Granulometría de suelos: análisis granulométrico y curva según la NBR 7181

La granulometría de suelos es la distribución, en masa, de los tamaños de grano de un suelo. La ABNT NBR 7181:2025 (la norma brasileña de análisis granulométrico de suelos) mide esa distribución por tamizado, para los granos mayores que 0.075 mm, y por sedimentación con densímetro (hidrómetro), para los finos. El resultado es la curva granulométrica, que da las fracciones del suelo, los diámetros D10, D30 y D60 y los coeficientes Cu y Cc. Es el primer ensayo de caracterización de cualquier suelo que se usará como terraplén, capa de pavimento o apoyo de cimentación, y el punto de partida de la clasificación y de la elección de los ensayos siguientes.

El término granulometría también se usa para el agregado del concreto y en agronomía, donde el ensayo, los rangos y el resultado cambian; esta guía trata del suelo para ingeniería, y las diferencias están resumidas en la sección suelo, agregado y textura agronómica. A continuación están el concepto, las fracciones según la NBR 6502:2022 (la norma brasileña de terminología de suelos y rocas), la norma con la edición vigente verificada el 07/10/2026, el equipo, el procedimiento paso a paso, la ley de Stokes, los cálculos, la lectura de la curva, los coeficientes de graduación, un ejemplo resuelto y los errores que más distorsionan el resultado.

En la foto, los dos métodos lado a lado: la serie de tamices apilada, con la tapa arriba, los tamices con las fracciones de arena y grava ya separadas, dos probetas de sedimentación con el densímetro flotando en la suspensión de suelo y la balanza que pesa cada fracción.

Qué es la granulometría de suelos y para qué sirve

La granulometría de suelos, o análisis granulométrico, es la determinación de los porcentajes, en masa seca, de los granos de cada rango de tamaño que componen un suelo. El tamaño de los granos va desde boleos hasta partículas de arcilla menores que 0.002 mm, y ningún método por sí solo mide todo ese rango: por eso el ensayo combina dos.

La granulometría en una frase, y el diámetro equivalente

La granulometría es la respuesta a la pregunta "¿cuánto de este suelo, en masa, es menor que cada diámetro?". El "diámetro" tiene dos significados según el método. En los granos gruesos, es la abertura de la malla del tamiz que el grano atraviesa: un grano que pasa por el tamiz de 0.42 mm y queda retenido en el de 0.25 mm tiene un diámetro entre esos dos valores. En los finos, que no se pueden tamizar de forma confiable, el diámetro se calcula por la velocidad con que el grano cae en el agua, mediante la ley de Stokes, y recibe el nombre de diámetro equivalente: es el diámetro de la esfera del mismo material que caería con la misma velocidad. Para una partícula de arcilla, que tiene forma de placa, el diámetro equivalente no es una medida de la partícula real, pero es la convención que permite comparar suelos.

Para qué sirve la granulometría

La curva granulométrica interviene en casi todas las decisiones sobre un suelo de obra:

• Clasificación: el Sistema Unificado (SUCS/USCS, según la ASTM D2487) y el sistema de carreteras TRB/HRB usan la granulometría, junto con los límites líquido y plástico, para asignar al suelo un grupo y un nombre;
• Preparación de otros ensayos: la cantidad retenida en los tamices de 4.8 mm y 19.1 mm decide, según la NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras de suelo), el molde de la prueba Proctor y qué hacer con los granos gruesos;
• Drenaje y permeabilidad: el D10, llamado diámetro efectivo, es la base de correlaciones empíricas de permeabilidad de arenas, como la de Hazen, y los diámetros característicos intervienen en el dimensionamiento de filtros y drenes;
• Pavimentación: las especificaciones de subbase y base aceptan o rechazan materiales por rangos granulométricos, y la misma idea de rango aparece en las mezclas asfálticas del ensayo Marshall;
• Predicción del comportamiento: los suelos bien graduados se compactan mejor y alcanzan masas específicas más altas; las arenas uniformes drenan bien, pero se compactan mal; los suelos con mucho limo son sensibles al agua y a la erosión.

Hay un límite claro para lo que dice la curva. En suelos finos, con más de la mitad de la masa pasando por el tamiz de 0.075 mm, el comportamiento depende más del tipo de mineral arcilloso y del agua que del tamaño: dos suelos con la misma curva pueden tener plasticidad muy diferente. En esos suelos, quienes deciden la clasificación son los límites de Atterberg, y la granulometría pasa a ser un dato complementario.

Fracciones del suelo según la NBR 6502:2022

Las fracciones granulométricas del suelo son los rangos de tamaño que reciben nombre propio: grava, arena, limo y arcilla. En Brasil, los límites de esas fracciones provienen de la ABNT NBR 6502:2022, la norma brasileña de terminología de suelos y rocas. La NBR 7181:2025 no define fracciones ni clasifica el suelo: solo mide la distribución y exige presentarla en la curva. La tabla resume las cuatro fracciones principales:

Fracción	Diámetro de los granos	Cómo se mide en la NBR 7181:2025
Grava	de 2.0 mm a 60 mm	Tamizado grueso (50 a 2.0 mm)
Arena	de 0.06 mm a 2.0 mm	Tamizado fino (1.2 a 0.075 mm)
Limo	de 0.002 mm a 0.06 mm	Sedimentación con densímetro
Arcilla	menor que 0.002 mm	Sedimentación con densímetro

Un detalle de la tabla confunde a mucha gente: el limo va de 0.002 mm a 0.06 mm, y no hasta 0.6 mm. El cambio de 0.06 por 0.6 aparece en páginas que alimentan respuestas de buscadores y de IA, y lo cambia todo: 0.6 mm es arena media a gruesa, un grano visible a simple vista. Otra sutileza es que el tamiz más fino de la serie, de 0.075 mm, no coincide con el límite arena/limo, de 0.06 mm. El rango entre los dos valores solo lo resuelve la sedimentación; en un ensayo solo por tamizado, todo lo que pasa por el de 0.075 mm se cuenta junto como "finos".

