LÍMITES DE ATTERBERG Los límites de Atterberg o límites de consistencia se utilizan para caracterizar el comportamiento de los suelos finos.El nombre de estos es debido al científico sueco Albert Mauritz Atterberg (1846-1916). Los límites se basan en el concepto de que en un suelo de grano fino solo pueden existir cuatro estados de consistencia según su humedad. Así, un suelo se encuentra en estado sólido, cuando está seco. Al agregársele agua poco a poco va pasando sucesivamente a los estados de semisólido, plástico, y finalmente líquido. Los contenidos de humedad en los puntos de transición de un estado al otro son los denominados límites de Atterberg. Los ensayos se realizan en el laboratorio y miden la cohesión del terreno y su contenido de humedad, para ello se forman pequeños cilindros de espesor con el suelo. Siguiendo estos procedimientos se definen tres límites: 1. Límite líquido: Cuando el suelo pasa de un estado líquido a un estado plástico. Para la determinación de este límite se utiliza la cuchara de Casagrande. 2. Límite plástico: Cuando el suelo pasa de un estado plástico a un estado semisólido y se rompe. 3. Límite de retracción o contracción: Cuando el suelo pasa de un estado semisólido a un estado sólido y deja de contraerse al perder humedad. Límites de Atterberg existen dos métodos para determinar el límite líquido: . hasta que el surco que previamente se ha recortado.Wp) / (Wl-Wp) (Wn = humedad natural) Límite líquido Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado en que una mezcla de suelo y agua. capaz de ser moldeada. se cierre en una longitud de 12 mm (1/2"). Dado que no siempre es posible que el surco se cierre en la longitud de 12 mm exactamente con 25 golpes. en coordenadas . haciendo girar la manivela.Tabla de clasificación de materiales en función de los límites de Atterberg Relacionados con estos límites. contra el contenido de humedad correspondiente.trazar una gráfica con el número de golpes en coordenadas logarítmicas. se deposita en la Cuchara de Casagrande.wp Índice de fluidez: If = Pendiente de la curva de fluidez Índice de tenacidad: It = Ip/If Índice de liquidez (IL ó IL). también conocida como Relación humedadplasticidad (B): IL = (Wn . la humedad del suelo (razón peso de agua/peso de suelo seco) corresponde al límite líquido. se definen los siguientes índices: Índice de plasticidad: Ip ó IP = wl . y se golpea consecutivamente contra la base de la máquina. Si el número de golpes para que se cierre el surco es 25. Con ese contenido de humedad. sino fronteras aproximadas para la clasificación de los suelos cohesivos y resultan muy útiles en la mecánica de suelos para poder identificar las arcillas según su consistencia y comportamiento. e interpolar para la humedad correspondiente a 25 golpes. de Retracción. el suelo se vuelve quebradizo (por pérdida de humedad) o se vuelve pulverulento. La humedad obtenida es el límite líquido. con un diámetro de 3 mm.Humedad perdida Consistencia. Límite de contracción Esta propiedad se manifiesta cuando una pérdida de humedad no trae aparejado un cambio de volumen. Esto se realiza consecutivamente hasta que no es posible obtener el cilindro de la dimensión deseada. . hasta conseguir un cilindro de 3 mm de diámetro. . Los límites de Atterberg no son estrictamente a solutos. Plástico.según el método puntual. Consistencia significa grado de firmeza y en los suelos coherentes varia desde un estado sólido cuando están secos a un estado liquido viscoso cuando su contenido de agua aumenta considerablemente. se realiza una mezcla de agua y suelo. sus propiedades de consolidación y compactación y sus posibles asentamientos y expansiones. Para su obtención en laboratorio se seca una porción de suelo (humedad inicial y volumen inicial conocidos) a 105ºC/110ºC y se calcula la humedad pérdida según el siguiente cálculo: 1º) Densidad del agua* (Volumen inicial .Volumen final) = Masa de agua perdida 2º) Humedad perdida = Masa de agua perdida/Masa suelo seco El límite de contracción "C" se obtiene: C = Humedad inicial . se desarma el cilindro. Se recomienda realizar este procedimiento