Límites de Atterberg: límite líquido y límite plástico

Los límites de Atterberg son los contenidos de humedad en los que un suelo fino cambia de estado de consistencia. El límite líquido (LL), según la ABNT NBR 6459:2025 (la norma brasileña del límite líquido), es la humedad en la que la ranura abierta en la copa del aparato de Casagrande se cierra con 25 golpes. El límite plástico (LP), según la NBR 7180:2025, es la humedad en la que un cilindro de suelo se rompe al llegar a 3 mm de diámetro. El índice de plasticidad es IP = LL − LP. Un suelo con LL de 43 % y LP de 25 %, por ejemplo, tiene un IP de 18 % y se clasifica como CL, arcilla de baja compresibilidad.

Esta guía explica qué significan los límites, las normas con la edición vigente verificada el 07/10/2026, el paso a paso de los dos ensayos, cómo trazar la gráfica del límite líquido, la fórmula de un punto del DNER, los índices que se derivan de los límites, la carta de plasticidad de Casagrande y las clasificaciones SUCS y HRB. Todo eso converge en un ejemplo resuelto, desde el primer golpe hasta la clasificación del suelo, seguido de los errores que más aparecen en informes de laboratorio y apuntes.

En la foto, los dos ensayos lado a lado en la mesa de trabajo: al fondo, la copa de latón del aparato de Casagrande con la pasta de suelo y la ranura abierta con el ranurador; al frente, sobre la placa de vidrio, los cilindros de suelo de cerca de 3 mm de diámetro con las grietas transversales que indican el límite plástico, junto a la varilla metálica de comparación.

Qué son los límites de Atterberg

Los límites de Atterberg, también llamados límites de consistencia, son las humedades frontera entre los estados líquido, plástico, semisólido y sólido de un suelo fino. No miden directamente una propiedad mecánica: miden cuánta agua necesita la fracción fina del suelo para cambiar de comportamiento, y esa cantidad depende de cuánta arcilla y de qué tipo de arcilla tiene el suelo.

El Manual de Pavimentação del DNIT (Departamento Nacional de Infraestructura de Transportes de Brasil; 3ª edición, 2006, p. 35 y 36) resume la lógica: el índice de plasticidad es función de la cantidad de arcilla presente en el suelo, mientras que el límite líquido y el límite plástico dependen de la cantidad y del tipo de arcilla. Por eso dos suelos con el mismo porcentaje de arcilla pueden tener límites muy diferentes: una arcilla caolinítica y una montmorillonítica retienen el agua de formas distintas. Es también por eso que los límites se determinan siempre en la fracción fina, la que pasa la malla de 0.42 mm (No. 40): la arena y la grava no tienen plasticidad y solo diluirían el resultado.

Los cuatro estados de consistencia

Imagine una arcilla saturada que se va secando. Con mucha agua, se comporta como un fluido denso y escurre por su propio peso: es el estado líquido. A medida que el agua se evapora, se endurece y puede moldearse sin agrietarse y sin escurrir: es el estado plástico. Al secarse más, pierde la capacidad de ser moldeada y se disgrega al trabajarla, aunque todavía disminuye de volumen al perder agua: es el estado semisólido. Por último, por debajo de cierta humedad el volumen deja de disminuir aunque el agua siga saliendo: es el estado sólido. La tabla resume los estados y los límites que los separan:

Estado	Rango de humedad	Comportamiento
Líquido	w > LL	Escurre como un fluido denso; resistencia al corte muy baja
Plástico	LP < w < LL	Moldeable sin agrietarse y sin escurrir
Semisólido	LC < w < LP	Se disgrega al moldearlo; todavía se contrae al secarse
Sólido	w < LC	El volumen ya no disminuye con el secado

Los tres límites son, por lo tanto, el límite líquido (LL o w_L), entre el líquido y el plástico; el límite plástico (LP o w_P), entre el plástico y el semisólido; y el límite de contracción (LC), entre el semisólido y el sólido. La distancia entre el LL y el LP es el rango en el que el suelo es plástico, y ese ancho es el índice de plasticidad. El esquema siguiente coloca los estados en una línea de humedad creciente, con el LP y el LL del ejemplo resuelto de este artículo:

Un cuidado de lectura: el LP es la frontera entre el plástico y el semisólido. Decir que el suelo "pasa del semisólido al plástico" en el LP es correcto cuando se agrega agua, y decir que "pasa del plástico al semisólido" es correcto cuando se seca. Lo que no cambia es la posición: el LP es siempre la humedad menor y el LL, la mayor.

De Atterberg a Casagrande

Los límites fueron propuestos en 1911 por el químico y agrónomo sueco Albert Atterberg, con ensayos manuales todavía sin estandarización de ingeniería. Quien los convirtió en ensayo de ingeniería fue Arthur Casagrande. En el trabajo "Research on the Atterberg Limits of Soils" (Public Roads, v. 13, 1932), propuso el aparato de copa con caída estandarizada que lleva su nombre y definió el límite líquido por el número de golpes. En "Classification and Identification of Soils" (Transactions of the ASCE, v. 113, 1948), usó el LL y el IP para clasificar los suelos finos en una gráfica, la carta de plasticidad, que es la base del Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS) usado hasta hoy.

Límite de contracción

El límite de contracción es la humedad por debajo de la cual la pérdida de agua ya no reduce el volumen del suelo. Completa la escala de consistencia, pero no es objeto de la NBR 6459 ni de la NBR 7180 (las normas brasileñas del límite líquido y del límite plástico), y rara vez aparece en las especificaciones de obra. En la práctica, cuando se habla de "límites de Atterberg" en un informe de caracterización, se habla del LL, del LP y del IP calculado con ambos.

Normas de los límites: NBR 6459:2025, NBR 7180:2025, NBR 6457:2024, DNER y ASTM

En Brasil, el límite líquido se determina según la ABNT NBR 6459:2025 y el límite plástico, junto con el cálculo del índice de plasticidad, según la ABNT NBR 7180:2025; la muestra se prepara y la humedad se mide según la ABNT NBR 6457:2024. Las ediciones siguientes se verificaron el 07/10/2026: las ABNT (normas técnicas brasileñas) en el texto completo, las del DNIT en la colección de normas del organismo (gov.br) y las extranjeras en las páginas de ASTM e ISO.

