319-ESTABILIDAD-DE-TALUDES-EN-PRESAS-DE-TIERRA-Y-ENROCAMIENTO

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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD ZACATENCO 
INGENIERIA CIVIL. 
ESTABILIDAD DE TALUDES EN PRESAS DE TIERRA Y 
ENROCAMIENTO 
T E S I S 
PARA     OBTENER    ÉL  TITULO   DE: 
I N G E N I E R O C I V I L 
P       R      E      S     E     N     T     A      N: 
AUSSIN AHEDO DESENA 
ESTEBAN RUTILIO SÁNCHEZ JACINTO 
DIRECTOR: M. en C. LUCIO ROSALES RAMIREZ 
MÉXICO D. F. SEPTIEMBRE DE  2003
INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD ZACATENCO 
INGENIERIA CIVIL. 
ESTABILIDAD DE TALUDES EN PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO 
T E S I S 
PARA     OBTENER    ÉL    TITULO   DE: 
I N G E N I E R O C I V I L 
P       R      E      S     E     N     T     A      N. 
AUSSIN AHEDO DESENA 
ESTABAN RUTILIO SÁNCHEZ JACINTO 
DIRECTOR: M. en C. LUCIO ROSALES RAMIREZ 
Tesis producto del proyecto de investigación 
Determinación de la curva de filtración en bordos de tierra y enrocamiento: 
No CGPI­990216IPN 
MEXICO, D. F. SEPTIEMBRE DE 2003
AGRADECIMIENTOS 
Al Instituto Politécnico Nacional, y a la Escuela Superior de Ingeniería y 
Arquitectura Unidad (Zacatenco), por haberme dado la oportunidad de estudiar 
en sus aulas mi carrera profesional. 
A mis Hermanos, por su apoyo incondicional, y por estar siempre conmigo en los 
momentos mas difíciles, por su apoyo moral y económico, y por compartir 
conmigo todas mis ilusiones. 
A mis padres Sr. Alfredo Ahedo U., y Suspicia Desena G. Por apoyarme y darme 
la oportunidad de estudiar mi carrera, por sus consejos, por la vida y por todas 
las valores morales que me han enseñado. 
Aussin Ahedo Desena. 
Al Instituto Politécnico Nacional, por darme la oportunidad de ingresar en el y 
estudiar mi carrera profesional. 
A la Escuela Superior de Ingeniería y Arquitectura, Unidad (Zacatenco), en 
cuyas aulas me forme como Ingeniero Civil, y en donde conocí entrañables 
amigos que jamás olvidare. 
A mis padres Rutilio Sánchez Salinas y Felipa Jacinto Hernández , por haberme 
dado la oportunidad, de estudiar, por su apoyo moral, económico, por sus 
consejos, por su apoyo en los momentos mas difíciles, y por darme ánimos, en 
estos años que estuve lejos de ellos. 
A mis hermanos, Vianney, Misael, David, Leticia, por su comprensión, por su 
apoyo moral y económico, por los ratos de alegría y de tristeza que pasamos 
juntos, y por compartir conmigo esta ilusión de ser Ingeniero. 
Esteban R. Sánchez Jacinto 
A todos aquellos que creyeron en nosotros, a los compañeros de Escuela, y a 
todos los alumnos de la ESIA, esperando que este trabajo sea un estimulo, 
para que cuando terminen sus estudios, realicen algo similar para obtener su 
titulo. 
A los, M. En C. Lucio Rosales Ramírez, Ing. Ramón Esteban Cárdenas Zamora, 
Ing. Rubén Nieto Quiroz, por sus aportaciones técnicas, y sugerencias, para que 
esta tesis se llevara a cabo. 
