Límites de Atterberg y el índice de plasticidad

Una de las formas de clasificar al suelo aparte de la granulometría es gracias a los límites de Atterberg, que básicamente son índice derivados de la rama de agronomía, los cuales definen la consistencia de un suelo en relación a su contenido de agua, mediante la determinación de la humedad.

La humedad se define como el peso del agua que está en el suelo, divido para el peso del suelo seco, el peso del agua se mide haciendo la diferencia entre el peso del suelo húmedo menos el peso del suelo seco.

Para ello, se seca el suelo en un horno y se mide la muestra antes y después del secado.

Tomado en cuenta lo anterior, Atterberg definió tres límites: el de retracción o consistencia que separa el estado de solido seco y el semi sólido, el límite plástico (Wp) que separa el estado semi solido del plástico y el límite líquido (WL), que separa el estado plástico del semiliquido; estos dos últimos limites son lo que más se usan en la práctica, se determinan con la fracción de suelo que pasa por el tamiz n.° 40 A.S.T.M (0,1 mm).

El límite plástico

Para determinar el límite plástico de Atterberg, con la palma de la mano se empieza a amasar un poco de suelo seco hasta conseguir elipsoides alargadas de unos 3mm de diámetro por una longitud de 25 a 30 mm, si en ese instante que se ha conseguido que las masas tengan esas medidas aproximadas, los elipsoides empiezan a cuartearse en fracciones de unos 6mm, se dice que aquella humedad es el límite plástico del suelo.

Este límite se determina secando en un horno varios materiales hechos elipsoides que se han hecho en condiciones similares.

Si no se cuartearan, se vuelven a realizar las elipsoides para que pierdan humedad y después lleguen a cuartearse.

El límite líquido

El límite líquido se estima llevando una masa de suelo mezclada con bastante agua a un molde que se denomina Cuchara de Casagrande.

Después se procede abrir un surco en el centro de la masa formando un canal de aproximadamente 2mm de ancho en la zona baja.

Posteriormente el molde se coloca encima de una base rígida y se empieza a dar golpes controlados. El límite líquido de Atterberg corresponde a la humedad de la muestra tal que cuando se da 25 golpes el canal se cierra unos 12mm. Como es difícil conseguir esta condición, se determina la humedad por interpolación, a partir de dos muestras, donde el cierre del canal se debe conseguir con más o menos golpes que 25.

Límite de retracción o consistencia

El límite de Atterberg de retracción o consistencia es aquel que es determinado por la cantidad mínima de agua que es necesaria para llenar tan solo los poros de muestra de suelo seco, por lo tanto, le corresponde un volumen menor de la masa de suelo.

Este límite también se caracteriza porque determina el límite fronterizo entre el estado semisólido y el sólido.

A pesar de que se alcanza el límite de Retracción, el volumen de la muestra no disminuye, incluso cuando se reduzca el contenido de humedad.

Este ensayo radica en colocar una muestra de suelo húmedo dentro de un cilindro poco profundo, que tiene un volumen conocido, al que luego se le extrae el aire y se lo seca en horno con una temperatura de 110°C hasta que su peso sea constante.

A continuación, se procede a sumergir el suelo seco en mercurio, midiendo el volumen desplazado.

Es así que la reducción del volumen en la muestra de selo permite determinar el Límite de Retracción de aquel suelo.

El principal componente de un suelo, cuya influencia resulta determinante en la magnitud del Límite de retracción es la arcilla, ya que el límite de retracción disminuye a medida que el contenido de arcilla aumenta.

En cambio, en las arenas, este límite se ubica muy próximo al límite líquido, y en suelos arenosos con arcilla, dependiendo del contenido de arcilla y de limo, el límite de Retracción puede ser del orden del 12 al 20%.

También, en las arcillas, este límite alcanza generalmente valores entre el 5 y el 10%. En este tipo de suelos la capacidad portante aumenta cuando disminuye el porcentaje de humedad.

Por el contrario, en las arenas confinadas, la capacidad portante es general – mente alta, aún con porcentajes considerables de agua contenida. 

Índice de plasticidad y carta de plasticidad de casa grande

Cuando se determina el límite líquido y el plástico, se puede calcular un punto representativo de cada muestra de suelo representado en la carta de plasticidad de Casagrande, que básicamente representan la relación del límite líquido con el índice de plasticidad.

El índice de plasticidad es: IP=LL-LP (límite líquido menos el límite plástico)

Gracias a diversos estudios Casagrande logró definir que los suelos con límite líquido mayor a 50, se consideran de alta plasticidad, es decir que admiten gran cantidad de agua y generalmente experimentan deformaciones plásticas importantes.

Por debajo del este valor se considera que los suelos son de baja plasticidad.

También se definió una línea denominada Línea A, que resulta paralela a la dirección con que esta, ordena la muestra de un mismo terreno.