Norma	Objeto	Situación verificada el 07/10/2026
ABNT NBR 6459:2025	Suelos: determinación del límite líquido (aparato de Casagrande)	Vigente; 3ª edición, del 18/09/2025, cancela la de 2016
ABNT NBR 7180:2025	Suelos: determinación del límite plástico y cálculo del IP	Vigente; 3ª edición, del 18/09/2025, cancela la de 2016
ABNT NBR 6457:2024	Preparación de muestras y determinación del contenido de humedad	Vigente; 3ª edición, del 09/01/2024
DNER-ME 122/94	Límite líquido: método de referencia y método expedito (un punto)	En la colección de normas del DNIT
DNER-ME 082/94	Límite plástico	En la colección de normas del DNIT
ASTM D4318-26	LL (multipunto y un punto), LP e IP	Activa
ISO 17892-12:2018	LL (cono de caída o Casagrande) y LP	Publicada y confirmada

ABNT NBR 6459:2025 y NBR 7180:2025

Las dos normas brasileñas se publicaron el mismo día, 18/09/2025, como 3ª edición, por la Comisión de Estudio Especial de Suelos (ABNT/CEE-221). Cada una cancela y sustituye su edición de 2016, declarada técnicamente revisada. La división del trabajo entre ellas es clara: la NBR 6459:2025 trata solo del límite líquido, con el aparato de Casagrande; la NBR 7180:2025 trata del límite plástico y es en ella donde está el cálculo del IP. Quien busca "la norma del índice de plasticidad" en Brasil busca la NBR 7180.

Ninguno de los dos textos enumera lo que cambió respecto a 2016. Las afirmaciones de que la edición de 2025 "pasó a exigir" esto o aquello necesitan otra fuente. Lo que se puede decir con seguridad es que un informe nuevo que cite la NBR 6459:2016 o la NBR 7180:2016 tiene la referencia desactualizada, y que la NBR 6459:2025 no incluye ni el método del cono de caída ni una fórmula de un punto: es la gráfica con al menos cinco puntos.

ABNT NBR 6457:2024: preparación y humedad

La NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras de suelo) no determina ningún límite: prepara la muestra y define cómo medir la humedad. Para los límites, se separan cerca de 200 g de material que pasa la malla de 0.42 mm. La preparación puede hacerse con secado previo al aire o sin secado previo, y esta segunda opción solo se permite cuando la muestra tiene como máximo 10 % retenido en la malla de 0.42 mm. La mitad de la muestra va al LL y la otra mitad al LP. La humedad de cada cápsula se mide en horno (estufa) a 105 °C a 110 °C hasta masa constante, con al menos 8.0 g de suelo húmedo por cápsula en el LL y 1.5 g en el LP. Los detalles de la preparación y del cálculo de la humedad están en la guía de la NBR 6457: preparación de muestras y contenido de humedad.

Normas carreteras del DNER

En las obras carreteras de Brasil todavía circulan los métodos del antiguo DNER (Departamento Nacional de Estradas de Rodagem, antecesor del DNIT), que están en la colección de normas del DNIT: la DNER-ME 122/94, del límite líquido, y la DNER-ME 082/94, del límite plástico. Los principios son los mismos de la ABNT, con diferencias de detalle. La DNER-ME 122/94 trabaja con cerca de 70 g de material y pide al menos un punto en cada uno de los intervalos de 25 a 35, de 20 a 30 y de 15 a 25 golpes; traza la gráfica con los ejes invertidos respecto a la NBR, con los golpes en escala logarítmica en la ordenada y la humedad en la abscisa; e incluye un método expedito, de un punto, con fórmula. El Manual de Pavimentação del DNIT (2006) describe la DNER-ME 082/94 con cerca de 50 g de material y el mismo criterio de tres valores que no se alejen más de 5 % de la media.

ASTM D4318 e ISO 17892-12

En Estados Unidos, los tres ensayos están en una sola norma, la ASTM D4318, hoy en la edición D4318-26. Tiene dos métodos para el LL, el A (multipunto, el estándar cuando no se especifica nada) y el B (de un punto), y dos procedimientos de rolado para el LP: a mano o con un dispositivo de rolado. La norma tuvo un recorrido curioso en 2026: la edición anterior fue retirada automáticamente por haber superado el plazo de revisión y entró en votación de reinstalación, según una nota de la propia ASTM del 22/07/2026; la D4318-26 es la edición activa en la tienda de ASTM. En el sistema ISO, la norma equivalente es la ISO 17892-12:2018, que admite el cono de caída y el aparato de Casagrande para el LL.

Límite líquido: el ensayo con la copa de Casagrande (NBR 6459:2025)

El límite líquido es el contenido de humedad en el que el suelo pasa del estado plástico al líquido. Se mide como la humedad en la que la ranura abierta en una pasta de suelo, dentro de la copa de Casagrande, se cierra con 25 golpes. Como es difícil obtener exactamente 25 golpes, la NBR 6459:2025 (la norma brasileña del ensayo de límite líquido) indica ensayar por lo menos cinco humedades e interpolar el valor en una gráfica.

Qué significa el límite líquido

Físicamente, el LL marca la humedad en la que el suelo tiene una resistencia al corte tan pequeña que fluye bajo un esfuerzo estandarizado: los golpes de la copa contra la base hacen que las dos mitades de la pasta se deslicen y se unan en el fondo de la ranura. Un LL alto significa que el suelo necesita mucha agua para llegar a ese estado, lo que indica arcilla en gran cantidad o de un tipo que retiene mucha agua. El Manual de Pavimentação del DNIT (el organismo brasileño de infraestructura de transporte) (2006, p. 36) registra la consecuencia práctica: cuanto mayor es el LL, más compresible es el suelo.