Gracias
INDICE 
1.­CAPITULO I 
INTRODUCCIÓN 
1.1.­ ORIGEN Y EVOLUCIÓN 
1.2.­ BREVE RESEÑA HISTORICA DE LA INGENIERÍA HIDRÁULICA EN MÉXICO 
1.3.­ OBJETIVOS 
1.4.­ JUSTIFICACIÓN 
2.­CAPITULO II 
EL DESARROLLO DE LAS PRESAS EN MÉXICO 
2.1.­ LAS INSTITUCIONES PUBLICAS MÁS IMPORTANTES QUE SE ENCARGAN 
DE REALIZAR Y SUPERVISAR LA CONSTRUCCIÓN DE PRESAS EN EL PAIS 
2.2.1.­ La Comisión Nacional de Irrigación 
2.2.2.­ La Comisión Federal de Electricidad 
2.2.3.­ La Secretaria de Recursos Hidráulicos 
2.2.4.­ La Secretaria de Agricultura y Recursos Hidráulicos 
2.2.5.­ La Comisión Nacional del Agua 
3.­ CAPITULO III 
CLASIFICACION DE CORTINAS Y TIPOS DE SECCION EN PRESAS DE 
TIERRA Y ENRROCAMIENTO 
3.1.­ PRESAS DE RELLENO HIDRÁULICO 
3.2.­ PRESAS DE MATERIALES COMPACTADOS 
3.2.1.­ Presas homogéneas 
3.2.2.­ Presas homogéneas con filtros 
3.2.3.­ Presas de materiales graduados 
3.2.4.­ Presas de enrocamiento 
3.2.5.­ Presas con delantal o con pantalla 
3.3.­ DEFINICIÓN DE TÉRMINOS 
3.4.­ TIPOS DE SECCIÓN 
3.4.1.­ Sección homogénea 
3.4.2.­ Sección graduada 
3.4.3.­ Sección mixta 
4.­ CAPITULO IV 
ESTUDIOS BÁSICOS 
4.1.­ PRINCIPIOS DE DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE PRESAS DE TIERRA 
4.1.1.­ Datos para el proyecto 
4.1.2.­ Bases para el proyecto 
4.2.­ NORMAS GENERALES DE CONSTRUCCIÓN 
4.2.1.­ Limpia de la cimentación 
4.2.2.­ Desvió 
4.2.3.­ Colocación de los materiales en el terraplén
5.­ CAPITULO V 
NOCIONES PRELIMINARES PARA LA ESTABILIZACIÓN DE TALUDES 
5.1.­ CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES 
5.1.1.­ Granulometría 
5.1.2.­ Graduación 
5.1.3.­ Forma 
5.1.4.­ Plasticidad 
5.1.5.­ Estructura 
5.1.6.­ Limite de contracción (LC) 
5.1.7.­ Limite líquido (LL) 
5.1.8.­ Limite Plástico (LP) 
5.2.­ RELACIONES VOLUMÉTRICAS Y GRAVIMETRICAS 
5.3.­ SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACIÓN DE SUELOS (SUCS) 
5.4.­ PROPIEDADES GENERALES DE LAS FRACCIONES DE UN SUELO 
5.4.1.­ Gravas y arenas 
5.4.2.­ Limos y arcilla 
5.5.­ CLASIFICACIÓN DE GRAVAS Y ARENAS 
5.5.1.­ Gavas bien graduadas (Gb) 
5.5.2.­ Gavas mal graduadas (Gm) 
5.5.3.­ Arenas bien graduadas (Ab) 
5.5.4.­ Arenas mal graduadas (Am) 
5.5.5.­ Arenas limosas 
5.5.6.­ Arenas arcillosas 
5.6.­ CLASIFICACION DE MATERIALES FINOS 
5.6.1.­ Limos de baja compresibilidad 
5.6.2.­ Arcillas de baja compresibilidad 
5.6.3.­ Suelos orgánicos de baja compresibilidad 
5.6.4.­ Limos de alta compresibilidad 
5.6.5.­ Arcillas altamente compresibles 
5.6.6.­ Suelos orgánicos altamente compresibles 
5.7.­ PRUEBAS MANUALES PARA IDENTIFICAR SUELOS FINOS EN EL CAMPO 
5.7.1.­ Resistencia del suelo seco 
5.7.2.­ Tenacidad 
5.7.3.­ Limite plástico 
6.­ CAPITULO VI 
ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES 
6.1. – CAUSAS DE FALLA EN PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO 
6.2. – TUBIFICACION 
6.2.1. – Medidas para evitar la tubificación 
6.3. – FALLAS POR AGRIETAMIENTO 
6.3.1. – Medidas preventivas para evitar las fallas por agrietamiento 
6.4. – FALLAS POR LICUACIÓN 
6.4.1. – Recomendaciones para evitar la falla por flujo 
6.5. – DESLIZAMIENTO DE TALUDES 
6.5.1. – Resistencia al esfuerzo cortante
6.6. – TIPOS DE PRUEBAS 
6.6.1. – Compresión Triaxial 
6.6.2. – Prueba rápida 
6.6.3. – Prueba consolidada rápida 
6.6.4. – Prueba lenta 
6.7. – METODO SUECO (ANALISIS DE ESTABILIDAD DE TALUDES) 
6.7.1. – Suelos cohesivos 
6.7.2. – Suelos con fricción y cohesión 
6.7.3. – Observaciones del método sueco 
6.7.4. – Factor de seguridad 
6.8. – CONDICIONES DE TRABAJO DE UNA PRESA DE TIERRA 
6.8.1. – Condiciones Iniciales 
6.8.2. – Condiciones finales 
6.8.3. – Condición de vaciado rápido 
6.8.4. – Efecto de los sismos 
6.9. – RELLENOS COMPACTADOS 
6.9.1. –Diversos tipos de maquinas de compactación 
6.10. – CALCULO DE LA ESTABILIDAD DE UN TALUD EN UNA PRESA . 