En la naturaleza, casi ningún suelo está formado por una sola fracción. El nombre sigue a la fracción predominante, con la secundaria como adjetivo: una "arena arcillosa" es predominantemente arena, con arcilla suficiente para cambiar el comportamiento, y una "arcilla arenosa" es lo contrario. El orden de las palabras es técnico, no de estilo.

Escalas granulométricas: ABNT, USCS y Embrapa

Una escala granulométrica es el conjunto de límites que un sistema usa para separar las fracciones, y cada área técnica adoptó la suya. El límite entre arena y finos, en particular, cambia de un sistema a otro, y los porcentajes de arena o de limo calculados en escalas diferentes no se pueden comparar directamente:

Fracción	ABNT NBR 6502:2022	USCS (ASTM D2487)	Textura agronómica (Embrapa, 2017)
Arcilla	< 0.002 mm	Finos, < 0.075 mm; limo y arcilla separados por la plasticidad, no por el tamaño	< 0.002 mm
Limo	0.002 a 0.06 mm	Finos, < 0.075 mm	0.002 mm hasta el tamiz de 0.053 mm
Arena	0.06 a 2.0 mm	0.075 a 4.75 mm	0.053 a 2.0 mm (gruesa y fina separadas en el de 0.212 mm)
Grava	2.0 a 60 mm	4.75 a 75 mm	Arriba de 2.0 mm, fuera de la tierra fina analizada

La diferencia más práctica es la de la grava. Para la ABNT, un grano de 3 mm es grava; para el USCS, que separa grava y arena en el tamiz n.º 4, de 4.75 mm, todavía es arena. Por eso el informe debe indicar qué escala usó, y la clasificación USCS debe hacerse con los límites del propio USCS, como en el ejemplo resuelto más abajo.

La norma: ABNT NBR 7181:2025

La ABNT NBR 7181:2025, Solo: Análise granulométrica, es la norma brasileña que prescribe el análisis granulométrico de suelos por tamizado o por la combinación de sedimentación y tamizado. Las ediciones y la situación de las normas siguientes se verificaron el 07/10/2026: la NBR 7181 y la NBR 6457 en el texto íntegro, las demás ABNT en la ficha del catálogo, la DNIT en el PDF de la colección del organismo (gov.br) y las ASTM en la tienda de la ASTM.

Norma	Objeto	Situación verificada el 07/10/2026
ABNT NBR 7181:2025	Suelo: análisis granulométrico (tamizado y sedimentación)	Vigente; 3.ª edición, del 15/01/2025, en la versión corregida 2, del 13/07/2026
ABNT NBR 6457:2024	Preparación de muestras para compactación y caracterización; contenido de humedad	Vigente; 3.ª edición, del 09/01/2024
ABNT NBR 6502:2022	Suelos y rocas: terminología (límites de las fracciones)	Vigente; edición de 2022, que sustituyó a la de 1995
ABNT NBR 17212:2025	Masa específica de los sólidos de la fracción que pasa por el tamiz de 2.0 mm	Vigente, con fe de erratas de 10/2025 (ficha del catálogo)
DNIT 459/2025-ME	Suelos: análisis granulométrico (método de carreteras)	Vigente, con la Errata 1 incorporada; cancela las DNER-ME 051/94 y 080/94
ASTM D6913/D6913M-17(2025)	Distribución granulométrica de suelos por tamizado	Activa (reaprobada en 2025)
ASTM D7928-21e1	Distribución de los finos por sedimentación con densímetro (hidrómetro)	Activa
ASTM D2487-17(2025)	Clasificación de suelos para ingeniería (USCS)	Activa (reaprobada en 2025)

Edición, fe de erratas y qué cambió

La NBR 7181:2025 es la 3.ª edición de la norma, publicada el 15/01/2025 por la comisión ABNT/CEE-221 (Comissão de Estudo Especial de Solos). Cancela y sustituye a la NBR 7181:2016 en la Versión Corregida 2, de 2018, declarada técnicamente revisada. Después de su publicación, recibió dos fe de erratas, la Errata 1, del 18/12/2025, y la Errata 2, del 13/07/2026, ambas incorporadas en la versión corregida 2, del 13/07/2026, que es la que vale hoy. Un informe nuevo que cite la edición de 1984 o la de 2016 tiene la referencia desactualizada.

El texto de la 2025 no enumera los cambios con respecto a la 2016. Dos cosas se pueden verificar en el propio texto: la masa específica de los sólidos, necesaria para la sedimentación, ahora se determina según la NBR 17212, en la fracción que pasa por el tamiz de 2.0 mm; y el Anexo A, normativo, exige dos curvas de calibración propias para cada densímetro. Las afirmaciones de que la nueva edición "pasó a exigir la calibración de las balanzas" no tienen sustento en el texto: la calibración de las balanzas aparece como recomendación, en una nota, y no como requisito.

El alcance es el mismo de siempre: el ensayo puede hacerse solo por tamizado, cuando no es necesario separar los finos en limo y arcilla, o por la combinación de sedimentación y tamizado, cuando la curva también debe cubrir la fracción fina. Las referencias normativas son la NBR 6457, para la preparación de la muestra y la humedad, la NBR 17212, para la masa específica de los sólidos, y las NBR NM ISO 3310-1 y 3310-2, que especifican los tamices de malla metálica y de placa perforada.