Equipo y verificación del aparato

El equipo para el límite líquido es sencillo, pero la NBR 6459:2025 exige que el aparato se verifique antes de usarlo, porque la energía de cada golpe depende de la altura de caída, de la masa de la copa y de la dureza de la base. Los elementos son:

• Copa de Casagrande, manual o eléctrica, con o sin contador de golpes: una copa de latón unida a una leva que la levanta y la deja caer sobre una base de hule duro (ebonita) en cada vuelta de la manivela.
• Ranurador estandarizado, que abre en la pasta una ranura en V de dimensiones fijas.
• Calibrador para ajustar la altura de caída de la copa y esfera de acero de 8 mm para verificar la base.
• Balanza de 200 g con resolución de 0.01 g, horno de secado capaz de mantener de 60 °C a 65 °C y de 105 °C a 110 °C, cápsula de porcelana de unos 120 mm, espátula flexible y recipientes que eviten la pérdida de humedad.

La verificación del aparato, según la NBR 6459:2025, revisa cuatro cosas. La altura de caída: con la copa en el punto más alto, el punto de contacto con la base debe quedar a 10 mm de ella, ajustado con el calibrador y revisado de nuevo después de apretar los tornillos. La masa del conjunto copa y guía de la leva: (200 ± 20) g. La base: la esfera de acero de 8 mm, soltada en caída libre desde 250 mm, debe rebotar entre 185 mm y 230 mm, lo que demuestra que la base no está ni demasiado blanda ni demasiado dura. Y el desgaste: pasador sin holgura, puntos de contacto sin desgaste y copa sin ranuras perceptibles al tacto. La norma no fija la periodicidad de esta verificación, que queda a cargo del sistema de calidad del laboratorio.

El esquema siguiente resume las cotas que importan en los dos ensayos: a la izquierda, la copa levantada a 10 mm de la base y, en vista superior, la ranura que se cierra en el fondo a lo largo de unos 13 mm; a la derecha, el cilindro del límite plástico, que se rompe con 3 mm de diámetro, junto al cilindro de referencia para comparar:

Paso a paso del límite líquido

El ensayo se hace de preferencia en un recinto climatizado, para reducir la evaporación, con la mitad de la muestra preparada según la NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras y contenido de humedad). En la muestra con secado previo, la secuencia de la NBR 6459:2025 es esta:

1. Preparar la pasta: en la cápsula de porcelana, agregar agua destilada poco a poco, amasando y revolviendo con la espátula, hasta una consistencia que requiera unos 35 golpes para cerrar la ranura. La homogeneización dura de 15 a 30 minutos, el tiempo mayor para los suelos más arcillosos.
2. Moldear en la copa: con la copa en la mano, extender parte de la pasta con unos 10 mm de espesor en la parte central, sin burbujas de aire, y regresar el excedente a la cápsula.
3. Abrir la ranura: todavía con la copa en la mano, dividir la pasta a la mitad con el ranurador, perpendicular a la superficie de la copa y normalmente en la dirección de la articulación. Si la ranura no abre de una vez, hacer pasadas sucesivas y cuidadosas.
4. Golpear: volver a colocar la copa en el aparato y girar la manivela a dos vueltas por segundo, contando los golpes hasta que los bordes inferiores de la ranura se unan a lo largo de unos 13 mm.
5. Obtener la humedad: retirar de inmediato el suelo junto a los bordes que se unieron y determinar la humedad según la NBR 6457:2024.
6. Limpiar y repetir: regresar el resto de la pasta a la cápsula, lavar y secar la copa y el ranurador, agregar agua, homogeneizar por lo menos 3 minutos y repetir el ciclo.
7. Completar los puntos: continuar hasta tener como mínimo cinco puntos, del más seco, cerca de 35 golpes, al más húmedo, cerca de 15 golpes.

Dos detalles de este procedimiento separan un ensayo bien hecho de un ensayo que solo parece correcto. El primero es el sentido: la humedad solo sube a lo largo del ensayo, de lo seco a lo húmedo, porque agregar agua es fácil y uniforme, mientras que secar la pasta con la espátula entre puntos deja la humedad irregular. El segundo es la copa en la mano al moldear y abrir la ranura: con la copa montada en el aparato, la presión del ranurador fuerza la leva y la articulación, y el aparato pierde la calibración que se acaba de verificar.

Cuando la muestra se ensaya sin secado previo, la NBR 6459:2025 parte de la humedad natural: si esta es menor que la del primer punto, el procedimiento es el mismo; si es suficiente para el primer punto, la muestra solo se homogeneiza y el ensayo continúa desde ahí. El informe siempre indica cuál de los dos procesos se usó.

Cómo se hace la gráfica del límite líquido

La gráfica del límite líquido, llamada curva de fluidez, tiene el número de golpes en las abscisas en escala logarítmica y el contenido de humedad en las ordenadas en escala aritmética, como indica la NBR 6459:2025. En esta escala, los cinco puntos quedan aproximadamente sobre una recta, que se ajusta a los puntos. El límite líquido es la humedad leída en la recta a 25 golpes, redondeada al entero más cercano.

La pendiente de esa recta, la variación de humedad por ciclo logarítmico de golpes, se llama en la literatura índice de flujo. Indica cuánto cambia la resistencia de la pasta con la humedad: una recta empinada indica un suelo cuya consistencia varía mucho con poca agua. La NBR 6459:2025 no pide el índice de flujo, pero es útil para revisar el ensayo: un punto muy fuera de la recta suele indicar un error de humedad o de conteo.

Un aviso para quien trabaja con documentos de carreteras: la DNER-ME 122/94 (norma vial brasileña) y el Manual de Pavimentação del DNIT dibujan la misma gráfica con los ejes intercambiados, con los golpes en escala logarítmica en las ordenadas y la humedad en las abscisas. El límite líquido resulta igual, porque la recta es la misma; lo que cambia es la apariencia de la gráfica. El error está en mezclar las dos en el mismo informe sin decir qué convención se siguió. La gráfica del ejemplo resuelto de este artículo, más adelante, sigue la convención de la NBR.

