 62 70 80 84 87 91 93 96 
 
 
TEMPERATURA (50% K2CO3) Vs. TIEMPO
TIEMPO (minutos) 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 POTENCIA 
TEMPERATURA (ºC) 
10 64 87 100 104 106 107 108 110 115 118 
9 62 86 96 100 103 104 105 106 108 111 
8 60 80 95 103 105 106 106 107 107 109 
7 55 78 93 98 101 103 104 104 105 106 
6 54 75 92 95 96 97 99 101 103 105 
5 50 71 89 93 94 96 98 100 102 104 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 68
ANEXO 3. RESULTADOS DE LAS MUESTRAS PATRÓN OBTENIDAS EN HORNO 
CONVENCIONAL 
 
HUMEDAD 5% 
 
Arena fina Arena gruesa 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%22.4%
100
35.99
35.9954.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
139.97
36.43
103.54
135.78
99.35
4.22
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%89.5%
95.295
95.29539.313%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
350.92
37.53
313.39
333.48
295.95
5.89
 
Grava media Arena fina 33.3%, Arena gruesa 33.3% y Grava media 33.3% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%41.5%
100
96.495
96.49580.528%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
635.70
112.90
522.80
608.86
495.96
5.41
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%56.5%
53.296
53.29602.313%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
394.69
81.67
313.02
378.20
296.53
5.56
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 25% y Grava 
media 50% 
Arena fina 50%, Arena gruesa 25% y 
Grava media 25% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
438.76
126.20
312.56
422.63
296.43
5.44
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
422.30
111.40
310.90
406.65
295.25
5.30
 69
%44.5%
100
43.296
43.29656.312%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
%30.5%
25.295
25.29590.310%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
 
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 50% y Grava 
media 25% 
Arena gruesa 50% 
 Grava media 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%29.5%
100
72.295
72.29536.311%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
425.66
114.30
311.36
410.02
295.72
5.29
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%57.5%
93.295
93.29542.312%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
438.62
126.20
312.42
422.13
295.93
5.57
 
 
Arena fina 50% 
Grava media 50% 
Arena fina 50% 
Arena gruesa 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%06.5%
100
34.297
34.29740.312%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
429.00
116.60
312.40
413.94
297.34
5.06
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%30.5%
22.297
22.29796.312%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
435.20
122.24
312.96
419.46
297.22
5.30
 
 
 
 
 
 
 
 
 70
HUMEDAD 10% 
 
Arena fina Arena gruesa 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%28.9%
100
83.98
83.9800.108%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
146.62
38.62
108.00
137.45
98.83
9.28
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%28.10%
45.296
45.29693.326%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
365.20
38.27
326.93
334.72
296.45
10.28
 
Grava media Arena fina 33.3%, Arena gruesa 33.3% y Grava media 33.3% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%35.10%
100
92.496
92.49635.548%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
662.65
114.30
548.35
611.22
496.92
10.35
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%82.9%
35.293
35.29380.322%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
434.80
112.00
322.80
405.95
293.95
9.82
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 25% y Grava 
media 50% 
Arena fina 50%, Arena gruesa 25% y 
Grava media 25% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%63.9%
100
35.293
35.29360.321%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
439.39
117.70
321.60
411.05
293.35
9.63
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%80.9%
66.293
66.29345.322%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
435.35
112.9
322.45
406.56
293.66
9.80
 71
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 50% y Grava 
media 25% 
Arena gruesa 50% 
 Grava media 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%87.9%
100
10.294
10.29412.323%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
437.92
114.80
323.12
408.90
294.10
9.87
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%23.10%
20.296
20.29650.326%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
443.80
117.30
326.50
413.50
296.20
10.23
 
 
Arena fina 50% 
Grava media 50% 
Arena fina 50% 
Arena gruesa 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%86.9%
100
33.296
33.29655.325%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
440.75
115.20
325.55
411.53
296.33
9.86
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%03.10%
08.296
08.29677.325%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
442.70
116.93
325.77
413.01
296.08
10.03
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 72
HUMEDAD 20% 
 
Arena fina Arena gruesa 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%63.19%
100
60.96
60.9656.115%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
157.94 
42.38
115.56
138.98
96.60
19.63
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%88.19%
73.295
73.29553.354%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
470.63
116.10
354.53
411.83
295.73
19.88
 