La norma de carreteras: DNIT 459/2025-ME

En las obras del DNIT (el organismo federal de infraestructura de transporte de Brasil), el análisis granulométrico de suelos sigue la DNIT 459/2025-ME, que canceló y sustituyó a la DNER-ME 051/94 y a la DNER-ME 080/94. El método es esencialmente el mismo, con algunas diferencias de detalle. En la serie fina, la DNIT usa el tamiz de 0.30 mm donde la NBR usa el de 0.25 mm. El densímetro se identifica por el modelo 151H, de bulbo simétrico, calibrado a 20 °C y graduado de 0.995 a 1.050, el mismo intervalo de escala de la NBR. La norma del DNIT también señala que el diámetro puede obtenerse por el método gráfico de Casagrande, posibilidad que la NBR 7181:2025 menciona en una nota. El ensayo CBR y las especificaciones de capa exigen la granulometría según esa norma, como muestra el artículo del ensayo CBR.

Las normas de la ASTM

En Estados Unidos, la granulometría de suelos se dividió en dos normas: la ASTM D6913/D6913M-17(2025), para el tamizado, y la ASTM D7928-21e1, para la sedimentación de los finos con densímetro. La clasificación del suelo a partir de la curva y de los límites de Atterberg se hace según la ASTM D2487-17(2025), el Sistema Unificado. Un cuidado con la numeración: la ASTM D7181 es una norma de ensayo triaxial, sin relación con la NBR 7181.

Equipo del ensayo de granulometría

El equipo del análisis granulométrico según la NBR 7181:2025 tiene dos partes: la del tamizado, con tamices, agitador, horno y balanzas, y la de la sedimentación, con aparato de dispersión, probeta, densímetro y termómetro. Los elementos siguientes están descritos con palabras propias:

• Tamices: 13 aberturas, de 50; 38; 25; 19; 9.5; 4.8; 2.0; 1.2; 0.6; 0.42; 0.25; 0.15 y 0.075 mm, conforme a las NBR NM ISO 3310-1 y 3310-2, y un cepillo de cerdas metálicas para soltar los granos atorados en la malla;
• Agitador mecánico de tamices: que sujete hasta seis tamices, contando la tapa y el fondo;
• Horno (estufa): capaz de mantener de 105 °C a 110 °C y también de 60 °C a 65 °C;
• Balanzas: de 200 g con resolución de 0.01 g, de 1.5 kg con 0.1 g, de 5 kg con 0.5 g y de 10 kg con 1 g;
• Aparato de dispersión: con hélice reemplazable que gire a un mínimo de 9,000 revoluciones por minuto, dentro de un vaso con deflectores fijos, que rompen el vórtice y obligan a la suspensión a mezclarse;
• Probeta de sedimentación: de vidrio, de unos 450 mm de altura y 65 mm de diámetro, con marca de 1,000 cm³ a 20 °C;
• Densímetro de bulbo simétrico: calibrado a 20 °C, con escala de 0.995 a 1.050;
• Termómetro: de 0 °C a 50 °C, graduado en 0.1 °C, y reloj con indicación de segundos;
• Baño de temperatura: que mantenga la suspensión a temperatura aproximadamente constante, prescindible cuando el propio ambiente tiene temperatura estable;
• Accesorios: mortero y mano de mortero, vaso de precipitados de al menos 250 cm³, probeta de 250 cm³, varilla de vidrio, piseta, cápsulas para humedad y recipientes que conserven la humedad de la muestra.

La balanza de la pesada inicial depende del grano más grande de la muestra: arriba de 25 mm, la de 10 kg con 1 g; de 5 mm a 25 mm, la de 5 kg con 0.5 g; abajo de 5 mm, la de 1.5 kg con 0.1 g. En la pila de tamices, las aberturas quedan en orden decreciente de arriba hacia abajo, con la tapa en la parte superior y el fondo abajo, para que cada grano se detenga en la primera malla que no puede atravesar.

Cómo hacer el ensayo de granulometría, paso a paso

El análisis granulométrico según la NBR 7181:2025 (la norma brasileña de análisis granulométrico de suelos) separa la muestra en el tamiz de 2.0 mm y trata las dos partes por caminos diferentes: lo retenido va al tamizado grueso y lo que pasa va al tamizado fino o a la sedimentación. El diagrama de flujo siguiente muestra el camino completo, desde la muestra preparada hasta la curva:

Preparación de la muestra según la NBR 6457:2024

La muestra se prepara según la NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras de suelo), que para la granulometría indica usar siempre el proceso con secado previo: el suelo se seca al aire, los terrones se deshacen sin romper granos y la muestra se reduce con cuarteador o por cuarteo. La cantidad mínima depende del grano más grande, evaluado a simple vista: 1 kg si es menor que 5 mm, 4 kg si está entre 5 mm y 25 mm, y 8 kg si supera 25 mm. Para la sedimentación, la misma norma prevé unos 500 g del material que pasa el tamiz de 2.0 mm para determinar la masa específica de los sólidos. La preparación completa y la determinación de humedad están en el artículo sobre la NBR 6457.

Separación en el tamiz de 2.0 mm

La muestra secada al aire se pesa en la balanza elegida según el grano más grande, y esa masa es M_t. Luego se pasa por el tamiz de 2.0 mm, deshaciendo los terrones en el mortero para que solo queden retenidos los granos realmente mayores que la malla. El material retenido se lava, para quitarle los finos adheridos, y se seca en horno de 105 °C a 110 °C hasta masa constante. Omitir el lavado hace que la arcilla adherida a las gravas se cuente como grava.

Tamizado grueso y tamizado fino

Lo retenido en el de 2.0 mm, lavado y seco, se pesa (M_g) y se pasa en el agitador por los tamices de 50, 38, 25, 19, 9.5 y 4.8 mm, anotando las masas retenidas acumuladas en cada uno. Este es el tamizado grueso.