DE TIERRA Y ENROCAMIENTO 
6.10.1.­ Calculo de la curva de filtración en una presa de dos materiales 
6.10.2.­ Método de Fandeev para el calculo de la estabilidad en presas 
de tierra y enrocamiento 
7.­CAPITULO VII. 
RECOMENDACIONES Y CONCLUSIONES. 
7.1.­RECOMENDACIONES GENERALES PARA LA ESTABILIZACIÓN 
DE LAS PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO 
7.2.­ CONCLUSIONES 
BIBLIOGRAFÍA
1.­CAPITULO I 
INTRODUCCIÒN 
1.1. ­ORIGEN Y EVOLUCIÒN. 
Desde el inicio de la historia, los ingenieros egipcios por medios de 
un dispositivo llamado nilómetro, observaban las elevaciones de los ríos. 
Si el nivel o lecturas representaban de alto peligro, enviaban equipos 
de remeros aguas abajo para avisar a los residentes que desocuparan las 
áreas que se encontraban a un nivel más bajo del nivel del río. 
Las presas de tierra y enrocamiento, es posible que sean una de las 
estructuras más antiguas construidas por el hombre. 
Se sabe que los chinos, antes de la era cristiana, ya tenían bordos de 
gran longitud y compactaban la tierra con varas de carrizo manejadas por 
verdaderos ejércitos humanos. 
Los hindúes desarrollaron este tipo de obra desde el año 500 a.c. y 
construyeron la presa Madduk­Masur, de 33 m de altura, hace 45 
décadas, se destruyo por carencia de vertedor. 
Las presas de tierra para el almacenamiento de agua parariego, 
como lo atestiguan la historia y los restos que sobreviven de las antiguas 
estructuras, se han usado desde los primeros días de la civilización. 
Algunas de las estructuras construidas en la antigüedad eran de enorme 
tamaño. En Ceilán, en el año 504 A.C. se terminó una presa de tierra de 
11 m de largo y de 70 pies de alto, contenía, aproximadamente, 17 
millones de yardas cúbicas de terraplén. En nuestros días, como en el 
pasado, la presa de tierra continúa siendo el tipo más común de presa 
pequeña, principalmente porque en su construcción se utilizan materiales 
en su estado natural con un mínimo de tratamiento. 
Hasta en los tiempos modernos todas las presas de tierra se 
proyectan por procedimientos empíricos, y la literatura de ingeniería está 
repleta de relatos de las fallas. Estas fallas obligaron a darse cuenta de que 
los métodos empíricos debían reemplazarse por procedimientos racionales 
de ingeniería, tanto en el proyecto como en la construcción. Uno de los 
primeros en sugerir que los taludes de las presas de tierra se eligieran en 
esta forma fue Bassell en 1907. Sin embargo, se hicieron pocos progresos 
en la elaboración de procedimientos de proyectos racionales hasta la 
década de 1930. El rápido avance de la ciencia de la mecánica de suelos, 
desde ese tiempo, había dado por resultado el desarrollo de procedimientos 
de proyectos muy mejorados para las presas de tierra.
Estos procedimientos constan de investigaciones previas de las 
cimentaciones y del estudio de los materiales de construcción; aplicación 
de los conocimientos y técnica de la ingeniería al proyecto; y métodos de 
construcción cuidadosamente proyectados y controlados. 
Como resultado, las presas de tierra se construían (1968) hasta 
alturas que sobrepasaban de los 500 pies (152.40 m) arriba de sus 
cimentaciones; y cientos de grandes presas de tierra compactada se 
construyeron en los pasados 20 años sin haberse registrado ninguna falla. 
Sin embargo, las fallas de presas pequeñas continúan siendo cosa común. 
Aunque es probable que algunas de estas fallas sean el resultado de un 
mal proyecto, muchas de ellas han sido causadas por falta de cuidado en 
la construcción. Los métodos correctos de construcción incluyen la 
preparación adecuada de la cimentación y la colocación de materiales en la 
presa con el grado necesario de compactación, siguiendo un 
procedimiento establecido de prueba y control. 
El proyecto de una presa de tierra debe apegarse a la realidad. Debe 
acusar las condiciones reales del emplazamiento en que se construye y los 
materiales de construcción de que se dispone, y no debe copiarse, 
simplemente, algún proyecto que haya tenido éxito usado en un lugar en 
condiciones diferentes. 
1.2. ­BREVE RESEÑA HISTORICA DE LA INGENIERÍA HIDRÁULICA EN 
MÉXICO. 
El Territorio Nacional tiene una extensión de 1´972,547 Km2. Y en 
estimaciones recientes se ha aceptado que la cantidad de agua llovida es 
del orden de 1520´,000 millones de metros cúbicos, de lo cual resulta que 
se tienen 770 mm. De lámina de precipitación media anual, concentrada 
en los meses de Junio a Septiembre. 