Cuando el resultado es NL

Según la NBR 6459:2025, cuando no es posible abrir la ranura, o cuando no se logra el cierre con más de 25 golpes, la muestra se registra como NL: no presenta límite líquido. La segunda condición es la de los suelos que, incluso en la pasta más seca que todavía se puede moldear, cierran la ranura con pocos golpes, porque la pasta se desliza en la copa en vez de fluir plásticamente: para ellos el punto de 25 golpes simplemente no existe. Es el caso típico de arenas finas y limos con poca arcilla, que suelen ser también no plásticos en el ensayo de LP.

Límite líquido por fórmula: método de un punto y cono de caída

La NBR 6459:2025 no tiene fórmula para el límite líquido: el resultado sale de la gráfica con por lo menos cinco puntos. La fórmula que aparece en búsquedas como "límite líquido fórmula" es la del método expedito, de un punto, de la norma vial brasileña DNER-ME 122/94, y también existe un método de un punto en la ASTM D4318. Fuera de la copa de Casagrande, el cono de caída es la principal alternativa internacional.

Método de un punto de la DNER-ME 122/94

El método expedito de la DNER-ME 122/94 parte de la idea de que las curvas de fluidez de suelos diferentes tienen pendientes parecidas. Así, con un único punto de humedad h obtenido con N golpes, entre 20 y 30, la humedad a 25 golpes se estima con:

LL = h × (N / 25)^0.156 = h × K_(N)

El factor K_(N) está tabulado en la propia norma, de 0.966 para 20 golpes a 1.029 para 30 golpes. La norma exige dos determinaciones distintas, entre 20 y 30 golpes y con humedad de hasta 150 %; si los dos valores de LL difieren más de 1 %, el ensayo se repite, y el LL es el promedio de los dos. La tabla muestra los factores:

Golpes N	K(N)	Golpes N	K(N)
20	0.966	26	1.006
21	0.973	27	1.012
22	0.980	28	1.018
23	0.987	29	1.023
24	0.994	30	1.029
25	1.000

El método es rápido y útil para el control de obra en el que el mismo material se ensaya muchas veces, pero no es la NBR 6459:2025. Un informe que declara seguir la norma de la ABNT y presenta el LL de un solo punto tiene la referencia equivocada. La ASTM D4318-26 también tiene un método de un punto, el método B; la norma dice que, si el solicitante no lo especifica, se usa el multipunto.

Cono de caída

El cono de caída (fall cone) determina el LL por la penetración de un cono metálico que se suelta sobre la pasta, en vez del conteo de golpes. En el método descrito por el U.S. Bureau of Reclamation (informe GR-84-11, 1984), el LL es la humedad en la que un cono de 80 g y 30° penetra 20 mm en la muestra en unos 5 segundos. La ISO 17892-12:2018 incluye el cono y la copa de Casagrande como métodos de LL.

La ventaja del cono es que depende menos del operador. El mismo informe del USBR enumera las debilidades de la copa de Casagrande que motivaron la alternativa: suelos de baja plasticidad que se deslizan en la copa en vez de fluir, suelos que se licúan con el impacto, sensibilidad a pequeñas diferencias de fabricación y al desgaste del aparato, y sensibilidad a la técnica de quien prepara la pasta y cuenta los golpes. En Brasil, sin embargo, la NBR 6459:2025 prevé solo la copa de Casagrande, y el cono queda para investigación o para ensayos según normas extranjeras. Los valores de LL de los dos métodos son cercanos, pero no idénticos, y no deben mezclarse en una misma serie sin decir qué método se usó.

Límite plástico: el ensayo del cilindro de 3 mm (NBR 7180:2025)

El límite plástico es el contenido de humedad en el que el suelo deja de ser moldeable y empieza a disgregarse. Se mide como la humedad en la que un cilindro de suelo, rolado a mano sobre una placa de vidrio, se fragmenta al alcanzar 3 mm de diámetro. Según la NBR 7180:2025 (la norma brasileña del ensayo de límite plástico), el LP es el promedio de por lo menos tres determinaciones aceptadas, expresado en porcentaje entero.

Cuál es el límite plástico del suelo

El LP es la menor humedad en la que el suelo todavía se deja moldear en un hilo delgado sin romperse. Por encima de él, el cilindro se alarga sin agrietarse; por debajo, se agrieta y se desmorona antes de adelgazar hasta 3 mm. El valor no es universal: depende del suelo, y por eso hay que ensayarlo. Las arenas puras no forman el cilindro con ninguna humedad y son no plásticas; las arcillas forman cilindros con facilidad y tienen un LP bien definido.

Equipo y paso a paso del límite plástico

El equipo de la NBR 7180:2025 es el mínimo de un laboratorio de mecánica de suelos: horno de secado, cápsula de porcelana, espátula, recipientes con tapa, balanza de 200 g con resolución de 0.01 g, una placa de vidrio de superficie esmerilada de unos 30 cm de lado y un cilindro de referencia de 3 mm de diámetro y unos 100 mm de longitud, para comparar. La norma no tiene figuras ni tablas, y el método es manual. Con la otra mitad de la muestra preparada según la NBR 6457:2024, la secuencia es esta:

1. Preparar la pasta: agregar agua destilada poco a poco, amasando y revolviendo, hasta una pasta homogénea de consistencia plástica, con homogeneización de 15 a 30 minutos.
2. Formar la bola: pesar unos 10 g de la pasta y formar una pequeña bola.
3. Rolar: rolar la bola sobre la placa de vidrio con la palma de la mano, con presión suficiente para darle forma de cilindro.
4. ¿Se rompió antes de 3 mm? La pasta está demasiado seca: regresarla a la cápsula, agregar agua, homogeneizar por lo menos 3 minutos y volver al paso 2.
5. ¿Llegó entero a 3 mm? La pasta está demasiado húmeda: amasar el material, lo que le hace perder humedad, y rolar de nuevo.
6. Se fragmentó con 3 mm y unos 100 mm de longitud, comparados con el cilindro de referencia: pasar los trozos de inmediato a un recipiente y determinar la humedad según la NBR 6457:2024.
7. Repetir hasta obtener por lo menos tres valores de humedad.