al menos 3 veces para disminuir los errores de interpretación o medición. y vuelve a amasarse hasta lograr nuevamente un cilindro de 3 mm. Límite plástico Esta propiedad se mide en laboratorio mediante un procedimiento normalizado pero sencillo consistente en medir el contenido de humedad para el cual no es posible moldear un cilindro de suelo. multiplicar por un factor (que depende del número de golpes) la humedad obtenida y obtener el límite líquido como el resultado de tal multiplicación. De esta forma se puede predecir su capacidad portante frente a las cargas. el cual corresponde al límite plástico. Límites de Atterberg: Limite Líquido. Para esto.normales. Al llegar a este diámetro. la cual se amasa entre los dedos o entre el dedo índice y una superficie inerte (vidrio). Se mide el contenido de humedad. Es el contenido de humedad entre los estados de consistencia semisólido y sólido. estas se pesan primero en su estado natural y luego. de modo que la diferencia en peso permita conocer la relación porcentual de humedad del suelo. A la mayoría de los suelos arcillosos en Venezuela corresponde un Limite Liquido del 40 al 60%. Por el contrario. Cuando el valor del Limite Liquido es muy elevado. sobre una base de madera dura. en la muestra de suelo se hace una ranura de determinadas dimensiones con una espátula de goma y se cuenta el número necesario de golpes para que la abertura cierre 1/2”. con humedad variable. Como la cohesión del suelo retarda el cierre de la ranura. Los datos se grafican en cada caso y cuando la curva obtenida corta la línea correspondiente. Las arcillas arenosas tienen valores bajos del Limite Liquido (alredor de un 20%) por lo cual esta prueba no resulta de importancia en la determinación de la capacidad portante del suelo. después de haberlas secado en estufa a 110ºC. los limos y arcillas evidencian Limites Líquidos del orden de hasta el 80 o el 100%.6 b. como muestra la figura 1.índice de la cohesión. la capacidad portante del suelo es muy baja. que la levanta y deja caer bruscamente repetidas veces. esta prueba resulta un . Si es del 100% significa que los .LIMITE LIQUIDO (LL) Es el contenido de humedad para el cual el suelo pasa del estado liquido al p1stico. en un recipiente o taza met1ica accionada por medio de una manivela. Para determinar el contenido de humedad de las muestras. a los 25 golpes se considera este valor como el limite liquido del Suelo. El ensayo que permite determinar el Limite Liquido consiste en colocar diferentes muestras de suelo. Antes de iniciar cada ensayo. Ver figura 1.6 a). dependiendo del régimen de lluvias. y si es del 50%. por lo cual se deben tomar precauciones acerca de los datos suministrados en ingeniería de suelos. éstos no se resquebrajan.3 cm de diámetro. El Limite Plástico queda definido cuando el suelo contiene justo la humedad necesaria para que al amasar manualmente bastoncitos cilíndricos de 0. mientras que en el semisólido se deforma agrietándose. la capacidad portante de los suelos con Limite Plástico varia a lo largo del año en ciertas regiones del mundo. significa que está formado principalmente por ardua o arcilla limosa y el contenido de humedad en ellos determina la magnitud de su capacidad . La prueba para determinar el Limite Plástico consiste en ir probando diferentes porcentajes de humedad en el suelo. . no tienen Limite Plástico y se designan suelos no plásticos. hasta que esto suceda. que los sólidos pesan el doble de la humedad. y viceversa. Esto ocurre con algunos limos y arenas. e ir amasando los bastoncitos. En el estado plástico el suelo es fácilmente moldeable.sólidos del suelo pesan igual que la humedad contenida. Por ello. Cuando un suelo posee Limite Plástico. El Límite Plástico está controlado por el contenido de arcillas a los que no permitan realizar esta prueba. la cual crece rápidamente a medida que la cantidad de agua disminuye.portante. Usualmente los suelos arcillosos presentan una resistencia al corte en el Limite Liquido de 25 a 30 g/cm^2 LIMITE PLASTICO (LP) El Limite Plástico de un suelo es el contenido de humedad para el cual se cambia del