Esta precipitación dista mucho de distribuirse uniformemente, pues 
existen zonas en donde la lluvia apenas alcanza valores de 20 mm. 
anuales, y otras en donde se obtienen valores del orden de los 6,000 mm. 
Anuales. Por otra parte, cabe también anotar que nuestro país tiene 
desniveles de importancia, pues existen puntos con más de 6,000 m.s.n.m. 
y extensiones de consideración arriba de los 3,000 m.s.n.m. 
En estas condiciones es comprensible que en México tengan que 
vencerse grandes problemas para aprovechar el agua, cuya distribución 
horizontal y vertical no corresponde a la localización de los centros de 
aprovechamiento, y que, por otra parte, el carácter torrencial de los ríos 
haga onerosa la inversión para las obras necesarias, sean éstas de 
aprovechamiento o de defensa contra las inundaciones.
Por ser ilustrativo y para dar una idea de la variación del gasto en 
los ríos Mexicanos, damos a continuación los datos de gastos máximos y 
mínimos de algunos de ellos, en donde existen proyectos y obras de 
consideración. 
RIO MÁXIMO M 3 /seg. 
MÍNIMO 
M 3 /seg. 
Yaqui, Son. 5 265 0.85 6 200 
Fuerte, Sin 15 000 1.90 7 900 
Sinaloa, Sin. 7 000 0.00 
Santiago, Nay. 6 771 1.92 3 530 
Balsas, Mich. 25 000 90 278 
San Fernando, 
Tamps. 2 257 0 
Pánuco, Tamps. 6 692 54.6 122 
Papaloapan, Ver. 6 228 42.0 148 
Coatzacoalcos, 
Ver. 7 061 33.5 210 
Grijalva, Tab. 9 000 92.2 97.5 
Min 
Max 
Q 
Q R =
1.3. –OBJETIVOS. 
El objetivo primordial de esta tesis es el de analizar las condiciones 
de estabilidad de las presas de tierra y enrocamiento y definir los 
parámetros mecánicos de los materiales a utilizar en la construcción de 
estas obras y a partir de ello estimar su futuro comportamiento ante las 
condiciones de esfuerzos a las que serán expuestas durante su vida útil. 
En la construcción de Presas de Tierra y enrocamiento, se debe 
cumplir con los siguientes objetivos, en una forma concisa y clara, 
presentar la metodología que abarca, desde el estudio de los materiales de 
construcción hasta la etapa de construcción, de acuerdo con los nuevos 
avances de la mecánica de suelos y tomando en cuenta la técnica 
desarrollada en nuestro país en esta materia. 
En esta tesis se abordan los principios generales de diseño y 
construcción de cortinas de tierra y enrocamiento, escrito a un nivel que 
permita a los ingenieros, que no están suficientemente familiarizados 
profundicen en este estudio, especialmente a los ingenieros no 
especializados en el campo de la Mecánica de Suelos además pretenden 
ser una guía en el criterio general a seguir ante los problemas que se 
plantean tanto en el diseño como la construcción de presas de tierra y 
enrocamiento y tener un conocimiento preciso de los fundamentos de esta 
rama de la Ingeniería y de esta manera actuar con criterio del 
conocimiento desde los materiales a emplear hasta la maquinaria a utilizar 
así como formas de construcción, ya que el mayor número de cortinas que 
se han construido en nuestro país, indudablemente caen dentro de éste 
tipo que son en un 70 %.. 
Es de importancia esta tesis debido a que existen muy pocas 
publicaciones sobre este tema, esta tesis servirá a los alumnos de 
licenciatura, con datos precisos para las materias de obras hidráulicas.
1.4. –JUSTIFICACIÓN. 
Siendo México un país que cuenta con una gran cantidad de 
habitantes que requieren satisfacer sus necesidades básicas, como agua 
potable y drenaje requerido por la población o por sus industrias, el 
consumo de energía, riego de los cultivos, para la producción de alimentos, 
es necesario construir presas para aprovechar los recursos hidráulicos 
superficiales del país. 
Se construyen presas para crear un lago artificial o derivar el río a 
una cota prefijada, con objeto de almacenar o captar los escurrimientos y 
regar tierras o generar energía, o bien, dotar de agua potable a poblaciones 
o centros industriales. También sirven para regularizar el flujo de una 
corriente que provoca inundaciones en predios o poblados. Dichas 
estructuras no siempre responden a solo una de las finalidades antes 
mencionadas, más bien se proyectan para funciones múltiples 
coordinando los servicios de riego, electrificación y regularización de 
avenidas, con miras al desarrollo integral de una región. 
