Cómo determinar el límite líquido de un suelo con el Aparato Casagrande
Guía práctica para comprender el ensayo de límite líquido, utilizar el Aparato Casagrande e interpretar la curva de fluidez.
ENSAYOS Y PROCEDIMIENTOS
PARÁMETRO
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Qué es el límite líquido de un suelo
Los suelos finos cambian su consistencia a medida que varía su contenido de agua. Un mismo material puede comportarse como un sólido, adquirir plasticidad o transformarse en una pasta con capacidad de fluir.
El límite líquido es el contenido de humedad que establece convencionalmente la transición entre el estado plástico y el estado líquido de un suelo.
No representa el momento en que el suelo se convierte literalmente en un líquido. Es un valor obtenido mediante un procedimiento normalizado que permite comparar materiales y utilizarlos en sistemas de clasificación geotécnica.
En el método Casagrande, el límite líquido corresponde al contenido de humedad con el cual una ranura realizada en la muestra se cierra bajo una condición determinada de impactos. El valor de referencia se obtiene para 25 golpes.
Para qué sirve conocer el límite líquido
El límite líquido forma parte de los límites de Atterberg y se utiliza principalmente para caracterizar suelos finos.
Su determinación permite:
Identificar cambios de consistencia asociados con la humedad.
Clasificar suelos mediante sistemas geotécnicos.
Comparar materiales de diferentes procedencias.
Evaluar la sensibilidad de un suelo frente al agua.
Calcular el índice de plasticidad junto con el límite plástico.
Controlar materiales utilizados en terraplenes, subrasantes y rellenos.
Verificar requisitos establecidos en pliegos y especificaciones.
Un límite líquido elevado indica que el suelo necesita un contenido mayor de agua para alcanzar la condición definida por el ensayo. Sin embargo, este valor no debería interpretarse de manera aislada como una medida directa de resistencia, expansión o calidad.
Su significado técnico depende también de la granulometría, el límite plástico, el índice de plasticidad y las demás características del material.
Cómo funciona el Aparato Casagrande
El Aparato Casagrande está compuesto por una copa metálica montada sobre un mecanismo que permite elevarla y dejarla caer repetidamente sobre una base.
La muestra de suelo húmedo se coloca dentro de la copa y se divide mediante un ranurador normalizado. Luego se acciona la manivela y se cuenta la cantidad de golpes necesaria para que las dos mitades de la pasta se unan en la parte inferior de la ranura durante la longitud indicada por el método.
El ensayo relaciona dos datos:
El número de golpes necesario para cerrar la ranura.
El contenido de humedad de la muestra en ese momento.
Cuando la muestra contiene más agua, normalmente necesita menos golpes para producir el cierre. Cuando está más seca, necesita una cantidad mayor.
Por qué se utilizan 25 golpes
Obtener exactamente el cierre de la ranura a los 25 golpes no es el objetivo de cada determinación.
En el procedimiento multipunto se realizan varias pruebas con diferentes contenidos de humedad. Para cada una se registra el número de golpes y se determina la humedad correspondiente.
Estos resultados se representan en una curva de fluidez. El límite líquido se obtiene leyendo el contenido de humedad correspondiente a 25 golpes.
La norma VN-E2-65 de la Dirección Nacional de Vialidad recomienda obtener puntos a ambos lados de ese valor. También indica que los mejores resultados suelen alcanzarse cuando las determinaciones se encuentran aproximadamente entre 20 y 30 golpes.
Elementos que intervienen en el ensayo
Además del Aparato Casagrande, el procedimiento requiere diferentes elementos de preparación y medición:
Copa y mecanismo de accionamiento.
Ranurador o acanalador normalizado.
Calibrador para verificar la altura de caída.
Tamiz de 425 μm —N.º 40—.
Mortero y pilón revestido con goma.
Espátula flexible.
Recipiente para mezclar la muestra.
Agua destilada o de calidad adecuada.
Recipientes para determinar humedad.
Balanza de precisión.
Estufa de secado.
La configuración exacta debe responder al método que se necesite aplicar.
Preparación de la muestra
El ensayo se realiza sobre la fracción del suelo indicada por el procedimiento aplicable. En VN-E2-65 se utiliza el material que pasa por el tamiz IRAM de 425 μm —N.º 40—.
La preparación debe conservar las partículas individuales. Si existen terrones, se desmenuzan con un pilón revestido con goma, evitando triturar granos de arena u otras partículas que forman parte del suelo.
Luego se toma una porción representativa y se mezcla con agua hasta obtener una pasta homogénea.
La distribución uniforme de la humedad es fundamental. La presencia de sectores más secos, grumos o agua libre puede producir cierres irregulares y resultados poco representativos.
En suelos altamente plásticos puede ser necesario prolongar el tiempo de reposo para permitir una hidratación más uniforme.
Verificación del equipo antes de ensayar
Antes de colocar la muestra debe comprobarse el estado del aparato.
Los principales controles incluyen:
Firmeza de la copa y del brazo.
Ausencia de desplazamientos laterales excesivos.
Correcto ajuste de los tornillos.
Buen estado de la superficie de la copa.
Integridad de la base.
Estado y dimensiones del ranurador.
Altura de caída de la copa.
En VN-E2-65 la altura de caída se calibra en 10 mm. Una altura incorrecta modifica la energía transmitida en cada golpe y puede alterar el resultado.
El desgaste de la copa, la base o el eje también afecta la repetibilidad. El calibrador no es un accesorio secundario: forma parte del control del ensayo.
Procedimiento general
El procedimiento puede resumirse de la siguiente manera:
Preparar una pasta homogénea con la fracción de suelo correspondiente.