estado plástico al semisólido. Tiempo de reposo del suelo en la cazuela antes de comenzar la cuenta de golpes y estado de limpieza antes de colocar la pasta de suelo para el ensayo. Por ello los resultados que se obtienen según los limites de Atterberg son siempre aproximados.7 mm. se las designa por arcil1a limosas. o en los métodos semiempiricos de estabilidad de taludes. La definición dad para límite líquido fue dad por la sociedad estadounidense de ingenieros civiles Límite líquido “es el contenido de agua tal que para un material dado. Las arcillas grasa se pueden moldear con facilidad aun para bajos contenidos de humedad. Los límites de Atterberg resultan muy útiles en la identificación de los suelos arcillosos. fija la división entre el estado casi líquido y plástico de un suelo” Para determinar el límite líquido se emplea el aparato estandarizado de Casa grande.).no dan información acerca de la textura de las partículas o del grado de alteración que hayan sufrido las uniones de los granos en relación al suelo natural. Las arcillas con valores altos de sus Limites Liquido y Plástico se conocen por arcillas . Velocidad a la cuál se le dan los golpes (debería ser 120 rpm.7 mm. reproducibles. La Tabla 1.Es aconsejable por lo tanto adoptar el menor de los valores relativos a la capacidad portante del suelo.6 a continuación da los valores de los Limites Liquido. . o bien instalar adecuados sistemas de drenaje para limitar el contenido de humedad del suelo. se propuso que el límite líquido se definiera arbitrariamente como el contenido de humedad al cuál una masa de suelo húmeda colocada en un recipiente en forma de cápsula de bronce. y dejada caer desde una altura de un centímetro. de los límites. mientras que las pobres resultan friables o desmenuzables y e raz6r de que contienen generalmente un gran porcentaje de limos. Algunas variables afectan el resultado de la prueba del límite líquido o el número de golpes para cerrar la ranura-patrón en una longitud de 12. separada en dos por la acción de una herramienta para hacer una ranura-patrón. entre los cuales se cuentan: Tamaño de la masa de suelo contenida en la cápsula de cobre (espesor y cantidad). las cuales pueden destruirse al manipular las muestras para la determinación de los diferentes límites. Plástico y de retracci6n para los minerales arcillosos. a los fines de usarlos como relleno compactado. a los fines de diseño estructural de las fundaciones. así como el Índice de Plasticidad. Estos límites sin embargo . en caso contrario son arcillas pobres. LIMITE LIQUIDO.grasas. Para poder establecer valores definidos. sufra después de dejarla caer 25 veces una falla o cierre de la ranura en una longitud de 12. micácea o diatomáceo. El límite líquido es también afectado marcadamente por el tipo de suelo y otros factores adicionales. Para intentar reducir éstas variables en el ensayo. y Casa grande encontró que cada golpe necesario para cerrar el surco en la cazuela corresponde a un esfuerzo cortante cercano a un gr/cm². Así un suelo se puede encontrar en un estado sólido. El límite líquido es una medida de la resistencia al corte del suelo a un determinado contenido de humedad. en cantidad perjudicial su límite líquido por lo general será mayor de 1. Tipo de material utilizado como base del aparato. Si un suelo tiene materia orgánica. se han desarrollado y se utilizan aparatos patrón. la mayoría de los laboratorios utilizan agua común con unos resultados satisfactorios. Ajuste o calibración de la altura de caída de la cazuela (debe ser exactamente 1 cm). La norma ASTM para ésta prueba estipula el uso de agua destilada para la reparación de la muestra. así como herramientas patrón para hacer la ranura. Condición general del aparato del límite líquido (pasadores desgastados. superficie contra la cuál se debe golpear la cazuela (comúnmente se utiliza caucho duro o mica).Humedad del laboratorio y rapidez con la cuál se hace el ensayo. . Para controlar la velocidad de golpeado del recipiente. dependiendo del contenido de agua. Tipo de herramienta utilizada para hacer la ranura (bien la recomendada por