De lo anterior se infiere que la presa es el resultado de un estudio 
general, en el que intervienen las características del río, la geología de la 
región, la existencia de sitios apropiados para crear el embalse y cimentar 
la obra, de tierras de labor o necesidades de energía en la región, o bien de 
poblaciones que proteger o dotar de agua. En lo que se refiere a la presa 
propiamente dicha, los estudios generales comprenden la selección del tipo 
de estructura, la disposición preliminar de las partes integrantes (cortina, 
obra de toma, vertedor, desvío,casa de máquinas, etc.) 
La construcción de Presas de Tierra, cumple ampliamente con estos 
objetivos importantes y en una forma concisa y clara que presenta la 
técnica seguida, desde el estudio de los materiales de construcción hasta 
la etapa de construcción, de acuerdo con los nuevos avances de la 
mecánica de suelos y tomando en cuenta la técnica desarrollada en 
nuestro país en esta materia, basada en la experiencia obtenida a través 
de la C.N.A. y después por la S.A.R.H. en la construcción de más de 100 
presas de diversas alturas y capacidades
2. ­CAPITULO II 
EL DESARROLLO DE LAS PRESAS EN MÉXICO 
Como en otros trabajos de ingeniería, la selección del tipo de presa y 
sus obras auxiliares debe hacerse con base en un criterio 
predominantemente económico. Por supuesto, las alternativas que se 
estudien tienen que ser comparables en cuanto a lograr finalidades 
previstas. Esta condición no es obvia. En general, no se cuenta con la 
información adecuada para analizar correctamente los problemas 
asociados a la presa ni prever las consecuencias de su construcción. 
Por ejemplo, son escasos los datos sobre escurrimientos y avenidas 
de muchos ríos; ocasionalmente se ha proyectado con registros de un 
número limitado de estaciones pluviométricas o que operaron en un 
periodo muy corto; en otros casos hubo necesidad de cambiar totalmente 
el proyecto porque los datos de la exploración geológica estaban 
equivocados; errores de topografía han obligado a aumentar la altura de la 
cortina o sustancialmente el vertedor. Pero esta etapa se va superando, 
con el tiempo transcurrido desde que se impulsa en México el desarrollo de 
las obras hidráulicas, 40 años aproximadamente, se ha ido completando la 
información hidrológica, geológica y sísmica del país, y se ha adquirido la 
experiencia que los diversos aspectos del proyecto demandan para llevarlo 
acabo con grandes probabilidades de éxito. 
En apoyo de esta afirmación, se pueden citar las siguientes cifras 
estadísticas relativas a la construcción de presas en el país: 
Numero de presas mayores de 15 m, de altura 90 
Falla total 02 
Destrucción parcial sin involucrar otras propiedades o vidas 03 
Desperfectos que ameritaron reparación mayor 06 
Fallas de proyecto que limitaron en forma importante la utilidad de 
la obra 03 
Nos ha parecido pertinente hacer mención de algunos datos 
históricos que nos permitan recordar cómo han ido evolucionando estas 
estructuras de ingeniería que constituyen el apasionante tema de las 
presas.
Las presas más antiguas de que se tiene referencia en México y 
quizá en América, es la Xolotl, construida sobre el río Texcoco con fines de 
riego, probablemente por el año de 1100 de nuestra era. 
Esta presa, cuya cortina era seguramente de tierra, fue destruida 
por los enemigos de Xolotl con objeto de matarlo y dañarlo en sus 
propiedades. 
Durante la época colonial abunda la construcción de presas con 
cortinas tipo gravedad, de mampostería y muchas con machones o 
contrafuertes, con técnica constructiva de antecedentes romanos y 
seguramente intuitivos. 
En nuestro país, entre los siglos XVII y XIX, se construyeron 
numerosas presas, casi todas de mampostería, en el territorio de 
Aguascalientes y Querétaro, destinadas fundamentalmente a riego. Casi 
todas de trazo recto, con algunos contrafuertes y con sección de 
dimensiones que ahora pueden considerarse atrevidas, desde el juicio de 
su estabilidad. 
Entre las más importantes obras de almacenamiento que subsisten 
se pueden mencionar: la de Saucillo, de 11 m de altura, de 1730, San Blas 
de 1755, Natillas, de 12 m de 1760, Pabellón, de 1770­1 todas éstas en 
Aguascalientes. En Guanajuato, El Aguacate, de 12 m, de 1780 y la de 
Nadó con 26 de altura de 1800, en el Estado de México. 
Es hasta el siglo XX, el cual, cuando se inicia en México la 
construcción de presas con fines múltiples y se llega a tener una 
capacidad de almacenamiento del orden de los 100 000 millones de m3, 
con cortinas dentro de las más altas del mundo. 