El juicio del momento en que el cilindro "se fragmenta" es del operador, y por eso la norma exige varias determinaciones y un criterio de aceptación. La placa esmerilada no es un detalle: la superficie áspera retira humedad y da fricción para que el cilindro ruede sin resbalar; en una placa lisa, el cilindro se desliza y adelgaza de forma irregular.

Criterio de ± 5 % del promedio

Según la NBR 7180:2025, los valores de humedad son satisfactorios cuando por lo menos tres de ellos quedan dentro de ± 5 % del promedio, y el LP es el promedio de esos valores, en porcentaje entero. La lectura literal del texto es de 5 % relativo al valor promedio, y no de 5 puntos porcentuales. La diferencia es grande: con un promedio de 24.9 %, el intervalo aceptado va de 24.9 × 0.95 = 23.66 % a 24.9 × 1.05 = 26.15 %, es decir, ± 1.25 puntos, y no de 19.9 % a 29.9 %. Un valor de 22.8 % quedaría fuera y exigiría una nueva determinación para completar tres valores aceptados.

Cuando el suelo es NP

Si no es posible obtener el cilindro de 3 mm, la muestra se registra como NP: no presenta límite plástico. La NBR 7180:2025 usa la misma sigla para el IP: cuando no se logra determinar el LL o el LP, el índice de plasticidad se anota como NP, no plástico. En la práctica, las dos lecturas coinciden: el suelo sin LP se trata como no plástico en cualquier clasificación. La norma no trata el caso poco común en que el LP resulta igual o mayor que el LL; lo usual es registrarlo también como no plástico, pero esa práctica no tiene base explícita en el texto.

Índice de plasticidad e índices derivados

El índice de plasticidad es la amplitud del intervalo de humedad en el que el suelo se comporta como plástico, y se calcula como la diferencia entre el límite líquido y el límite plástico. A partir de él y de los límites, la mecánica de suelos define otros índices: unos comparan la humedad natural con los límites y otro compara el IP con la cantidad de arcilla.

Cómo calcular el índice de plasticidad

Según la NBR 7180:2025 (la norma brasileña del límite plástico), IP = LL − LP, en porcentaje, con el LL determinado según la NBR 6459 (la norma brasileña del límite líquido). Con LL = 43 % y LP = 25 %, IP = 18 %. Si no se puede determinar el LL o el LP, el IP se reporta como NP (no plástico). El Manual de Pavimentação del DNIT (Departamento Nacional de Infraestructura de Transportes de Brasil, 2006, p. 35) explica por qué se usa tanto el IP: es máximo en las arcillas y mínimo en las arenas, así que da un criterio directo del carácter arcilloso del suelo. Cuanto mayor es el IP, más plástico es el suelo.

No existe una escala oficial única de IP. Los cortes que realmente deciden algo están en las clasificaciones y las especificaciones: un IP de 10 u 11 % separa grupos en el sistema HRB, el intervalo de IP entre 4 y 7 % es limítrofe en la carta de plasticidad y la base estabilizada granulométricamente de la DNIT 141/2022-ES (especificación brasileña de bases de pavimento) pide un IP máximo de 6 %. Las tablas de "ligeramente, medianamente y altamente plástico" que circulan en apuntes cambian de una fuente a otra y no sustituyen esos criterios.

Índice de consistencia e índice de liquidez

El índice de consistencia y el índice de liquidez ubican la humedad natural w del suelo con respecto a los límites:

• Índice de consistencia: IC = (LL − w) / IP. Vale 0 cuando la humedad natural es igual al LL y 1 cuando es igual al LP.
• Índice de liquidez: IL = (w − LP) / IP. Vale 0 en el LP y 1 en el LL.

Ambos son complementarios: IC + IL = 1, siempre. Un IC negativo, o un IL mayor que 1, indica que el suelo está en estado natural con una humedad superior al LL, situación típica de arcillas muy blandas, por lo general sensibles al remoldeo. Un IC mayor que 1 indica una humedad inferior al LP, típica de arcillas firmes y desecadas. Estos índices tienen sentido en arcillas saturadas. En suelos no saturados, como muchos suelos tropicales, la humedad natural no describe por sí sola la consistencia, porque la succión también rigidiza el suelo.

Actividad de las arcillas (Skempton)

La actividad, definida por A. W. Skempton en "The Colloidal 'Activity' of Clays" (3er Congreso Internacional de Mecánica de Suelos, Zúrich, 1953), es la relación entre el IP y el porcentaje, en masa, de partículas menores de 2 µm: A = IP / (% < 2 µm). Skempton observó que, dentro de un mismo estrato de arcilla, esta relación es aproximadamente constante, y por eso caracteriza la arcilla mejor que el IP solo. Clasificó las arcillas en tres grupos:

Clase	Actividad	Minerales de referencia (Skempton, 1953, Tabla 1)
Inactiva	A < 0.75	Cuarzo 0.0; calcita 0.18; mica moscovita 0.23; caolinita 0.33 a 0.46
Normal	0.75 a 1.25	Ilita 0.90
Activa	A > 1.25	Montmorilonita cálcica 1.5; montmorilonita sódica 7.2

La actividad ayuda a interpretar lo que la granulometría y los límites dicen en conjunto. Una arcilla con mucho material fino y un IP moderado tiene actividad baja, típica de la caolinita, un mineral común en los suelos tropicales de Brasil. Una arcilla con poco material fino y un IP alto tiene actividad alta, señal de montmorilonita, y con ella viene el potencial de expansión y contracción al variar la humedad. El porcentaje menor de 2 µm se obtiene del ensayo de sedimentación, explicado en el artículo de granulometría de suelos según la NBR 7181.