la ASTM o bien la llamada tipo Casa grande). o sea. pueden encontrarse en diferentes estados.6 Ip + 14 siendo Ip el índice de plasticidad. o sea a una tasa de 120 golpes por minuto. Otros han obtenido resultados similares de forma que se puede decir que el límite líquido representa para todos los suelos un valor de resistencia al corte entre 20 y 25 gr/cm². LIMITES DE CONSISTENCIA 1 Generalidades Los límites de Atterberg o límites de consistencia se basan en el concepto de que los suelos finos. conexiones que no estén firmemente apretadas) Las variables anteriores pueden ser todas controladas por el operador. Sin embargo. se debe rotar la manivela a una velocidad aproximada de 120 rpm. presentes en la naturaleza. El límite líquido es análogo a un ensayo de resistencia. por ejemplo al agregarle agua. La arcilla. ni producir rebote elástico. L. Los suelos plásticos cambian su consistencia al variar su contenido de agua. con que se definen la plasticidad y se utilizan en la identificación y clasificación de un suelo. El método usado para medir estos límites de humedad fue ideado por Atterberg a principios de siglo a través de dos ensayos que definen los límites del estado plástico. semisólido. Contracción Sólido Contra 0 W% Semi . De ahí que se puedan determinar sus estados de consistencia al variar si se conoce las fronteras entre ellas. es decir. El contenido de agua con que se produce el cambio de estado varía de un suelo a otro y en mecánica de suelos interesa fundamentalmente conocer el rango de humedades. Líquido Líquido 100 W% Fig. Los límites de Atterberg son propiedades índices de los suelos. Para calcular los limites de Atterberg el suelo se tamiza por la malla Nº40 y la poción retenida es descartada. la propiedad que presenta los suelos hasta cierto límite sin romperse.13 Límites de Atteberg 2 Plasticidad y límites de consistencia Plasticidad es la propiedad que tienen algunos suelos de deformarse sin agrietarse. acepta deformaciones sin romperse (plasticidad). Los estados de consistencia de una masa de suelo plástico en función del cambio de humedad son sólidos. que se determina alternativamente presionando y enrollando una pequeña porción . siendo las mas conocidas las de Terzaghi y Attergerg. Plástico Plástico L. pasa gradualmente del estado sólido al estado plástico y finalmente al estado líquido. La frontera convencional entre los estados semisólido y plástico se llama límite plástico.Sólido L. para el cual el suelo presenta un comportamiento plástico. semilíquido y líquido. plástico. 5. Para definir las fronteras en esos estados se han realizado muchas investigaciones. es decir. líquido y plástico.semisólido. Estos cambios se dan cuando la humedad en las masas de suelo varía. las fuerzas de gravitación predomina fuertemente sobre cualquiera otra fuerza. sometido a 25 golpes por caída de 10 mm de la copa a razón de 2 golpes/s. la relación de área a volumen alcanza valores de consideración y fuerzas electromagnéticas desarrolladas en la superficie de los compuestos minerales cobran significación. El contenido de agua a que se encuentra se anota como límite plástico. todas las partículas gruesas tienen un comportamiento similar. y no puede continuar siendo presionado ni enrollado. En general. se estima que esta actividad en la superficie de la partícula individual es fundamental para tamaños menores que dos micras (0. ello es debido a que en estos granos. y ranurará con un dispositivo de dimensiones también estándar. en un aparato estándar para limite líquido.de suelo plástico hasta un diámetro al cual el pequeño cilindro se desmorona. La frontera entre el estado sólido y semisólido se llama límite de contracción y a la frontera entre el límite plástico y líquido se llama límite líquido y es el contenido de agua que se requiere adicionar a una pequeña cantidad de suelo que se colocará en una copa estándar. sin embargo fuerzas de otros tipos ejercen acción importantísima. por ello. la ranura efectuada deberá cerrarse en el fondo de la copa a lo largo de 13 mm. En los suelos de granos muy finos.002 mm) . En los granos gruesos de los suelos.