Del material que pasó el de 2.0 mm, cuando el ensayo es solo por tamizado, se toman unos 120 g, pesados con precisión de 0.01 g, y unos 100 g más para tres determinaciones de la humedad higroscópica. Los 120 g se lavan en el tamiz de 0.075 mm con agua potable a baja presión; lo retenido se seca de 105 °C a 110 °C y se pasa por los tamices de 1.2, 0.6, 0.42, 0.25, 0.15 y 0.075 mm, anotando las masas retenidas acumuladas. Este es el tamizado fino. En suelos muy uniformes, la norma admite tamices intermedios, en ambos tamizados, para que la curva tenga suficientes puntos en la franja estrecha en la que se concentra el suelo.

Sedimentación con densímetro (hidrómetro)

Cuando la curva necesita separar limo y arcilla, la parte que pasa el de 2.0 mm va a la sedimentación antes del tamizado fino. La secuencia de la NBR 7181:2025 es:

1. Masa: unos 120 g para suelos arenosos o 70 g para suelos limosos y arcillosos, pesados con precisión de 0.01 g, y unos 100 g más para tres humedades higroscópicas.
2. Defloculante: el suelo se coloca en un vaso de precipitados con 125 cm³ de solución de hexametafosfato de sodio a 45.7 g por litro, amortiguada con carbonato de sodio hasta pH 8 a 9. El amortiguador evita que el hexametafosfato se revierta a ortofosfato y pierda su efecto, y la norma pide respetar la caducidad de las sales. Si este defloculante no dispersa el suelo, hay que investigar otro tipo u otra dosificación.
3. Reposo: el vaso se agita hasta que todo el material quede sumergido y reposa por lo menos 12 horas.
4. Dispersión: la mezcla pasa al vaso de dispersión, que se completa con agua destilada hasta unos 5 cm por debajo del borde, y se dispersa durante 15 minutos. Los suelos cuyos granos se rompen en este proceso requieren un tiempo menor, que la norma deja a criterio del laboratorio.
5. Probeta: la suspensión se transfiere a la probeta graduada, se completa hasta 1,000 cm³ y se lleva al baño o al ambiente de temperatura constante. Al alcanzar el equilibrio térmico, se tapa la boca con la mano y se gira la probeta, boca arriba y boca abajo, durante 1 minuto.
6. Lecturas: en el instante en que la probeta vuelve a la mesa se marca el inicio. El densímetro se sumerge y se lee a los 30 s, 1 min y 2 min, permaneciendo en la suspensión, y después se retira. Las lecturas siguientes son a los 4, 8, 15 y 30 minutos y a las 1, 2, 4, 8 y 24 horas, colocando el densímetro 15 a 20 segundos antes de cada una: son 12 lecturas en total. La norma recomienda repetir las tres primeras, agitando de nuevo la probeta.
7. Cómo leer: la lectura se hace en la parte superior del menisco, después de que el densímetro se estabiliza, con interpolación de 0.0005. Entre lecturas, el densímetro se mantiene en una probeta con agua limpia a la misma temperatura. La temperatura de la suspensión se mide, con precisión de 0.1 °C, después de cada lectura, excepto las dos primeras.
8. Final: después de la lectura de 24 horas, toda la suspensión se lava en el tamiz de 0.075 mm, y lo retenido pasa al tamizado fino, como en el ensayo solo por tamizado.

La lectura en la parte superior del menisco tiene una razón práctica: la suspensión de suelo es opaca y la base del menisco no se ve. La corrección de este efecto, así como la de la temperatura y la del defloculante disuelto, ya está incluida en la calibración del densímetro.

Calibración de cada densímetro

El Anexo A de la NBR 7181:2025 es normativo y exige dos curvas para cada densímetro del laboratorio. La primera relaciona la lectura en el medio dispersor con la temperatura: se diluyen 125 cm³ de la solución defloculante en 875 cm³ de agua destilada y se lee el densímetro, en la parte superior del menisco, a temperaturas de 10 °C a 35 °C. Esta curva da la lectura L_md que entra en el cálculo. La segunda relaciona la lectura con la altura de caída: la altura a es la distancia de cada marca del vástago al centro de volumen del bulbo, válida para las lecturas de los primeros 2 minutos, con el densímetro dentro de la suspensión; para las lecturas siguientes, en las que el densímetro se coloca y se retira, se usa la altura corregida a', que descuenta la subida del nivel causada por el volumen del bulbo, a' = a − V_a/(2A), con V_a el volumen del bulbo y A el área interna de la probeta. Usar la curva de un densímetro en otro es un error sistemático, aunque sean del mismo modelo.

Ley de Stokes: por qué la sedimentación dura 24 horas

La ley de Stokes dice que una esfera pequeña que cae en un líquido viscoso alcanza una velocidad constante proporcional al cuadrado de su diámetro: v = (ρ_s − ρ_w) · g · d² / (18 · η), con ρ_s la masa específica de los granos, ρ_w la del agua, g la aceleración de la gravedad y η la viscosidad del agua. La sedimentación usa esta ley al revés: en cada lectura, el tiempo transcurrido y la altura de caída indican cuál es el diámetro más grande que todavía está en suspensión a la altura del densímetro, y la lectura indica cuánto suelo sigue ahí.

La forma de la NBR 7181:2025

La NBR 7181:2025 escribe la ley ya despejada para el diámetro, en unidades de laboratorio: d = √[1,800 · μ / (ρ_s − ρ_md) · z / t], con d en mm, μ la viscosidad del medio dispersor en g·s/cm², z la altura de caída en cm (a o a', de la calibración del densímetro), t el tiempo en segundos y ρ_md la masa específica del medio dispersor, que la norma indica tomar igual a 1.000 g/cm³. El factor 1,800 convierte las unidades. La viscosidad sale de una tabla de la norma, en función de la temperatura medida; a 20 °C vale 10.29 × 10⁻⁶ g·s/cm², y los valores intermedios se interpolan linealmente. Por eso hay que medir la temperatura en cada lectura: la viscosidad del agua baja cerca de 2 % por grado, y la velocidad de caída sube en la misma proporción.