 
Grava media Arena fina 33.3%, Arena gruesa 33.3% y Grava media 33.3% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%75.19%
100
52.497
52.49778.595%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
710.58
114.80
595.78
612.32
497.52
19.75
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%93.18%
77.29677.29695.352%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
434.62
81.67
352.95
378.44
296.77
18.93
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 25% y Grava 
media 50% 
Arena fina 50%, Arena gruesa 25% y 
Grava media 25% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%87.18%
100
42.297
42.29755.353%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
469.65
116.10
353.55
413.52
297.42
18.87
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%94.18%
35.296
35.29650.352%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
470.70
118.20
352.50
414.55
296.35
18.94
 73
 
 
Arena fina 25%, Arena gruesa 50% y Grava 
media 25% 
Arena gruesa 50% 
 Grava media 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%45.19%
100
70.295
70.29522.353%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
466.62
113.40
353.22
409.10
295.70
19.45
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%77.18%
58.297
58.29745.353%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
459.35
105.90
353.45
403.48
297.58
18.77
 
 
Arena fina 50% 
Grava media 50% 
Arena fina 50% 
Arena gruesa 50% 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%79.18%
100
90.297
90.29787.353%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
470.67
116.80
353.87
414.70
297.90
18.79
 
 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%07.19%
45.295
45.29580.351%
=
−
=
humedad
gr
ggrhumedad
 
470.10
118.30
351.80
413.75
295.45
19.07
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 74
ANEXO 4. COMPARACIÓN ENTRE HUMEDADES OBTENIDAS EN HORNO 
CONVENCIONAL Y EN HORNO MICROONDAS 
 
HUMEDAD 5% 
 
ARENA FINA 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 1 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%23.4%
100
19.99
19.9939.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
139.82
36.43
103.39
135.62
99.19
4.23
 
Ensayo No. 1 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
 
 
 
355.30
251.60
103.70
351.10
99.50
4.22
12
 
Error =0.24% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 2 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%23.4%
100
32.99
32.9952.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
145.90
42.38
103.52
141.7
99.32
4.23
 
Ensayo No. 2 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
 
229.75
126.20
103.55
225.55
99.35
4.23
14
 
Error = 0% 
 
 
 
 75
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 3 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%20.4%
100
25.99
25.9942.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
141.92
38.50
103.42
137.75
99.25
4.20
 
Ensayo No. 3 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
 
 
 
222.04
118.30
103.74
217.84
99.54
4.22
14
Error = 0.47% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 4 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%22.4%
100
35.99
35.9954.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
139.97
36.43
103.54
135.78
99.35
4.22
 
Ensayo No. 4 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
 
220.56
116.93
103.63
216.35
99.42
4.23
13
 
Error = 0.24% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 5 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
139.88
36.43
103.45
135.69
99.26
4.22
 
Ensayo No. 5 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
220.72
117.30
103.42
216.51
99.21
4.24
 76
 
%22.4%
100
26.99
26.9945.103%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
Tiempo (minutos): 
 
13
Error = 0.47% 
Horno convencional 
 
PROMEDIO HUMEDAD: 4.22% 
 
Horno microondas 
 
PROMEDIO DE TIEMPO: 13 minutos 
PROMEDIO DE HUMEDAD: 4.23% 
 
 
 
ARENA GRUESA 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 1 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%86.5%
100
93.295
93.29527.313%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
349.04
35.77
313.27
331.70
295.93
5.86
 
Ensayo No. 1 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
564.00
251.60
312.40
546.60
295.00
5.90
27
 
Error = 0.34% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 2 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
357.59
43.62
313.97
340.00
296.38
5.90
 
Ensayo No. 2 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
564.12
251.60
312.52
546.66
295.06
5.92
 77
 
%90.5%
100
38.296
38.29697.313%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
Tiempo (minutos): 
 
25
 
Error = 0.34% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 3 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%89.5%
100
95.295
95.29539.313%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
350.92
37.53
313.39
333.48
295.95
5.89
 
Ensayo No. 3 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
563.98
251.60
312.38
546.64
295.04
5.88
27
Error = 0.17% 
 
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 4 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%90.5%
100
00.296
00.29647.313%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
352.82
39.35
313.47
335.35
296.00
5.90
 
Ensayo No. 4 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
Tiempo (minutos): 
 
564.09
251.60
312.49
546.70
295.10
5.89
25
Error = 0.17% 
 78
Horno convencional Horno microondas 
 
Ensayo No. 5 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial (gr): 
Peso seco + recipiente (gr): 
Peso seco (gr): 
Humedad (%): 
 
%86.5%
100
10.296
10.29645.313%
=
×
−
=
humedad
gr
grgrhumedad
 
 
395.12
81.67
313.45
377.77
296.1
5.86
 
Ensayo No. 5 de 5 
 
Peso húmedo + recipiente (gr): 
Peso recipiente (gr): 
Peso inicial