Clasificación de Suelos según el Sistema Unificado (USC)

 

La clasificación de suelos constituye uno de los pilares fundamentales en la ingeniería geotécnica, pues nos permite establecer un lenguaje común entre ingenieros, contratistas y diseñadores. Al igual que un médico necesita identificar correctamente un diagnóstico para determinar el tratamiento, el ingeniero civil requiere conocer las propiedades y el tipo de suelo sobre el cual se proyectará una cimentación, un terraplén o una vía. Dentro de los sistemas de clasificación más aceptados a nivel internacional se encuentra el Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (USC o USCS en inglés), desarrollado en la década de 1940 por Casagrande y posteriormente adaptado por la ASTM.

A diferencia de una caracterización detallada mediante ensayos de laboratorio avanzados, el USC busca ser un sistema práctico y operativo, basado principalmente en dos criterios:

1. Granulometría del suelo (distribución de tamaños de partículas).

2. Plasticidad de la fracción fina (caracterizada mediante los Límites de Atterberg).

Gracias a la combinación de estas dos variables, el USC logra agrupar a los suelos en categorías que describen no solo su textura, sino también su comportamiento esperado frente a problemas de construcción como compactación, permeabilidad, resistencia al corte y susceptibilidad a cambios volumétricos.

---

1. Criterios fundamentales del USC

El sistema se estructura en torno a la porción mayoritaria del suelo. Si más del 50 % de las partículas son mayores que el tamiz N.º 200 (0,075 mm), se clasifica como suelo grueso (arenas o gravas). Si, por el contrario, la mayoría pasa por dicho tamiz, se trata de un suelo fino (limos o arcillas).

• Suelos gruesos (arenas y gravas): su comportamiento depende en gran medida de su distribución granulométrica, es decir, si son bien graduados (GW, SW) o mal graduados (GP, SP). Además, se considera si contienen finos de tipo limoso (M) o arcilloso (C).

• Suelos finos (limos y arcillas): se clasifican a partir del índice de plasticidad (IP) y el límite líquido (LL), graficados en la Carta de Plasticidad de Casagrande. Esta carta permite diferenciar entre limos de baja compresibilidad (ML), limos orgánicos (OL), arcillas inorgánicas de baja o alta plasticidad (CL, CH) y arcillas orgánicas (OH).

• Suelos altamente orgánicos: como las turbas (Pt), se reconocen por su olor, color oscuro y baja resistencia mecánica.

---

2. Símbolos del USC

Cada suelo se representa mediante dos letras mayúsculas, que combinan el tipo principal de material con una característica secundaria. Por ejemplo:

• GW: grava bien graduada.

• SP: arena mal graduada.

• CL: arcilla de baja plasticidad.

• CH: arcilla de alta plasticidad.

• ML: limo de baja compresibilidad.

De esta manera, el sistema ofrece un código simple, pero cargado de información. Cuando se trata de suelos con características intermedias, se emplea una clasificación doble (ejemplo: GP-GM, una grava mal graduada con presencia de limos).

---

3. Ejemplo práctico de clasificación

Imaginemos que en una obra de cimentación superficial se obtiene una muestra de suelo que, al pasar por tamices, arroja el siguiente resultado:

• 65 % pasa por el tamiz N.º 4.

• 35 % pasa por el tamiz N.º 200.

• Los finos presentan un límite líquido (LL) de 45 y un índice de plasticidad (IP) de 20.

Primero, como más del 50 % pasa por el tamiz N.º 4, el suelo es arena. Luego, al observar que más del 12 % pasa por el tamiz N.º 200, concluimos que se trata de una arena con finos. Finalmente, como esos finos presentan IP > 7 y valores que caen en el rango de arcillas, se clasifica como SC (arena con finos arcillosos).

Este ejercicio muestra cómo, con pocos datos de laboratorio, es posible interpretar y comunicar información fundamental para el diseño.

---

4. Importancia del USC en ingeniería civil

El valor del USC trasciende lo académico, pues constituye una herramienta de diseño y comunicación. Algunos ejemplos ilustrativos son:

• En el diseño de carreteras, una subrasante con suelos clasificados como CH (arcillas de alta plasticidad) será inadecuada, debido a la alta expansividad y baja capacidad portante.

