¿En qúe situación podría ser necesario emplear el valor de la densidad seca?

Hola Jesús,
Habría que emplearla en cualquier comprobación en la que supongamos que dicho suelo va a estar seco. Por ejemplo, un suelo cohesivo en una zona con el nivel freático muy bajo y ausencia prolongada de lluvia, lo que garantiza que puede encontrase seco en algún momento.

Saludos

Hola, Jesús:

Interesante pregunta. A ver si puedo ayudarte y si están de acuerdo otros. 

Por economía del lenguaje solemos llamarla densidad seca, pero en realidad es el peso específico seco (densidad multiplicada por la gravedad). La densidad seca refleja el peso de las partículas sólidas respecto al volumen que ocupan. Por tanto, es una medida de la densidad del suelo cuando no hay agua en los poros.

En general, la densidad seca no se usa mucho, ya que la humedad (medida de la cantidad de agua en el suelo) es variable y no siempre podemos asegurar que el suelo vaya a estar seco. Además, a igualdad de poros, la densidad seca es menor que la densidad saturada y proporciona valores de empuje inferiores. Es decir, nos deja del lado de la inseguridad.

El uso más habitual de la densidad seca son varios según mi experiencia, pero me voy a centrar en el que creo que es su uso más práctico. 

Como he dicho antes, la densidad seca es el peso de las partículas sólidas por volumen. Siendo así, lo que nos dice es la cantidad de partículas sólidas que hay en un volumen, y en consecuencia, cuanta más densidad seca, menor es el volumen de poros y menor será su deformación ante una carga externa. En otras palabras: si suponemos que los cambios de volumen de un suelo se deben a la reducción de su volumen de poros, cuanto menos volumen de poros, menos se deformará al cargarlo.

Por lo tanto, como la humedad puede ser variable, obtener la densidad seca para una determinada humedad nos proporciona una medida de la compactación del suelo. Esto puede verse claramente en la gráfica de compactación de un ensayo próctor, que nos dice cómo varía la densidad seca de un suelo compactado en relación a la humedad a la que se ha compactado. A partir de aquí, se observa un comportamiento curioso, y es que la densidad seca al compactar un suelo suele ser máxima cuando éste tiene un grado de saturación (volumen de agua/volumen de poros) alrededor del 70-80%. Es decir, si compactamos un suelo totalmente seco o totalmente saturado, el grado de compactación será inferior y será más susceptible de sufrir deformaciones a largo plazo. Son muchos los factores que intervienen en la explicación de este fenómeno, pero voy a intentar simplificar los conceptos en las dos situaciones extremas:

1. Si el suelo está muy poco saturado, aparece el fenómeno de succión en las partículas. La succión es una resistencia extra que nos da el agua trabajando a tracción. Un ejemplo gráfico: cuando añadimos un poco de agua a la arena de la playa podemos darle forma gracias a la resistencia extra que nos aporta la succión. Actúa, en este caso, como una cohesión. Entonces, si compactamos un suelo con poca agua, tendrá succiones elevadas que absorberán las fuerzas de compactación y no permitirá que se deforme. Al ser así, cuando el suelo gane agua (lluvias, tuberías rotas, etc.) perderá la succión y la resistencia extra que ofrece y, en consecuencia, sufrirá colapso de forma natural bajo carga externa. La pérdida de succión también puede provocar cierto hinchamiento del suelo, pero mejor no entrar en ese campo ahora. 

2. En el caso opuesto tenemos un suelo totalmente lleno de agua en sus poros. Si queremos compactarlo de forma dinámica (cargas elevadas aplicadas en poco tiempo, tipo compactador de rodillos), como no damos tiempo a que el agua salga debido a la permeabilidad del suelo, el agua tiende a devolver la carga de compactación porque no tiene tiempo de salir. Y si no tiene tiempo de salir, el volumen de poros permanece intacto. Es decir, la compactación dinámica es muy poco efectiva en un suelo saturado. Para compactar un suelo saturado hay que aplicar cargas estáticas en el tiempo, de modo que le dé tiempo a salir al agua. Fíjate que, si has entendido esto, lo que le sucede a un suelo saturado que se ha compactado de forma dinámica, es que su volumen se reduce cuando el suelo se seca al perder agua y, por ende, el suelo saturado compactado de forma dinámica es susceptible de ver reducido su volumen al secarse debido a que aumenta la succión. 

Fíjate qué cosa más curiosa: el suelo seco reduce su volumen por pérdida de succión al mojarse, y el suelo saturado reduce su volumen al secarse por ganancia de succión. Parece una contradicción, pero no lo es en absoluto. Así de caprichoso es el suelo no saturado. 

A partir de 1 y 2 se deduce que la humedad óptima para compactar un suelo no saturado está entre el 70% y el 80%. Es decir, con una cantidad de agua que no proporciones succiones muy grandes para abosrber la energía de compactación pero que, al mismo tiempo, no tenga suficiente agua como para rebotar dicha energía y permitir que se aproveche la energía para modificar la estructura de las partículas sólidas. 

Vaya rollo me ha quedado. No veas. En fin, espero haberte ayudado y te dejo este enlace donde se explica bastante bien el próctor y sus variables.

http://geotecniafacil.com/ensayo-proctor-normal-y-modificado/

Saludos

Justo he escrito mi comentario, veo que Alejandro Calle ha contestado al mismo tiempo. Coincido con lo que dice Alejandro, pero yo añadiría que solo para situaciones provisionales porque a largo plazo es casi imposible asegurar que el suelo va a permanecer seco.

Saludos

Muchas gracias por vuestras respuestas ahora me queda mucho más claro!