En este siglo la actividad en la construcción de presas fue muy 
reducida. El gobierno no trabajaba con fuerzas propias en esta rama de la 
ingeniería, confiaba a compañías extranjeras, dentro de convenios y 
concesiones, los trabajos de ésas y otras obras. Así la Compañía de Luz y 
Fuerza construyó la presa Nécaxa, una de las más importantes de esa 
época, tiene 58 m de altura y la cortina está formada por enrocamiento 
que fue colocado con chiflones de agua para ayudar a su mejor acomodo, 
esta obra tiene unos diques que causaron problemas posteriores, siendo 
resueltos por la Comisión Federal de Electricidad. 
Más adelante digna mención, por su importancia en la época, está la 
presa La Boquilla terminada en 1916 en el río Conchos, Chihuahua. Su 
cortina es de tipo gravedad, de concreto y mampostería, de 70 m, y fue 
construida por la Compañía Eléctrica del Río Conchos.
La característica de mayor consideración de esta obra es su 
capacidad de almacenamiento, superior a los 3,000 millones de metros 
cúbicos, casi igual a las de Palmito, de 1946 y Oviachic de 1952. Cabe 
mencionar que en los años cuarenta se le dotó de una obra de toma más 
baja que la original para disponer del volumen de agua más profunda para 
el riego del sistema río Conchos; esa obra de toma fue una pequeña gran 
hazaña del trabajo hecho contra el agua almacenada en la presa. 
Otras obras más, incluyendo pequeñas presas derivadoras, fueron 
realizadas entonces por compañías particulares autorizadas por convenios, 
por contratos o concesiones del gobierno para riego de tierras como las de 
Lombardía y Nueva Italia en Michoacán. 
Se cuenta en la actualidad con más de 200 presas de 
almacenamiento y más de 1 000 presas derivadoras que, con sus obras 
accesorias, permiten el riego de 4.0 millones de Ha., la generación de 14 
000 millones de KWH. Con 3 millones de KW. Instalados, que representan 
el orden de 23% de potencialidad hidroeléctrica del país. 
Como se ha anotado, muchas de estas presas son de fines múltiples 
y se usan también para abastecimiento y control de avenidas, así como 
para recreación. La de Nezahualcóyotl, última entre las importantes que 
ha sido construida en el estado de Chiapas, sobre el río Grijalva, para fines 
múltiples, cuenta con 12960 millones de m3. De capacidad y 1 080 000 
KW. De capacidad instalada.
2.1. ­ LAS INSTITUCIONES PUBLICAS MÁS IMPORTANTES QUE SE 
ENCARGAN DE REALIZAR Y SUPERVISAR LAS CONSTRUCCIONES DE 
PRESAS EN EL PAIS. 
2.2.1. ­ La Comisión Nacional de Irrigación. 
Fue en 1926, cuando el presidente Plutarco Elías Calles, dándose 
cuenta que la gran obra de irrigación que requería el país sólo podría 
atacar el propio gobierno, propuso una ley sobre irrigación autorizando la 
creación de un órgano administrativo denominado Comisión Nacional de 
Irrigación. 
2.2.2. ­ La Comisión Federal de Electricidad. 
En 1937, el gobierno fundó la Comisión Federal de Electricidad que 
ininterrumpidamente ha continuado su labor hasta nuestros días en el 
sector y que ha construido más de treinta presas con capacidad total de 
cerca de 50,000 millones de metros cúbicos. 
Muchas de esas presas son de gran relevancia no sólo por su 
función para alimentar importantes plantas hidroeléctricas. Algunas de 
ellas, como: 
El Infiernillo, de 148 m de altura, terminada en 1963 en el río 
Balsas; Santa Rosa, arco de 114 m, terminada en 1964 en el río Santiago; 
Caracol de 126 m, terminada en 1985 en el río Balsas. Chicoasén de 261 
m (la quinta más alta del mundo) terminada en 180 en el río Grijalva; La 
Angostura, de 146 m terminada en 1974 en el río Grijalva. 
Entre las recientes, mencionaré más adelante las dos más 
modernas que destacan por sus características técnicas, Aguamilpa y 
Zimapan. 
2.2.3. ­ Secretaría de Recursos Hidráulicos. 
En 1947, la Comisión Nacional de Irrigación se transformó en la 
Secretaría de Recursos Hidráulicos, para cubrir casi todos los aspectos del 
agua adicionales a la irrigación,con excepción de la generación de energía 
eléctrica. Durante la vida de la Secretaría, que termino en 1976, se 
construyeron 104 presas en México con una capacidad total de 
almacenamiento de 109,000 millones de metros cúbicos; la Secretaría 
construyó 81 de ellas, principalmente para riego con una capacidad 
conjunta de 70,000 millones de metros cúbicos. Por su parte, la Comisión 
Federal de Electricidad construyó en ese lapso 23 presas con capacidad 
total de 38,200 millones de metros cúbicos.
Estas obras, con su gran importancia, reflejan la magnitud de un 
período acelerado de crecimiento industrial en el país. 
2.2.4. ­ Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos. 
