Convertidor de yardas cúbicas a toneladas

Un convertidor de yardas cúbicas a toneladas transforma una medida de volumen en una medida de peso para materiales a granel como tierra, grava, arena u hormigón. Como los materiales tienen densidades diferentes, el mismo volumen de dos materiales puede pesar cantidades muy distintas. Una yarda cúbica de mantillo pesa aproximadamente 1.000 libras (450 kg). Una yarda cúbica de hormigón pesa aproximadamente 4.000 libras (1800 kg).

Esta conversión es importante en la práctica. Los proveedores suelen vender el material por volumen, pero cobran el transporte por peso. Los volquetes tienen límites máximos de carga establecidos por el peso, no por el volumen. Un cálculo incorrecto puede implicar un viaje adicional de entrega o un camión sobrecargado.

Cómo convertir yardas cúbicas a toneladas

La conversión depende de la densidad del material, es decir, de cuánto pesa una yarda cúbica del mismo. La fórmula es:

$\text{Peso (toneladas)} = \text{Volumen (yardas cúbicas)} \times \text{Densidad del material (toneladas por yarda cúbica)}$

Para hacer la conversión inversa, de un peso conocido a un volumen:

$\text{Volumen (yardas cúbicas)} = \frac{\text{Peso (toneladas)}}{\text{Densidad del material (toneladas por yarda cúbica)}}$

Tabla de densidades de materiales

Qué cambia la densidad de un material

• Humedad. El material húmedo pesa más que el material seco. La tierra empapada por la lluvia puede pesar entre 20 y 30 por ciento más que la tierra seca de la misma pila.
• Compactación. La grava suelta recién descargada de un camión pesa menos por yarda cúbica que la misma grava después de que hayan circulado vehículos sobre ella y se haya compactado. La diferencia puede alcanzar entre 10 y 15 por ciento.
• Tamaño de partícula. La arena fina se compacta más que la grava gruesa y deja menos aire entre los granos. Esta es una de las razones por las que el hormigón es más denso que las astillas de madera.
• Composición. La tierra que se vende como «tierra vegetal» varía según su origen. La tierra con mucha arcilla pesa más que la tierra arenosa.

Para trabajos en los que la precisión es importante, como los pedidos comerciales de hormigón o asfalto, un proveedor puede proporcionar un certificado de densidad del lote específico.

Ejemplos de cálculo

Tierra: 10 yardas cúbicas (7,6 m³) de tierra (densidad 1,4) pesan 10 × 1,4 = 14 toneladas (12,7 t).

Hormigón: 5 yardas cúbicas (3,8 m³) de hormigón (densidad 2,0) pesan 5 × 2,0 = 10 toneladas (9,1 t).

Conversión inversa, grava: 15 toneladas (13,6 t) de grava (densidad 1,5) equivalen a 15 ÷ 1,5 = 10 yardas cúbicas (7,6 m³).

Ejemplos de la vida real

Entrega de hormigón premezclado. El hormigón se pide en yardas cúbicas, pero se entrega por peso, porque así lo mide la báscula del camión. Cinco yardas cúbicas de hormigón pesan unas 10 toneladas (9,1 t), o 20.000 libras (9100 kg), sin contar el peso del propio camión. Los despachadores lo comparan con los límites de peso de las carreteras. En las autopistas interestatales de EE. UU., el límite federal para un vehículo cargado es de 80.000 libras de peso bruto.

Excavación. Un sótano de 30 pies (9,1 m) por 40 pies (12 m) y 8 pies (2,4 m) de profundidad tiene un volumen de 30 × 40 × 8 = 9.600 pies cúbicos (272 m³). Dividido entre 27 (el número de pies cúbicos que hay en una yarda cúbica), son unas 356 yardas cúbicas (272 m³) de tierra. Con una densidad de la tierra de 1,4 toneladas (1,27 t) por yarda cúbica, la tierra excavada pesa unas 498 toneladas (452 t). Un camión volquete estándar transporta de 10 a 15 toneladas (13,6 t), así que retirar la tierra requiere aproximadamente de 34 a 50 viajes.

Grava para cimientos. A menudo se especifica una base de grava compactada de 6 pulgadas (15 cm) de espesor, es decir, 0,5 pies (0,15 m). Para unos cimientos de 2.000 pies cuadrados, eso equivale a 2.000 × 0,5 = 1.000 pies cúbicos (28 m³), o aproximadamente 37 yardas cúbicas (28,3 m³). Con una densidad de la grava de 1,5, esa grava pesa aproximadamente 56 toneladas (50,8 t). Pedir solo 30 toneladas, pensando que es suficiente, dejaría la obra con una falta de más de 25 toneladas.

Grava para un camino de entrada. Un camino de entrada de grava para dos autos de 20 pies (6,1 m) por 40 pies (12 m) con 4 pulgadas (0,33 pies) de grava compactada necesita 20 × 40 × 0,33 = unos 267 pies cúbicos (7,56 m³), o aproximadamente 10 yardas cúbicas (7,6 m³). Con una densidad de la grava de 1,5, son unas 15 toneladas (13,6 t).

Camas de cultivo elevadas. Una cama de 4 pies (1,2 m) por 8 pies (2,4 m) por 2 pies (0,61 m) de profundidad contiene 64 pies cúbicos (1,81 m³), o aproximadamente 2,4 yardas cúbicas (1,83 m³) de tierra. Con una densidad de la tierra de 1,4, eso equivale aproximadamente a 3,3 toneladas. Muchos proveedores establecen mínimos de entrega de alrededor de 5 toneladas, por lo que un pedido para una sola cama pequeña quizá no alcance el mínimo.