Colocar una porción dentro de la copa.
Distribuirla con la espátula hasta obtener el espesor previsto por el método.
Formar una ranura limpia utilizando el acanalador adecuado.
Accionar la manivela a la velocidad especificada.
Contar los golpes hasta que los bordes inferiores de la ranura se unan en la longitud requerida.
Verificar que el cierre se haya producido por fluencia de la muestra y no por deslizamiento de toda la masa.
Retirar una porción de la zona donde ocurrió la unión.
Determinar su contenido de humedad.
Repetir el procedimiento con diferentes contenidos de agua.
VN-E2-65 define aproximadamente 12 mm de cierre y una velocidad de dos golpes por segundo. Otros métodos pueden establecer dimensiones, herramientas o criterios particulares que deben respetarse.
Cierre por fluencia y cierre por deslizamiento
Uno de los errores más importantes consiste en aceptar un cierre producido porque toda la masa de suelo se desplazó sobre la copa.
El resultado válido debe corresponder a la deformación o fluencia de la pasta, no a su deslizamiento respecto de la superficie metálica.
Si el suelo se desprende y se mueve como un bloque, la cantidad de golpes registrada no representa correctamente la consistencia buscada.
La limpieza de la copa, la preparación de la muestra, el espesor colocado y la forma de ejecutar la ranura influyen directamente sobre este comportamiento.
Cómo se construye la curva de fluidez
Para cada determinación se obtiene:
Un número de golpes.
Un contenido de humedad.
Los resultados se representan en un gráfico semilogarítmico:
En el eje horizontal se coloca el número de golpes en escala logarítmica.
En el eje vertical se coloca el contenido de humedad en escala aritmética.
Los puntos deberían mostrar una tendencia aproximadamente lineal. Se traza la recta que mejor representa esa relación y se determina la humedad correspondiente a 25 golpes.
Ese contenido de humedad es el límite líquido del suelo.
No conviene seleccionar simplemente la determinación más próxima a 25 golpes cuando se está aplicando el método multipunto. El resultado surge de la curva construida con el conjunto de observaciones.
Relación con el límite plástico
El límite líquido describe una de las transiciones convencionales de consistencia. Para completar la caracterización suele determinarse también el límite plástico.
El límite plástico corresponde al menor contenido de humedad con el que el suelo todavía puede moldearse en pequeños cilindros sin comenzar a agrietarse bajo las condiciones del ensayo.
La diferencia entre ambos valores constituye el índice de plasticidad:
Índice de plasticidad = Límite líquido − Límite plástico
Este intervalo representa el rango de humedad dentro del cual el suelo presenta comportamiento plástico según los métodos utilizados.
Dos materiales con el mismo límite líquido pueden tener límites plásticos diferentes y, en consecuencia, distintos índices de plasticidad. Por eso no deberían evaluarse únicamente a partir de un solo valor.
Errores frecuentes en el ensayo
Entre los errores más habituales se encuentran:
No verificar la altura de caída de la copa.
Utilizar un ranurador deformado o incorrecto.
Preparar una muestra con humedad poco uniforme.
Triturar partículas en lugar de deshacer solamente los terrones.
Colocar un espesor inadecuado dentro de la copa.
Ejecutar varias veces la ranura sobre el mismo sector.
Accionar la manivela a una velocidad irregular.
Confundir fluencia con deslizamiento de la muestra.
Demorar la toma de la porción para humedad y permitir su secado.
Construir la curva con puntos demasiado alejados del intervalo útil.
Utilizar recipientes mal identificados o sin tara conocida.
Informar el resultado sin mencionar el método aplicado.
La experiencia del operador influye considerablemente. La normalización del equipo y del procedimiento busca reducir esa variabilidad, pero no reemplaza una ejecución cuidadosa.
Equipamiento para límites de Atterberg
Para determinar correctamente el límite líquido se necesita un conjunto compatible: Aparato Casagrande, ranurador, calibrador de altura, tamiz, balanza, estufa y elementos para preparación y determinación de humedad.
La copa, la base, el mecanismo de caída y el ranurador deben responder a las características establecidas por el método requerido.
Un ensayo sencillo, pero sensible
El principio del ensayo es relativamente simple, pero pequeñas variaciones pueden modificar el resultado.
La altura de caída, la velocidad de accionamiento, el estado del ranurador, la preparación de la pasta y el criterio utilizado para reconocer el cierre deben mantenerse controlados.
El resultado debe informarse junto con la norma o procedimiento aplicado. Si el material forma parte de un proyecto, prevalece siempre el método indicado en el pliego o por la autoridad solicitante.
Asesoramiento para configurar el ensayo
En Parámetro podemos asesorarte en la selección del Aparato Casagrande, ranuradores, calibradores y accesorios para determinar los límites líquido y plástico de suelos.
Consultanos indicando la norma de ensayo que necesitás aplicar.
Referencias técnicas
Dirección Nacional de Vialidad. VN-E2-65 — Límite líquido.
https://www.vialidad.gba.gov.ar/documentos/archivs/70-Publicaciones%20y%20Biblioteca/202403111140310.Normas%20de%20EnsayoDNV.pdfAASHTO T 89 — Determining the Liquid Limit of Soils.
ASTM International. D4318-17e1 — Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity Index of Soils. Edición retirada en 2026 y considerada para su reinstalación. Antes de declarar conformidad debe verificarse su estado vigente y la exigencia contractual aplicable.
https://www.astm.org/news/Atterberg-Soil-Plasticity-Standard-Considered-for-Reinstatement
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