Ejemplo resuelto: del ensayo a la clasificación del suelo

El siguiente ejemplo recorre la caracterización completa de la fracción fina de un suelo, desde el límite líquido hasta la clasificación en los sistemas SUCS y HRB. Los datos son didácticos y todas las operaciones son cálculo de Biopdi, rehechas para este artículo. Además de los límites, se adoptan tres datos que provendrían de otros ensayos: humedad natural de 32 %, 52 % de material que pasa la malla n.º 200 (0.075 mm) y 30 % de partículas menores de 2 µm.

Paso 1: la humedad de cada punto del LL

Cada punto del ensayo genera una cápsula de humedad. En el tercer punto, por ejemplo, la cápsula vacía pesa M₃ = 14.85 g, con el suelo húmedo M₁ = 27.31 g y, después del horno, M₂ = 23.50 g. Según la NBR 6457:2024 (la norma brasileña de preparación de muestras y contenido de humedad), w = (M₁ − M₂) / (M₂ − M₃) × 100 = 3.81 / 8.65 × 100 = 44.05 %, que se reporta como 44.0 %. La masa de suelo húmedo es 27.31 − 14.85 = 12.46 g, por encima del mínimo de 8.0 g que la NBR 6457:2024 pide para el LL. Los cinco puntos quedaron así:

Punto	Golpes N	log N	w (%)
1	34	1.531	41.2
2	28	1.447	42.6
3	23	1.362	44.0
4	19	1.279	45.3
5	15	1.176	47.1

El conjunto cumple con la NBR 6459:2025 (la norma brasileña del límite líquido): cinco puntos, del más seco (34 golpes) al más húmedo (15 golpes), con la humedad siempre en aumento.

Paso 2: la recta y el límite líquido

Al ajustar una recta a los cinco pares (log N; w) por mínimos cuadrados, las medias son log N = 1.3591 y w = 44.04 %, y la pendiente resulta de −16.50 % por ciclo logarítmico. En 25 golpes, log 25 = 1.3979, y la humedad sobre la recta es w = 44.04 − 16.50 × (1.3979 − 1.3591) = 43.40 %. Redondeado al entero, como pide la NBR 6459:2025, LL = 43 %. Los puntos quedan a no más de 0.1 punto de la recta, señal de un ensayo consistente. La gráfica muestra los cinco puntos, la recta y la lectura en 25 golpes:

Como comprobación, el método de un punto de la DNER-ME 122/94 (método brasileño de límite líquido) aplicado a una determinación de 22 golpes con 44.3 % de humedad da LL = 44.3 × 0.980 = 43.4 %, el mismo valor de la recta. La coincidencia se da porque la pendiente de este suelo es cercana a la que supone el exponente 0.156. En un suelo con una curva de fluidez muy distinta, el método de un punto se aleja del multipunto.

Paso 3: el límite plástico

Tres cilindros (rollitos) se fragmentaron con 3 mm, con humedades de 24.1 %, 25.0 % y 25.6 %. El promedio es 74.7 / 3 = 24.9 %, y el intervalo de ± 5 % va de 23.66 % a 26.15 %. Los tres valores están dentro, así que el resultado se acepta según la NBR 7180:2025: LP = 25 %.

Paso 4: IP, IC, IL y actividad

• Índice de plasticidad: IP = 43 − 25 = 18 %.
• Índice de consistencia: IC = (43 − 32) / 18 = 0.61. La humedad natural está entre el LP y el LL, en estado plástico.
• Índice de liquidez: IL = (32 − 25) / 18 = 0.39. Comprobación: 0.61 + 0.39 = 1.00.
• Actividad: A = 18 / 30 = 0.60, arcilla inactiva según la clasificación de Skempton (A < 0.75), compatible con predominio de caolinita.

Paso 5: clasificación SUCS

Con 52 % que pasa la malla n.º 200, el suelo tiene 50 % o más de finos y se clasifica como de grano fino. La línea A de la carta de plasticidad, en LL = 43, está en IP = 0.73 × (43 − 20) = 16.8. El IP del suelo, 18, es mayor, así que el punto queda por encima de la línea A, en la zona de las arcillas; y el LL, 43, es menor que 50, así que la compresibilidad es baja. La clasificación es CL, arcilla inorgánica de plasticidad baja a media. La siguiente sección explica la carta y muestra el punto sobre ella.

Paso 6: clasificación HRB (TRB/AASHTO) e índice de grupo

Con 52 % que pasa la malla n.º 200, por encima de 35 %, el suelo pertenece a los materiales limo-arcillosos, grupos A-4 a A-7. Con LL de 41 o más e IP de 11 o más, es del grupo A-7. Para separar los subgrupos, se compara el IP con LL − 30 = 13: como el IP, 18, es mayor que 13, el subgrupo es A-7-6. El índice de grupo, según la fórmula del Manual de Pavimentação del DNIT (2006, p. 37), IG = 0.2a + 0.005ac + 0.01bd, usa:

• a = 52 − 35 = 17 (porcentaje que pasa la n.º 200 menos 35, entre 0 y 40);
• b = 52 − 15 = 37 (porcentaje que pasa la n.º 200 menos 15, entre 0 y 40);
• c = 43 − 40 = 3 (LL menos 40, entre 0 y 20);
• d = 18 − 10 = 8 (IP menos 10, entre 0 y 20).

IG = 0.2 × 17 + 0.005 × 17 × 3 + 0.01 × 37 × 8 = 3.40 + 0.26 + 2.96 = 6.6, que se reporta como entero: A-7-6 (7). El resultado del ejemplo, en una línea: LL = 43 %, LP = 25 %, IP = 18 %, CL en el SUCS y A-7-6 (7) en el HRB, indicando que la muestra se preparó con secado previo al aire.

Carta de plasticidad de Casagrande y clasificación de los suelos

La carta de plasticidad es una gráfica con el límite líquido en el eje de las abscisas y el índice de plasticidad en el de las ordenadas, ideada por Arthur Casagrande, en la que dos líneas dividen los suelos finos en grupos: la línea A, de ecuación IP = 0.73 (LL − 20), y la vertical LL = 50. Es la que convierte los dos números del ensayo en una clasificación del SUCS.