Cuánto tarda cada grano en caer

La gráfica siguiente muestra el tiempo que tarda una partícula en caer 10 cm en agua a 20 °C, para diámetros que marcan límites de fracción. Es un cálculo de Biopdi, con ρ_s = 2.65 g/cm³ y η = 1.002 × 10⁻³ Pa·s, y no un valor de la norma; las marcas en la parte superior son las 12 lecturas de la NBR 7181:2025:

El cálculo del grano de 0.002 mm, paso a paso: v = (2,650 − 1,000) × 9.81 × (2 × 10⁻⁶)² / (18 × 1.002 × 10⁻³) = 3.59 × 10⁻⁶ m/s, o unos 13 mm por hora; para caer 0.10 m se necesitan 0.10 / 3.59 × 10⁻⁶ = 27,900 s, unas 7.7 horas. El grano de 0.06 mm es 30 veces más grande y cae 900 veces más rápido: los mismos 10 cm en 31 s. La primera lectura, a los 30 s, queda cerca del límite entre arena y limo; las lecturas de 8 y de 24 horas entran de lleno en la fracción arcilla. Los tiempos de lectura crecen en progresión aproximadamente geométrica, casi siempre al doble, porque el diámetro disminuye con la raíz cuadrada del tiempo: duplicar el tiempo reduce el diámetro leído en cerca de 30 %, lo que distribuye los puntos de forma regular en el eje logarítmico de la curva.

Hipótesis y límites

La ley de Stokes es válida para una esfera rígida, aislada, que cae en régimen laminar en un líquido en reposo. En la probeta, tres de estas hipótesis son aproximaciones: los granos de arcilla son placas y no esferas; la suspensión tiene muchos granos, que interactúan; y la dispersión debe ser completa, de lo contrario los grumos de arcilla caen como si fueran granos de limo. Por eso el diámetro de la sedimentación es un diámetro equivalente, y por eso el defloculante y la dispersión mecánica pesan tanto en el resultado: una arcilla mal dispersada aparece en la curva como limo, y el suelo parece más grueso de lo que es.

Cálculos de la NBR 7181:2025

El cálculo del análisis granulométrico convierte las masas retenidas y las lecturas del densímetro en porcentajes que pasan, siempre en relación con la masa seca total de la muestra. Son cinco expresiones, presentadas aquí con la notación de la norma y en nuestras propias palabras:

• Masa seca total: M_s(t) = (M_t − M_g) / (1 + w) + M_g, en g. A la parte que pasa el de 2.0 mm se le descuenta su humedad higroscópica w, en decimal; lo retenido en el de 2.0 mm ya se secó en horno y entra directamente.
• Porcentaje que pasa en los tamices gruesos (50 a 2.0 mm): Q_g = (M_s(t) − M_r) / M_s(t) × 100, con M_r la masa retenida acumulada en el tamiz.
• Porcentaje que pasa el de 2.0 mm: N = (M_s(t) − M_r(2.0)) / M_s(t) × 100. Es el factor que lleva los porcentajes de la parte fina a la muestra completa.
• Porcentaje que pasa en los tamices finos (1.2 a 0.075 mm): Q_f = [(M_u − M_r · (1 + w)) / M_u] × N, con M_u la masa húmeda tomada para el tamizado fino o para la sedimentación. La masa retenida, pesada seca, se multiplica por (1 + w) para quedar en la misma base húmeda que M_u.
• Porcentaje en suspensión en la sedimentación: P = [ (1 / M_s) · ρ_s / (ρ_s − ρ_md) · (L − L_md) · 1,000 ] × N, válida para la probeta de 1,000 cm³, con M_s la masa seca llevada a la sedimentación, L la lectura en la suspensión y L_md la lectura en el medio dispersor a la misma temperatura. Cada P va acompañado del diámetro d de la ley de Stokes calculado para el mismo instante.

La masa específica de los sólidos ρ_s, que entra en el porcentaje en suspensión y en el diámetro, proviene de un ensayo propio, según la NBR 17212 (norma brasileña de masa específica de los sólidos), realizado en el material que pasa el tamiz de 2.0 mm. Por lo tanto, la granulometría con sedimentación depende de dos ensayos.

Curva granulométrica: cómo trazarla y leerla

La curva granulométrica es la gráfica del porcentaje que pasa, en escala aritmética en el eje vertical, contra el diámetro de los granos, en escala logarítmica en el eje horizontal, como indica la NBR 7181:2025. La norma admite también el porcentaje retenido en el eje vertical; lo importante es que el informe diga cuál de los dos se usó. La escala logarítmica es obligatoria por una razón sencilla: los diámetros van de unos 50 mm a menos de 0.001 mm, casi cinco órdenes de magnitud, y en una escala lineal toda la arcilla y todo el limo quedarían apretados junto al cero.

Interpolación logarítmica de D10, D30 y D60

Los diámetros característicos D10, D30 y D60 son los diámetros por debajo de los cuales pasa el 10 %, 30 % y 60 % de la masa del suelo. Rara vez un tamiz coincide exactamente con esos porcentajes, y el valor se interpola entre los dos tamices vecinos. Como el eje es logarítmico, la interpolación también debe serlo:

D_x = D₁ · (D₂ / D₁)^{(x − P₁) / (P₂ − P₁)}

con D₁ y D₂ las aberturas de los tamices vecinos y P₁ y P₂ los porcentajes que pasan en ellos. La interpolación lineal entre las aberturas da un diámetro un poco mayor que el leído en la curva, y el error crece cuanto más separados están los dos tamices. Leer el valor "a ojo" sobre una gráfica impresa es aceptable para verificar, pero no para el informe.

