Calculadora Equivalente de Arena — EA
El Equivalente de Arena EA es una medida indirecta y rápida de la calidad y cantidad de finos plásticos (arcilla) en un suelo granular. Se basa en la separación por sedimentación de las fracciones de arena y arcilla en una columna graduada con solución floculante. Esta calculadora aplica la fórmula NCh 1325 / ASTM D2419 a partir de las lecturas de altura de arena (h2) y altura total de arcilla + arena (h1), con los rangos de aceptación típicos del Manual de Carreteras MOP y de hormigones NCh. Es el ensayo obligatorio más rápido de control de calidad de áridos.
¿Qué es y cuándo aplicar EA?
EA detecta contaminación arcillosa en áridos: alto contenido de finos plásticos reduce resistencia mecánica, aumenta hinchamiento, disminuye adherencia en hormigones y pavimentos asfálticos. Se aplica a bases granulares, subbases, arena para hormigón, arena para mortero y filtros drenantes. Es un ensayo de control rutinario (1-2 horas por muestra) que complementa el análisis granulométrico e Índice de Plasticidad. No reemplaza el IP pero detecta variaciones en la fuente del material más rápido.
Fórmulas aplicadas
Fórmula NCh 1325 / ASTM D2419:
EA (%) = (h2 / h1) · 100
h1 = lectura de altura total (arena sedimentada + arcilla en suspensión), en pulgadas o mm
h2 = lectura de altura de arena sedimentada solamente
Procedimiento estandarizado: 85 ± 5 ml de material pasa tamiz N°4 se introduce en probeta con solución floculante de cloruro de calcio; agitación 45 s en agitador mecánico; reposo 20 min; lectura h1 (superior) y h2 (inferior, con pesa cónica)
Criterios de aceptación (MOP Manual de Carreteras):
Base granular CBR 80: EA ≥ 50 %
Subbase CBR 40: EA ≥ 30 %
Arena para hormigón estructural: EA ≥ 75 %
Arena para mortero: EA ≥ 65 %
Filtro drenante: EA ≥ 80 %
Ejemplo de cálculo
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Material | Arena para hormigón estructural H-30 |
| Fuente | Río Cachapoal, lote 14/mayo |
| Volumen muestra pasante N°4 | 85 ml |
| Tiempo de reposo | 20 min exactos |
| Lectura h1 (arcilla + arena) | 6,2 pulg |
| Lectura h2 (arena sola) | 5,0 pulg |
| Criterio requerido | EA ≥ 75 % (hormigón estructural) |
EA = (h2/h1)·100 = (5,0/6,2)·100 = 80,6 %. Como EA ≥ 75 %, el material cumple para hormigón estructural. Interpretación: hay ~20 % de fracción arcillosa-limosa sobre la sedimentación total, aceptable para mezclas de hormigón. Si la misma arena se usara en una base granular CBR 80, el criterio sería EA ≥ 50 y cumpliría con holgura. Caso contrario: si la lectura hubiera sido h1 = 7,0 y h2 = 4,5, EA = 64,3 %, arena inaceptable para hormigón estructural (fuente contaminada), aceptable solo para mortero común. Histórico del lote: la misma cantera tuvo EA = 78-82 en los últimos 3 meses; variación actual sugiere revisión del origen del acopio.
Resultado: EA = 80,6 % · Cumple ≥ 75 % · Apta para hormigón estructural H-30.
Interpretación de resultados
EA = 80 % es típico de arenas fluviales lavadas de buena calidad. EA < 50 sugiere contaminación arcillosa significativa: se requiere lavar o rechazar. La tendencia histórica del ensayo por cantera es tan importante como el valor puntual: caídas bruscas indican cambio en el frente de explotación. Para hormigones estructurales de alta resistencia (> H-40) algunos proyectos exigen EA ≥ 80 %. El ensayo no reemplaza el análisis químico de sales ni la granulometría, pero detecta variaciones en minutos.
Normativas de referencia
- NCh 1325.Of1977 — Equivalente de arena
- ASTM D2419 — Sand Equivalent Value of Soils and Fine Aggregate
- AASHTO T 176 — Plastic Fines in Graded Aggregates and Soils
- Manual de Carreteras MOP — Vol. N°5 Sección 5.205 (requisitos EA)
- NCh 163 — Áridos para hormigones — Requisitos
Preguntas frecuentes
¿Cuántos ensayos por lote?
MOP exige al menos 1 EA por cada 500 m³ de material o 1 por acopio de cantera, el que sea menor. En hormigón NCh 170 exige 1 por cada 200 m³ de arena. Para control estadístico se recomienda mínimo 5 ensayos por mes en cantera activa.
¿Qué pasa si EA varía mucho entre ensayos?
Coeficiente de variación > 15 % indica muestra o fuente heterogénea. Se recomienda aumentar frecuencia de ensayos, identificar la fuente de variación (frente de cantera, acopio, operador) y tomar promedios móviles de 5 ensayos para decidir aceptación. Un solo ensayo bajo el límite puede ser outlier; dos consecutivos ya es rechazo.
¿EA y IP son lo mismo?
No. IP mide plasticidad de los finos (calidad de la arcilla); EA mide cantidad relativa de finos respecto al arena. Arena limpia tiene EA alto independiente del IP. Arena con mucha arcilla no plástica puede tener IP bajo y EA bajo simultáneamente. Ambos son complementarios.
¿Se puede corregir una arena con EA bajo?
Sí, por lavado con agua corriente y tamiz 0,075 mm. Se elimina la fracción arcillosa limosa y sube EA significativamente (10-20 puntos). Tiene costo energético y de agua. Alternativa: mezclar con arena limpia de otra fuente hasta alcanzar EA promedio aceptable.