Línea A, LL = 50 y los grupos CL, CH, ML, MH, OL y OH

El Manual de Pavimentação del DNIT (2006, p. 60) describe la carta así: la línea A es una frontera empírica entre las arcillas inorgánicas (CL y CH), por lo general por encima de ella, y los limos inorgánicos y los suelos con materia orgánica coloidal (ML, MH, OL y OH), por lo general por debajo. La vertical LL = 50 separa los suelos de LL bajo (letra L) de los de LL alto (letra H). En la parte inferior de la carta, con LL menor de 50 e IP entre 4 y 7 aproximadamente, las propiedades de arcillas y limos se traslapan, y la línea A se convierte en una franja: los suelos que caen ahí se clasifican como limítrofes, con símbolo doble. La carta siguiente muestra las líneas, las zonas y el suelo del ejemplo:

La tabla resume la lectura de los grupos de suelos finos del SUCS:

Símbolo	Posición en la carta	Descripción
CL	Por encima de la línea A, LL ≤ 50	Arcillas inorgánicas de plasticidad baja y media
CH	Por encima de la línea A, LL > 50	Arcillas inorgánicas de alta plasticidad
ML y OL	Por debajo de la línea A, LL ≤ 50	Limos inorgánicos y arenas muy finas; limos y arcillas orgánicas de baja plasticidad
MH y OH	Por debajo de la línea A, LL > 50	Limos elásticos; arcillas orgánicas de plasticidad media a alta

La separación entre el suelo inorgánico (M) y el orgánico (O), que caen en la misma zona de la carta, no se obtiene solo de los límites: depende de identificar la materia orgánica. La carta también enseña una relación física que registra el Manual del DNIT: entre suelos de igual LL, los de mayor IP son más cohesivos y menos permeables, y la compresibilidad crece aproximadamente con el LL. La norma de referencia del SUCS es la ASTM D2487, hoy en la edición D2487-17(2025), vigente.

Clasificación HRB (TRB/AASHTO)

La clasificación carretera HRB, hoy llamada TRB, es la que adopta el Manual de Pavimentação del DNIT y agrupa los suelos de A-1 a A-7 según la granulometría, los límites y el índice de grupo. En los suelos con más de 35 % que pasa la malla n.º 200, los límites deciden el grupo, como muestra la tabla, elaborada con los cortes del Manual de Pavimentação del DNIT (2006, Tabla 4):

Grupo	LL (%)	IP (%)	IG máximo
A-4 (suelos limosos)	40 máx.	10 máx.	8
A-5 (suelos limosos)	41 mín.	10 máx.	12
A-6 (suelos arcillosos)	40 máx.	11 mín.	16
A-7 (suelos arcillosos)	41 mín.	11 mín.	20

El grupo A-7 se divide en A-7-5, cuando el IP es igual o menor que LL − 30, y A-7-6, cuando es mayor. El índice de grupo, de 0 a 20, combina la fracción fina, el LL y el IP en un número que ordena el comportamiento del suelo como subrasante: cuanto mayor, peor. El manual califica a los materiales limo-arcillosos, como grupo, de regulares a malos como subrasante. La clasificación depende del porcentaje que pasa la malla n.º 200, que se obtiene del análisis granulométrico: el procedimiento está en el artículo de granulometría de suelos.

Suelos tropicales y la metodología MCT

Los sistemas SUCS y HRB nacieron con suelos de clima templado. En suelos tropicales, sobre todo los lateríticos, los límites y la granulometría no siempre predicen el comportamiento: un suelo laterítico puede tener un LL y un IP que lo clasificarían como malo y, compactado, funcionar bien en una capa de pavimento. El Manual de Pavimentação del DNIT (2006, p. 56) cita la clasificación MCT, desarrollada por Nogami y Villibor, que refleja el comportamiento laterítico o saprolítico de los suelos. No sustituye a los límites en la caracterización, pero existe porque estos tienen ese límite de aplicación. El mismo cuidado vale para la preparación: en suelos tropicales, secar la muestra al aire puede cambiar los límites, y por eso ambas normas exigen informar si hubo secado previo.

Valores de referencia: cuándo el LL y el IP son altos

Los límites líquido y plástico de un suelo no tienen un valor típico que permita omitir el ensayo: dependen del contenido y del tipo de arcilla, y un mismo nombre de suelo puede tener límites muy distintos de un banco de material a otro. Las tablas de valores por tipo de suelo que circulan en apuntes no tienen una fuente original verificable y sirven, como mucho, para comprobar si un resultado es razonable. Lo que sí se puede usar con seguridad son los cortes que fijan las normas y las clasificaciones:

Corte	Qué decide	Fuente
LL = 50 %	Compresibilidad baja (L) o alta (H) en el SUCS	Carta de Casagrande (Manual DNIT, 2006)
LL 40/41 % e IP 10/11 %	Grupos A-4, A-5, A-6 y A-7 en el HRB	Manual DNIT, 2006, Tabla 4
IP entre 4 y 7 % por debajo de LL 50	Franja limítrofe arcilla/limo, símbolo doble	Manual DNIT, 2006, p. 60
LL ≤ 25 % e IP ≤ 6 %	Material de base estabilizada granulométricamente	DNIT 141/2022-ES
Actividad 0.75 y 1.25	Arcilla inactiva, normal o activa	Skempton (1953)

En la base estabilizada granulométricamente, la DNIT 141/2022-ES (especificación brasileña) admite un LL y un IP por encima de esos límites cuando el equivalente de arena es mayor de 30, como se detalla en el artículo del ensayo CBR. La lógica común a todos los cortes es la misma: cuanto más plástica es la fracción fina, más sensible al agua es el material y más se deforma, lo cual es aceptable en un terraplén e inaceptable en una base de pavimento.