Tres formas de curva

La forma de la curva indica, antes de cualquier cálculo, cómo está graduado el suelo. Una curva larga y suave, que atraviesa varias fracciones, corresponde a un suelo bien graduado, con granos de todos los tamaños. Una curva casi vertical corresponde a un suelo uniforme, con casi todos los granos del mismo tamaño, como una arena de playa. Una curva con un escalón horizontal corresponde a un suelo con granulometría discontinua, en el que falta una franja de tamaños. La gráfica muestra las tres formas con curvas ilustrativas, y no con resultados de ensayo:

La lectura de las fracciones también sale de la curva: el porcentaje de cada fracción es la diferencia entre los porcentajes que pasan en sus dos límites. Si la curva de un suelo pasa 68 % en 0.06 mm y 42 % en 0.002 mm, tiene 42 % de arcilla y 68 − 42 = 26 % de limo.

D10, Cu y Cc: suelo bien graduado o mal graduado

El coeficiente de no uniformidad, Cu, y el coeficiente de curvatura, Cc, son los dos números que convierten la forma de la curva en un criterio de clasificación. El Cu, también llamado coeficiente de uniformidad, es Cu = D60 / D10 y mide la extensión de la curva: entre mayor es, más variados son los tamaños. El Cc es Cc = D30² / (D10 · D60) y mide la forma de la curva entre D10 y D60: valores entre 1 y 3 indican una curva sin falta de tamaños intermedios.

El criterio más usado para decir si un suelo grueso está bien graduado es el del SUCS (USCS), en la ASTM D2487-17(2025), que aplica a gravas y arenas con menos de 5 % de finos:

Suelo grueso	Bien graduado	Mal graduado
Grava con menos de 5 % de finos	Cu ≥ 4 y 1 ≤ Cc ≤ 3 (GW)	Cualquier criterio no cumplido (GP)
Arena con menos de 5 % de finos	Cu ≥ 6 y 1 ≤ Cc ≤ 3 (SW)	Cualquier criterio no cumplido (SP)
De 5 % a 12 % de finos	Símbolo doble, como SW-SM o GW-GC	Símbolo doble, como SP-SM o SP-SC
Más de 12 % de finos	GM, GC, SM o SC, según la plasticidad de los finos (límites de Atterberg)

En el SUCS, "finos" es lo que pasa el tamiz de 0.075 mm, y el suelo es grava o arena según la mayor parte de la fracción gruesa quede retenida o pase el tamiz de 4.75 mm. En el símbolo doble, la segunda parte (M o C) depende de que los finos se comporten como limo o como arcilla, lo que se decide con los límites de Atterberg y no con la curva.

La trampa: un Cu alto no basta

Un suelo con granulometría discontinua puede tener un Cu muy alto, porque el D60 cae en la zona gruesa y el D10 en la fina, y aun así estar mal graduado. En la curva ilustrativa discontinua, el Cu es 20, más de tres veces el mínimo para arena, pero el Cc es 0.11: el D30 está pegado al D10, porque falta la franja intermedia. Sin los granos intermedios, los granos finos no rellenan los vacíos de los gruesos, y el suelo compacta mal y puede perder los finos por erosión interna. Por eso el informe que trae solo el Cu está incompleto, y el criterio siempre exige los dos coeficientes.

Ejemplo resuelto paso a paso

El siguiente ejemplo recorre un análisis granulométrico solo por tamizado de una arena con poca grava, desde las masas hasta la clasificación. Después, una lectura de sedimentación de otro suelo muestra el cálculo de la parte fina. Todos los números fueron calculados por Biopdi, con las expresiones de la NBR 7181:2025 (la norma brasileña de análisis granulométrico de suelos).

Paso 1: masa seca total y porcentaje que pasa el tamiz de 2.0 mm

El grano más grande de la muestra está entre 4.8 mm y 9.5 mm, así que la NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras de suelo) pide como mínimo 4 kg, y la pesada inicial se hace en la balanza de 5 kg con 0.5 g. La muestra secada al aire tiene M_t = 4,000.0 g. Lo retenido en el tamiz de 2.0 mm, lavado y seco, tiene M_g = 313.0 g, y la humedad higroscópica del material que pasa, promedio de tres determinaciones, es w = 2.5 %.

• Masa seca total: M_s(t) = (4,000.0 − 313.0) / 1.025 + 313.0 = 3,597.1 + 313.0 = 3,910.1 g.
• Pasa el tamiz de 2.0 mm: N = (3,910.1 − 313.0) / 3,910.1 × 100 = 92.0 %.
• Tamizado grueso: nada quedó retenido en el de 9.5 mm, y el retenido acumulado en el de 4.8 mm fue de 78.0 g, entonces Q_g = (3,910.1 − 78.0) / 3,910.1 × 100 = 98.0 % en el de 4.8 mm.