• Para presas de tierra, un material CL (arcilla de baja plasticidad) puede resultar adecuado como núcleo impermeable.

• En cimentaciones superficiales, gravas y arenas bien graduadas (GW, SW) ofrecen una mayor capacidad de carga y menor compresibilidad.

No obstante, es fundamental recordar que el USC no sustituye ensayos avanzados como pruebas triaxiales o edométricas. Su papel es brindar un primer diagnóstico confiable y servir como marco de comparación entre proyectos y regiones.

---

5. Errores comunes en la interpretación

En la práctica docente, he observado que los estudiantes suelen cometer ciertos errores al aplicar el USC:

1. Confundir el criterio del 50 % en el tamiz N.º 200. No basta con ver si el suelo tiene finos, sino determinar si predominan o no.

2. Usar mal la Carta de Plasticidad. Algunos ubican los puntos en ejes invertidos o confunden el IP con el LL.

3. Generalizar el comportamiento. No todas las arcillas de baja plasticidad son automáticamente aptas para terraplenes; factores como humedad natural y compactación influyen de manera decisiva.

4. Ignorar la materia orgánica. Suelos con apenas un 5 % de materia orgánica pueden alterar notablemente el comportamiento mecánico.

Estos matices son esenciales para no caer en simplificaciones excesivas.

---

6. Conclusión

El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos se mantiene vigente porque logra un balance entre simplicidad y utilidad ingenieril. Nos permite transformar resultados de ensayos básicos en información relevante para la construcción, sin caer en tecnicismos excesivos. Comprenderlo a fondo, practicar con ejemplos reales y reconocer sus limitaciones constituye una competencia indispensable para todo futuro ingeniero civil.

---

Ponte a prueba

1. Una muestra presenta 60 % retenido en el tamiz N.º 200, 40 % que pasa, LL = 28, IP = 9. Según el USC, el suelo se clasifica como:
   A) CL
   B) ML
   C) SC
   D) SW

2. En un laboratorio se obtiene un suelo con 70 % de partículas que pasan el tamiz N.º 4 y 20 % que pasan el N.º 200. Los finos tienen LL = 55, IP = 30. ¿Cómo se clasifica este suelo?
   A) SP-SC
   B) SC
   C) SM
   D) SC-SM

3. Un suelo se clasifica como CH. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
   A) Alta capacidad portante y baja compresibilidad.
   B) Alta plasticidad y gran susceptibilidad a la expansión.
   C) Baja permeabilidad y excelente como material de relleno estructural.
   D) Similar comportamiento a una grava bien graduada.

4. Un estudiante obtiene un suelo con LL = 35, IP = 5. Al graficar en la Carta de Plasticidad, el punto cae por debajo de la línea A. ¿Cómo se clasifica?
   A) CL
   B) ML
   C) CL-ML
   D) OL

5. Una subrasante de carretera está compuesta por un suelo con clasificación SM. ¿Cuál es el principal problema que se puede esperar?
   A) Alta expansión volumétrica.
   B) Baja resistencia al corte cuando está saturado.
   C) Elevada capacidad de drenaje.
   D) Gran consolidación primaria.

6. El Sistema Unificado de Clasificación de Suelos se basa principalmente en:
   A. Permeabilidad y resistencia al corte.
   B. Granulometría y plasticidad.
   C. Densidad y compresibilidad.
   D. Capacidad portante y compacidad relativa.

Referencias bibliográficas

• ASTM D2487-17. Standard Practice for Classification of Soils for Engineering Purposes (Unified Soil Classification System). ASTM International, 2017.

• Das, B. M. (2019). Principles of Geotechnical Engineering. 9th ed. Cengage Learning.

• Coduto, D. P. (2016). Fundamentals of Geotechnical Engineering. Wiley.

• Holtz, R. D., & Kovacs, W. D. (1981). An Introduction to Geotechnical Engineering. Prentice Hall.

• Terzaghi, K., Peck, R. B., & Mesri, G. (1996). Soil Mechanics in Engineering Practice. Wiley.