En 1976 fue creada la Secretaría de Agricultura y Recursos 
Hidráulicos que esencialmente consistió en unir las anteriores Secretaría 
de Agricultura y Secretaría de Recursos hidráulicos. Terminó sus 
funciones en 1988. 
La organización administrativa del área que atendió la 
infraestructura hidráulica tuvo cambios en los nombres de las direcciones, 
departamentos, oficinas, etc.: pero las funciones de esta área se trataron 
de realizar sin merma del cumplimiento y objetivos en los referente a 
conservar la calidad técnica de las actividades de ingeniería y continuando 
en gran parte la planeación y construcción en procesos que tenía la 
Secretaría de Recursos Hidráulicos. 
Por lo que se refiere a las presas, motivo de esta plática no hubo una 
disminución en la intensidad de actividades tanto en el diseño como en su 
construcción. En ese período se terminaron 130 presas de más de 15 m 
de altura. 
Mencionaremos algunas de las más importantes; Chilatán, de 104 
m, en el río Tepalcatepec, Michoacán en 1986; Cajón de Peña, en el río 
Tomatlán, Jalisco, de 70 m de altura, terminada en 1976; Cerro Prieto en 
el río Pablillo, Nuevo León, de 50 m de altura, terminada en 1983; 
Bacurato, de 114 m de altura, terminada en el río Sinaloa, Sinaloa, en 
1982; Comedero, Sinaloa de 136 m de altura, terminada en 1983. 
2.2.5. ­ Comisión Nacional del Agua. 
En 1989 el Gobierno Federal constituyó la Comisión Nacional del 
Agua, dependiente de la Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos 
como un órgano desconcentrado de la misma. En 1994 la Comisión pasó 
a formar parte, también como un órgano desconcentrado, de la nueva 
Secretaría del Medio Ambiente, Recursos Naturales y Pesca. 
En lo que se refiere a las presas, ha continuado con la tradición que 
dejaron sus antecesoras en materia hidroagrícola y de suministro de agua 
para usos municipales y domésticos. 
Por las diversas circunstancias que han influido en la situación 
económica del país, las actividades en la materia que nos ocupa han 
disminuido; sin embargo, desde su creación a la fecha, puede hablarse de 
que la Comisión ha construido más de 25 grandes presas.
Dignas de mención especial son: la terminación de la presa Cerro de 
Oro en el río Santo Domingo, Oaxaca de 70 m de altura terminada en 1989 
y la de Trigomil de concreto rodillado en el río Ayuquila, terminada en 
1992; la del Cichillo, en el río San Juan, de 44 m de altura, terminada en 
1994; la de Huites, de la cual hablaremos con algo más de detalle, 
terminada en 1995.
3.­CAPITULO III 
CLASIFICACION DE CORTINAS EN PRESAS DE TIERRA Y 
ENROCAMIENTO, DE MATERIALES COMPACTADOS. 
Atendiendo al procedimiento de construcción, son dos los tipos de 
cortina: la de relleno hidráulico y la de materiales compactados. 
3.1. ­ PRESAS DE RELLENO HIDRÁULICO. 
Como antes se menciono sobre este tipo de presas solo hablaremos 
de forma rápida para que se tenga conocimiento de las diferencias entre 
estos tipos de presas. 
Su característica fundamental es que los materiales integrantes de la 
sección, incluyendo los finos del corazón y los granulares relativamente 
gruesos de los respaldos permeables, son atacados en la cantera, 
conducidos a la cortina y colocados en ella por medios hidráulicos. Con la 
creación de un estanque al centro del terraplén y canales de distribución 
que parten del talùd exterior; se logra una disposición adecuada del 
material explotado en cantera. Manteniendo un control estricto de las 
pendientes en los canales de distribución, los fragmentos más gruesos se 
depositan en la vecindad de los taludes exteriores, la fracción arcillosa o 
limosa se sedimenta en las partes centrales, y entre esta y la masa 
granular queda una zona de tracción. Teóricamente la solución es 
atractiva. En la práctica, son varios los factores que influyen en la 
construcción de la estructura, algunos de ellos de difícil vigilancia. A 
principios de siglo, ingenieros ingleses introdujeron en México este tipo de 
presas (Laguna, Los Reyes Nexapa, Tenango y Necaxa del sistema Nècaxa, 
CLE). 
Cantera. Debe presentarse a un ataque hidráulico con “chiflones” o 
“monitores”, tener composición granulometría aceptable y homogénea. 
Estos dos últimos requisitos son indispensables. El primero pude 
sustituirse por una explosión a base de explosivos, realizada en forma 
racional para obtener el producto buscado. Pero no todas las canteras 
pueden servir a este propósito, y antes de tomar una decisión es necesario 
hacer pruebas en el campo, suficientemente amplias para que resulte 
respectivamente de una explotación en gran escala y permitan determinar 
variaciones en la composición del material. 