Paso 2: tamizado fino

Del material que pasa el tamiz de 2.0 mm, se tomaron M_u = 120.00 g húmedos, lavados en el tamiz de 0.075 mm, secados y tamizados. En cada tamiz, la masa retenida acumulada se multiplica por 1.025 y entra en Q_f. En el tamiz de 1.2 mm, por ejemplo, el retenido acumulado fue de 11.45 g, y Q_f = [(120.00 − 11.45 × 1.025) / 120.00] × 92.0 = (108.26 / 120.00) × 92.0 = 83.0 %. Los demás siguen la misma cuenta:

Tamiz (mm)	Retenido acumulado (g)	Retenido × 1.025 (g)	Pasa (%)
9.5	0.0	(tamizado grueso)	100.0
4.8	78.0	(tamizado grueso)	98.0
2.0	313.0	(tamizado grueso)	92.0
1.2	11.45	11.74	83.0
0.6	28.00	28.70	70.0
0.42	43.27	44.35	58.0
0.25	61.08	62.61	44.0
0.15	85.26	87.39	25.0
0.075	106.89	109.56	8.0

Paso 3: D10, D30 y D60

Con interpolación logarítmica entre los tamices vecinos:

• D10, entre 0.075 mm (8.0 %) y 0.15 mm (25.0 %): D10 = 0.075 × 2^2/17 = 0.075 × 1.085 = 0.081 mm.
• D30, entre 0.15 mm (25.0 %) y 0.25 mm (44.0 %): D30 = 0.15 × 1.667^5/19 = 0.15 × 1.144 = 0.172 mm.
• D60, entre 0.42 mm (58.0 %) y 0.6 mm (70.0 %): D60 = 0.42 × 1.429^2/12 = 0.42 × 1.061 = 0.446 mm.

Los coeficientes, con los diámetros sin redondear (0.0814, 0.1716 y 0.4457 mm), quedan Cu = 0.4457 / 0.0814 = 5.5 y Cc = 0.1716² / (0.0814 × 0.4457) = 0.02945 / 0.03628 = 0.81. La gráfica muestra la curva del ejemplo sobre las fracciones de la NBR 6502:2022 (la norma brasileña de terminología de rocas y suelos), con los tres diámetros marcados:

Paso 4: fracciones y clasificación

Según la escala de la NBR 6502:2022, el suelo tiene 100 − 92.0 = 8.0 % de grava (arriba de 2.0 mm) y 92.0 − 8.0 = 84.0 % de granos entre 0.075 y 2.0 mm, casi todos arena. El 8.0 % que pasa el tamiz de 0.075 mm son finos: como el ensayo fue solo por tamizado, no se separan en limo y arcilla, e incluyen la pequeña franja de arena muy fina entre 0.06 y 0.075 mm.

Para el SUCS, los límites son otros. Pasa el 98.0 % por el tamiz de 4.75 mm (el de 4.8 mm de la serie brasileña), así que solo el 2.0 % de la masa es grava, y la fracción gruesa es casi toda arena: el suelo es una arena. Los finos son el 8.0 %, entre 5 % y 12 %, lo que exige símbolo doble. El Cu de 5.5 no llega a 6, y el Cc de 0.81 queda debajo de 1: la arena está mal graduada (SP), aun con una curva que, a simple vista, parece razonablemente extendida. La clasificación final es SP-SM, si los finos se comportan como limo, o SP-SC, si se comportan como arcilla, lo que se decide con los límites de Atterberg de los finos.

Paso 5: una lectura de sedimentación

Para otro suelo, más fino, la sedimentación se hizo con M_u = 70.00 g húmedos, con humedad higroscópica de 2.0 %, lo que da M_s = 70.00 / 1.020 = 68.63 g secos. El material que pasa el tamiz de 2.0 mm en este suelo es N = 96.0 %, y la densidad de sólidos, según la NBR 17212 (la norma brasileña de densidad de sólidos del suelo), es ρ_s = 2.70 g/cm³. En la lectura de 1 hora, a 20 °C, el hidrómetro marcó L = 1.0250, y la curva de calibración dio L_md = 1.0050 para el medio dispersante a esa temperatura.

• Porcentaje en suspensión: P = [(1 / 68.63) × 2.70 / (2.70 − 1.000) × (1.0250 − 1.0050) × 1,000] × 96.0 = (0.014571 × 1.588 × 20.0) × 96.0 = 44.4 %.
• Diámetro: con μ = 10.29 × 10⁻⁶ g·s/cm² (20 °C), t = 3,600 s y la altura de caída z = 17.5 cm, valor adoptado en este ejemplo que, en el ensayo real, sale de la curva a' del hidrómetro utilizado: d = √[1,800 × 10.29 × 10⁻⁶ / 1.70 × 17.5 / 3,600] = √(5.30 × 10⁻⁵) = 0.0073 mm.

La lectura indica que el 44.4 % de la masa total de este suelo es menor que 0.0073 mm, un diámetro dentro de la fracción limo. Las otras once lecturas dan los demás puntos de la parte fina de la curva, que se une a la parte tamizada en el diámetro de 0.075 mm.

Suelo, agregado y textura agronómica: tres granulometrías

La palabra granulometría nombra tres ensayos diferentes, hechos con normas, métodos y objetivos propios. En la ingeniería de suelos, es la curva continua de la NBR 7181:2025; en el concreto, es la composición granulométrica de los agregados; en la agronomía, es el análisis textural que alimenta el manejo del cultivo. El cuadro resume las diferencias:

Aspecto	Suelo para ingeniería	Agregado para concreto	Textura agronómica
Referencia	ABNT NBR 7181:2025	ABNT NBR 17054 (norma brasileña de granulometría de agregados)	Manual de Métodos de Análise de Solo, Embrapa (Brasil, 2017), cap. 10
Método	Tamizado y sedimentación con hidrómetro	Solo tamizado	Dispersión química y mecánica; hidrómetro o pipeta
Resultado	Curva continua, D10, Cu y Cc	Curva, módulo de finura y tamaño máximo característico	Contenidos de arena, limo y arcilla en g/kg y clase textural
Límite arena/limo	0.06 mm (NBR 6502:2022)	No separa limo y arcilla	Tamiz de 0.053 mm

El módulo de finura, que aparece con frecuencia en las búsquedas sobre curva granulométrica, es un índice de agregados: la suma de los porcentajes retenidos acumulados en los tamices de la serie normal, dividida entre 100. No se calcula para suelos. En la agronomía, el método de la Embrapa trabaja con la tierra fina secada al aire (la fracción que pasa el tamiz de 2.0 mm), dispersa la muestra con hidróxido de sodio u otro dispersante y agitación mecánica, separa la arena en el tamiz de 0.053 mm, divide la arena gruesa y la fina en el de 0.212 mm y mide limo y arcilla con pipeta o con un hidrómetro de escala en g/L. Quien busca el análisis textural para el cultivo encuentra el procedimiento completo en el capítulo de análisis granulométrico del Manual de la Embrapa (en portugués). De aquí en adelante, el tema vuelve a ser el suelo de ingeniería.

