El equipo de perforación se posiciona sobre un suelo que esconde siglos de historia geológica. En Arica, el ensayo de penetración estándar comienza con el golpeteo metódico de un martinete de 63.5 kilogramos que cae desde 76 centímetros de altura, hincando el tomamuestras de zapata partida en el subsuelo. El sonido seco del impacto contra la cabeza de golpeo retumba distinto según la compacidad del depósito: en las terrazas de Chinchorro, donde dominan los sedimentos aluviales gruesos, la resistencia a la penetración suele ser mayor que en los limos salinos de la franja litoral. La velocidad con que avanzan los 45 centímetros finales de cada tramo de 60 centímetros es lo que define el número N de golpes, parámetro que luego se correlaciona con la densidad relativa y la capacidad de soporte del terreno. El ensayo SPT en esta ciudad fronteriza se ejecuta siguiendo protocolos estrictos de la norma ASTM D1586-18, y la interpretación de los registros debe considerar la influencia de la napa freática somera, que en sectores como la desembocadura del río San José puede aparecer apenas a dos metros de profundidad, exigiendo un manejo cuidadoso de la estabilidad de la perforación.
En los suelos salinos de Arica, el valor N del ensayo SPT debe corregirse por energía y por contenido de finos para no sobrestimar la resistencia al corte cíclico.
Metodología y alcance
Consideraciones locales
Arica está ubicada a 18 grados de latitud sur y a menos de 40 kilómetros de la zona de subducción donde la placa de Nazca se hunde bajo la Sudamericana, habiendo registrado el terremoto de 1868 una magnitud estimada de 9.0 Mw que devastó la ciudad y generó un tsunami destructivo. La amenaza sísmica es el factor condicionante número uno para cualquier estudio geotécnico en la región. Un ensayo SPT mal ejecutado, sin control de la verticalidad del varillaje o con una energía de impacto inferior al 60% teórico, entrega valores de N artificialmente altos que pueden llevar a subdimensionar el potencial de licuefacción en arenas saturadas o a calcular asentamientos sísmicos inferiores a los reales. En los depósitos de la Pampa del Tamarugal que se extienden hacia el este de Arica, los niveles freáticos altos y la presencia de arenas limpias finas configuran escenarios donde la evaluación del potencial de licuefacción mediante correlaciones SPT (Seed e Idriss, Youd et al. 2001) es mandatoria, debiendo calcularse factores de seguridad que cumplan con lo exigido por la NCh 433 Of.1996 modificada en 2012 para la Zona Sísmica 3, la más demandante del territorio chileno.
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Normativa aplicable
NCh 3171: Diseño y ejecución de ensayos de penetración estándar, ASTM D1586-18: Standard Test Method for Standard Penetration Test (SPT) and Split-Barrel Sampling of Soils, NCh 433 Of.1996 Mod. 2012: Diseño sísmico de edificios (requisitos de exploración geotécnica para Zona Sísmica 3), NCh 1508 Of.2014: Geotecnia – Estudio de mecánica de suelos, Youd et al. 2001: Liquefaction Resistance of Soils: Summary Report from the 1996 NCEER and 1998 NCEER/NSF Workshops
Servicios técnicos asociados
Perforación con ensayo SPT y muestreo alterado
Ejecución del ensayo de penetración estándar con equipo de percusión automatizado, recuperando muestras representativas de cada metro perforado. Incluye registro continuo de la maniobra, conteo de golpes cada 15 cm y descripción visual del material extraído, con énfasis en la detección de horizontes salinos característicos de la planicie litoral ariqueña.
Ensayos de laboratorio sobre muestras SPT
Programa de ensayos de clasificación sobre las muestras recuperadas: granulometría por tamizado ASTM D422, límites de Atterberg ASTM D4318, contenido de humedad natural y determinación de sales solubles (NCh 1444/2). El objetivo es confirmar la clasificación de campo y cuantificar la agresividad química del suelo al hormigón.
Informe de mecánica de suelos con parámetros SPT
Elaboración del informe geotécnico firmado por el ingeniero responsable, que incluye la corrección de los valores N de campo a N60, la estimación de la capacidad de soporte admisible (Meyerhof, Bowles), la evaluación del potencial de licuefacción para la sismicidad de Arica y la recomendación del tipo de fundación más adecuado según el perfil encontrado.
Parámetros típicos
Preguntas frecuentes
¿Cuál es el costo de un ensayo SPT por metro lineal en Arica?
El precio de un metro lineal de ensayo SPT en Arica se sitúa en un rango de $225.000 a $323.000, dependiendo de la profundidad total de la campaña, la accesibilidad del terreno y la cantidad de sondeos contratados. Este valor incluye la perforación, el ensayo propiamente tal, el muestreo y el informe técnico, pero no considera los ensayos de laboratorio complementarios que se cotizan por separado según el plan de calidad del proyecto.
¿Hasta qué profundidad se puede realizar el ensayo SPT en los suelos de Arica?
En los depósitos aluviales y costeros de Arica, el ensayo SPT se extiende normalmente hasta los 15 o 25 metros de profundidad. El límite lo impone el rechazo del muestreador (más de 50 golpes en un tramo de 15 cm) o la presencia de bolones y bloques de gran tamaño que son frecuentes en los coluviones de los cerros y en el abanico aluvial del río San José. Cuando se requiere alcanzar mayor profundidad en esos materiales, se complementa con rotación con corona de widia.
¿Qué diferencia hay entre el valor N de campo y el N60 corregido?
El valor N de campo es el número de golpes registrado directamente por el operador durante el ensayo. El N60 es ese mismo valor corregido para normalizarlo a una energía de impacto del 60% de la energía teórica, que es la referencia internacional. Se aplican además correcciones por la longitud del varillaje, el diámetro de la perforación y el efecto de la sobrecarga del terreno (factor CN). El N60 es el parámetro que se ingresa en las fórmulas de capacidad de carga y en las correlaciones de licuefacción exigidas por la normativa sísmica chilena para la Zona 3 donde se sitúa Arica.
¿El ensayo SPT sirve para evaluar el potencial de licuefacción en Arica?
Sí, el ensayo SPT es uno de los métodos más utilizados a nivel mundial para evaluar el potencial de licuefacción en arenas saturadas, siguiendo la metodología simplificada de Seed e Idriss actualizada por Youd et al. (2001). En Arica, donde la amenaza sísmica es alta y existen depósitos arenosos con nivel freático somero, esta evaluación es obligatoria para proyectos de edificios y obras civiles. El procedimiento compara la resistencia cíclica del suelo (CRR), estimada a partir del N60 corregido por finos, con la demanda cíclica (CSR) impuesta por el sismo de diseño.