Para qué sirven los límites de Atterberg en obra

Los límites de Atterberg sirven para clasificar el suelo, prever su comportamiento antes de ensayos más costosos y aceptar o rechazar materiales de obra. Son ensayos de banco, que se hacen sin máquina de carga, y por eso casi siempre abren la caracterización de un suelo. Los ensayos mecánicos vienen después y aprovechan lo que ya dijeron los límites.

Clasificación y selección de material

Junto con la granulometría, el LL y el IP dan la clasificación SUCS y HRB, que es la primera selección de bancos de material y de materiales de préstamo. Un suelo A-7-6 con IG (índice de grupo) alto, como el del ejemplo, difícilmente se usará en una capa de pavimento sin tratamiento, pero puede servir en el cuerpo de un terraplén. En las capas de pavimento, la especificación pide los límites directamente, como el LL ≤ 25 % y el IP ≤ 6 % de la base.

Compactación y CBR

Los límites también ayudan a prever el comportamiento en la compactación: los suelos más plásticos tienden a tener una humedad óptima más alta y curvas de compactación más abiertas, y son más sensibles a la rama húmeda. La compactación en sí se determina con la prueba Proctor, que se explica en el artículo sobre compactación de suelos y prueba Proctor. La probeta de ensayo compactada pasa después al CBR (Valor Relativo de Soporte, VRS), el ensayo que mide, en porcentaje, la resistencia del suelo compactado a la penetración de un pistón comparada con la de una piedra triturada patrón, después de cuatro días de inmersión. El procedimiento completo está en el artículo del ensayo CBR.

Compresibilidad y resistencia de arcillas

En arcillas de cimentación, el LL entra en correlaciones de compresibilidad que se usan en anteproyecto, como la de Terzaghi y Peck para el índice de compresión de arcillas normalmente consolidadas, que se discute en el artículo del ensayo de consolidación; la correlación no sustituye al ensayo edométrico. El índice de liquidez indica si la arcilla natural está cerca del estado líquido, lo que orienta el muestreo y los ensayos de resistencia. La resistencia al corte se mide en el ensayo triaxial y en el ensayo de corte directo, que reciben probetas de suelos ya caracterizados por los límites. En suelos con actividad alta, los límites advierten sobre la expansión, que debe medirse antes de que la obra se apoye sobre ellos.

Los equipos después de los límites

La copa de Casagrande, el ranurador, la placa de vidrio, el calibrador, la balanza y el horno de secado son instrumentos de banco que Biopdi no fabrica. Biopdi fabrica los equipos de los ensayos mecánicos que vienen después de la caracterización: la prensa CBR/Marshall, que hace la penetración del ensayo CBR en la probeta compactada, la prensa de consolidación, la prensa de corte directo y las prensas triaxiales. La línea completa está en equipos para mecánica de suelos.

Errores comunes en los límites de Atterberg

La mayor parte de las diferencias entre informes de límites viene de referencias desactualizadas y de detalles de ejecución, no del cálculo. Los errores siguientes son los que más aparecen en informes, apuntes y páginas técnicas:

• Citar la NBR 6459:2016 o la NBR 7180:2016 como vigentes. Estas dos normas brasileñas (límite líquido y límite plástico) se cancelaron y fueron sustituidas por las ediciones del 18/09/2025.
• Decir que el IP está en la NBR 6459. El LL está en la NBR 6459:2025; el LP y el cálculo del IP están en la NBR 7180:2025.
• Escribir que la ranura se cierra en "1 cm" o en "12 mm". La NBR 6459:2025 habla de unos 13 mm; el "1 cm" es de la DNER-ME 122/94 (método del antiguo organismo de carreteras de Brasil).
• Empezar la pasta para unos 15 golpes y secarla entre puntos. La NBR 6459:2025 empieza cerca de 35 golpes y va agregando agua, de seco a húmedo, hasta cerca de 15.
• Moldear la pasta y abrir la ranura con la copa montada en el aparato. Las dos operaciones se hacen con la copa en la mano del operador.
• Intercambiar los ejes de la gráfica sin decir la norma. La NBR pone los golpes en escala log en las abscisas; la DNER-ME 122/94, en las ordenadas.
• Presentar el LL de un punto como si fuera la NBR 6459. La fórmula con exponente 0.156 es del método expedito de la DNER-ME 122/94; la NBR exige la gráfica con al menos cinco puntos.
• Leer el ± 5 % del LP como 5 puntos porcentuales. Es el 5 % del promedio: con un promedio de 25 %, el intervalo es de unos ± 1.25 puntos.
• Exigir cinco repeticiones del LP "por norma". La NBR 7180:2025 pide al menos tres valores aceptados.
• Escribir "IP + IC = 1". La relación correcta es IC + IL = 1.
• Creer que el IP separa baja y alta plasticidad en el SUCS. Lo que separa L y H es el LL = 50; el IP ubica el suelo respecto a la línea A.
• Omitir el secado previo en el informe. Las dos normas piden indicar si la muestra se secó al aire, porque en suelos tropicales eso cambia el resultado.
• Usar una copa desgastada o una base que no pasó la verificación de la esfera. El LL depende de la energía del golpe; una base blanda o una copa rayada desplazan el resultado sin que el operador lo note.

Conclusión

Los límites de Atterberg resumen en dos números cómo reacciona al agua la fracción fina de un suelo. Según la NBR 6459:2025, el LL se obtiene de al menos cinco puntos en la copa de Casagrande, de seco a húmedo, leídos en 25 golpes sobre una recta semilogarítmica; según la NBR 7180:2025, el LP es el promedio de al menos tres humedades en las que el cilindro se rompe con 3 mm, dentro de ± 5 % del promedio; y el IP es la diferencia entre ambos. Con la granulometría, estos números clasifican el suelo en la carta de plasticidad y en el HRB y anticipan lo que medirán los ensayos mecánicos.

Los siguientes pasos de la caracterización tienen artículos propios: la preparación de muestras y el contenido de humedad, la granulometría, la compactación Proctor y el ensayo CBR. Para elegir los equipos de los ensayos mecánicos de suelos de su laboratorio, hable con uno de nuestros especialistas.