Alquiler de contenedor. Un contenedor de 30 yardas cúbicas lleno de escombros mixtos de obra (hormigón, madera, paneles de yeso), con una densidad típica de 1,3 a 1,6 toneladas (1,45 t) por yarda cúbica, contiene de 39 a 48 toneladas (43,5 t). Si el alquiler incluye solo 3 toneladas (2,7 t) gratis y cobra 80 US$ por cada tonelada adicional, el recargo por una carga completa va de (39 − 3) × 80 US$ = 2880 US$ a (48 − 3) × 80 US$ = 3600 US$.

Otras unidades utilizadas para el mismo fin

Fuera de Estados Unidos, el volumen suele medirse en metros cúbicos (1 yarda cúbica equivale a unos 0,765 metros cúbicos) y el peso en toneladas métricas (1 tonelada métrica equivale a 2.204,6 libras, frente a 2.000 libras de una tonelada estadounidense). Los planos de ingeniería a veces mezclan sistemas, por lo que conviene comprobar qué unidad especifica un documento antes de pedir el material.

El volumen de un material también se describe como en banco, suelto o compactado. El volumen en banco mide el material que aún está en el terreno. El volumen suelto lo mide después de la excavación, cuando suele ocupar un 30 por ciento más de espacio. El volumen compactado lo mide una vez colocado y apisonado, y suele ser un 10 por ciento mayor que el volumen en banco. Diez yardas cúbicas en banco pueden convertirse en 13 yardas cúbicas sueltas durante el transporte y asentarse en unas 11 yardas cúbicas compactadas una vez colocadas.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se convierten yardas cúbicas a toneladas? Se multiplica el volumen en yardas cúbicas por la densidad del material en toneladas por yarda cúbica. Para tierra con 1,4 toneladas (1,27 t) por yarda cúbica, 10 yardas cúbicas (7,6 m³) pesan 10 × 1,4 = 14 toneladas (12,7 t).

¿Cuántas toneladas pesa una yarda cúbica de grava? Unas 1,5 toneladas (3.000 libras), para piedra triturada o canto rodado estándar con una humedad habitual. La grava húmeda puede pesar de 10 a 15 por ciento más.

¿Cuántas yardas cúbicas hay en una tonelada de tierra? Unas 0,71 yardas cúbicas (0,543 m³), con una densidad general de la tierra de 1,4 toneladas (1,27 t) por yarda cúbica (1 ÷ 1,4 = 0,71). La tierra con mucha arcilla, que es más densa, equivale a unas 0,9 yardas cúbicas por tonelada. La tierra arenosa, que es más ligera, equivale a unas 0,77 yardas cúbicas por tonelada.

¿Cuánto pesa una yarda cúbica de hormigón? Unas 2 toneladas (4.000 libras) para hormigón estándar. El hormigón de peso normal pesa unas 140 a 155 libras (70,3 kg) por pie cúbico, es decir, aproximadamente 3.800 a 4.200 libras (1910 kg) por yarda cúbica. Las mezclas de hormigón ligero pesan de 1,5 a 1,7 toneladas (1,54 t) por yarda cúbica, mientras que las mezclas pesadas con áridos de hierro pueden superar las 2,5 toneladas (2,27 t) por yarda cúbica.

¿Cuántas yardas cúbicas caben en un camión volquete? Un camión volquete estándar de eje tándem lleva unas 10 a 14 yardas cúbicas, pero su límite legal de peso, normalmente de 10 a 15 toneladas, suele importar más que el volumen. Catorce yardas cúbicas de hormigón pesarían unas 28 toneladas (25,4 t), muy por encima de lo que la mayoría de los camiones puede transportar legalmente.

¿Cuál es la diferencia entre una tonelada corta y una tonelada métrica? Una tonelada corta estadounidense son 2.000 libras. Una tonelada métrica son 2.204,6 libras (1.000 kilogramos). La diferencia es de aproximadamente un 10 por ciento, que se acumula en los pedidos grandes, así que conviene confirmar qué unidad usa un proveedor o una especificación de ingeniería.

Limitaciones

Los valores de densidad anteriores son estimaciones estándar, no mediciones de un lote concreto de material. La densidad real depende de la humedad, la compactación y la composición, y puede variar entre un 10 y un 25 por ciento respecto a los valores de la tabla. Para cimentaciones estructurales, elementos portantes o proyectos con especificaciones estrictas, un ensayo de densidad certificado de un laboratorio acreditado (por ejemplo, según ASTM D1556 para suelo o ASTM C138 para hormigón) da una cifra fiable. Para la planificación y los pedidos habituales, los valores de densidad estándar son suficientemente precisos.

Referencias

1. Federal Highway Administration (FHWA). Commercial Vehicle Size and Weight Program. FHWA: Commercial Vehicle Size and Weight Program: peso bruto vehicular máximo federal de 80.000 libras en el Sistema de Autopistas Interestatales.
2. Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST). NIST Guide to the SI, Appendix B.8: Factors for Units Listed Alphabetically. NIST SP 811, apéndice B.8: yarda cúbica = 0,7645549 m³; tonelada corta = 2.000 lb; tonelada métrica = 1.000 kg; libra = 0,4535924 kg.
3. Administración Federal de Carreteras (FHWA). FHWA-HRT-05-057, Appendix C: Proposed Revisions to the AASHTO Standard Specifications for Highway Bridges. FHWA-HRT-05-057, apéndice C: peso unitario del hormigón de peso normal, de unos 140 a 155 lb/ft³ (2480 kg/m³).