Errores comunes en el análisis granulométrico

La mayor parte de las curvas granulométricas erróneas viene de una dispersión incompleta, de la rotura de granos o de una referencia equivocada, y no de la cuenta. Los errores siguientes son los más frecuentes en informes y páginas técnicas:

• Citar la NBR 7181 de 1984 o de 2016 como vigente. La edición en vigor es la de 2025, en la versión corregida 2, del 13/07/2026.
• Escribir limo hasta 0.6 mm. El limo llega hasta 0.06 mm; 0.6 mm es arena.
• Mezclar escalas. La ABNT pone el límite arena/limo en 0.06 mm, el SUCS separa los finos en el tamiz de 0.075 mm y la Embrapa separa la arena en el de 0.053 mm. Los porcentajes de escalas diferentes no se comparan.
• Usar defloculante caducado o sin amortiguador. La solución de hexametafosfato pierde efecto con el tiempo y fuera del pH 8 a 9; la arcilla flocula, se sedimenta como limo, y la curva subestima la arcilla.
• Romper granos en el mortero. La disgregación debe deshacer terrones, no moler granos; los granos rotos crean finos que el suelo no tenía.
• No lavar lo retenido en el tamiz de 2.0 mm. Los finos adheridos a las gravas van a la fracción equivocada.
• Leer el hidrómetro en la base del menisco o antes de que se estabilice. La lectura es en la parte superior del menisco, con interpolación de 0.0005.
• No medir la temperatura. La viscosidad y la lectura en el medio dispersante cambian con ella, y el error en P y en d es sistemático.
• Usar la calibración de otro hidrómetro. Las dos curvas del Anexo A son propias de cada hidrómetro.
• Interpolar D10, D30 y D60 linealmente. El eje es logarítmico, y la interpolación también debe serlo.
• Presentar Cu sin Cc. Una curva discontinua tiene Cu alto y está mal graduada.
• Clasificar un suelo fino solo por la curva. Cuando más de la mitad pasa el tamiz de 0.075 mm, mandan los límites de Atterberg.
• Ensayar con una masa menor que la mínima. Pocos granos gruesos en una muestra pequeña distorsionan el porcentaje de grava; la NBR 6457:2024 fija 1, 4 u 8 kg según el grano más grande.

Después de la granulometría: los siguientes ensayos del suelo

La granulometría dice de qué está hecho el suelo; los ensayos mecánicos dicen cómo se comporta bajo carga. Por eso abre la secuencia de caracterización, y casi todo ensayo de suelo de obra viene después de ella.

El paso inmediato, en suelos con finos, son los límites de Atterberg, que completan la clasificación. Para terraplenes y capas de pavimento, sigue la prueba Proctor, cuyo molde se elige según lo retenido en los tamices de 4.8 mm y 19.1 mm, y, a continuación, el ensayo CBR, que mide la capacidad de soporte del suelo compactado. La resistencia al corte de terraplenes, taludes y cimentaciones se mide en el ensayo de corte directo y en el ensayo triaxial, y el asentamiento de suelos finos saturados, en el ensayo de consolidación. La granulometría también orienta estas elecciones: una arena limpia va al corte directo o al triaxial drenado, mientras que una arcilla blanda pide consolidación y triaxial no drenado.

La prensa CBR de Biopdi

Biopdi fabrica la prensa CBR/Marshall, que recibe la probeta compactada y realiza la penetración del ensayo CBR, el ensayo que más depende de la granulometría en las especificaciones de pavimentos. Es una prensa de 5,000 kgf (50 kN), en dos modelos, manual y eléctrico automático; en la versión eléctrica automática, el control de velocidad va de 0.001 a 50 mm/min, lo que incluye los 1.27 mm/min de la penetración del CBR. Biopdi no fabrica los tamices, el agitador, el dispersor, el hidrómetro ni la balanza del análisis granulométrico: la conexión entre los ensayos es el suelo caracterizado. El panel siguiente muestra la prensa y lo que hace cada parte en el ensayo:

Los demás equipos de la línea, como las prensas de consolidación, de corte directo y triaxial, están en equipos para mecánica de suelos.

Conclusión

La granulometría del suelo es la distribución de los tamaños de grano, medida según la NBR 7181:2025 en dos partes: tamices para los granos mayores de 0.075 mm y sedimentación con hidrómetro, regida por la ley de Stokes, para los finos. La curva en escala logarítmica da las fracciones de la NBR 6502:2022, los diámetros D10, D30 y D60 y los coeficientes Cu y Cc, que indican si un suelo grueso está bien o mal graduado; en los suelos finos, la última palabra la tienen los límites de Atterberg. Defloculante vigente, dispersión completa, lectura en la parte superior del menisco, temperatura medida e hidrómetro calibrado son lo que separa una curva confiable de una curva que hace que la arcilla parezca limo.

Los ensayos que vienen después de la caracterización tienen artículos propios: la prueba Proctor, el ensayo CBR, el ensayo triaxial y el ensayo de consolidación. Para elegir el equipo de ensayos mecánicos de suelos de su laboratorio, hable con uno de nuestros especialistas.