Transporte. Para que la condición de los materiales pueda realizarse 
económicamente por medio de una corriente de agua, se requiere disponer 
de un desnivel entre la cantera y la cortina, adecuado para mantener 
velocidad alta. Esta limita el tamaño máximo de los fragmentos que se 
incorporan a la presa.
Como no siempre existe ducha condición, puede ser costeable 
explotar dicha cantera con explosivos, cargar el producto en camiones, 
transportarlo a la cortina y formar en ellos montones que se atacan con 
chiflones para repartir el material por sedimentos, desde los taludes 
exteriores hacia el centro de la sección. Este procedimiento, conocido con 
el nombre de semihidráulicos, es más caro, pero tiene ventajas 
importantes sobre al anterior; al permitir clasificar los materiales en el 
camión y distribuirlos mejor en el sitio. 
Terraplén. Puesto que la colocación de los materiales en la cortina se 
realiza por sedimentación debe ser estricto el control de la velocidad del 
agua en las diferentes partes de la cortina; de otro modo, puede 
presentarse el caso de que se deposite al centro una capa de arena, o bien, 
se formen lentes de materiales. Las fronteras de los que deben considerar 
es el núcleo impermeable y las secciones permeables son; en general, 
variables. Las oscilaciones son causadas por cambios en la composición de 
la cantera y fallas de vigilancia en las pendientes de los canales de 
distribución y del terreno sobre el que escurre la suspensión del material. 
Sección de la cortina. El corte que se muestra en la figura es típico 
de este tipo de estructura. N o sería posible destacar en forma precisa las 
fronteras de los diversos materiales componentes, pues debido al 
procedimiento de colocación, de los tamaños grandes se pasa 
gradualmente al suelo fino que ocupa la zona central. 
Para hacer verificaciones de estabilidad, es indispensable determinar 
el límite entre los materiales granulares y los cohesivos, indicando en la 
figura con líneas irregulares. La ubicación de estas fronteras se obtiene a 
partir de la composición granulométrica media del material que se va a 
usar en la construcción, estableciendo la proposición en que se encuentra 
los dos tipos de suelos. 
De acuerdo con la clasificación del MIT, sí la granulometría es la 
que corresponde con las derivaciones señaladas por las curvas adyacentes, 
se concluyen que el corazón tendría taludes de 0.5:1, en promedio, con 
valores extremos probables de 0.60:1 y 0.35:1. La separación de los 
materiales friccionantes y cohesivos corresponden al tamaño de 0.06mm, 
o sea a la división entre los limos y arenas finas. Lostaludes exteriores del 
ejemplo son conocidos de antemano, así como la relación de vacíos de las 
diferentes fracciones separadas por sedimentación.
Las consecuencias de una variación importante en la cantera, o bien 
de un control deficiente de la distribución de los materiales en la cortina, 
se exhiben a continuación. 
o l e a j e 
P r o t e c c i o n    c o n t r a 
N.A.M.E 
Fig.1. ­ Defectos de una presa de relleno hidráulico 
Nota. La disponibilidad de materiales, equipo y personal 
experimentado, puede hacer que este procedimiento de construcción 
resulte atractivo por razones de costo. Sin embargo, son varias las 
desventajas que ameriten análisis. 
Lo más importante es que todos los materiales son colocados en 
estado suelto. Por tanto, puede decirse que la resistencia al corte es menor 
y tanto la compresibilidad como la susceptibilidad a licuación, mayores 
que en cortinas de materiales compactados. En general, el volumen de 
una presa construida por este método es superior que otra de la misma 
altura realizada compactando los materiales. Las fallas de las presas de 
relleno hidráulico, Fort Peck en EUA y Necaxa en México, han 
desprestigiado este tipo de construcción. 
El abatimiento de los costos de colocación de capas y de desarrollo 
de equipos de compactación cada vez más eficientes han contribuido a que 
la alteración de presas de relleno hidráulico haya quedado al olvido, en las 
dos últimas década; Sin embargo, existe la tendencia a revivir e método 
aplicando nuevas técnicas de colocación y compactación de los materiales 
bajo aguas para formar zonas que resulten impermeables (presa Aswan, 
Egipto) .
3.2. ­ PRESAS DE MATERIALES COMPACTADOS. 
La compactación de la tierra fue aplicada en Europa a principios del 
siglo XIX. En Inglaterra, hacia 1820, se usaron rebaños de ovejas; 
posteriormente, rodillos pesados de concreto o fierro. Dicha practica fue 
llevada a California, EUA, por ingenieros europeos y aplicada en 1860. En 
ese mismo Estado se desarrolló el rodillo pata de cabra (1950, con clavos 
de durmientes de unos 15 cm de longitud. Los resultados fueron 
satisfactorios y en 1970 se compactó la presa Drum, con este tipo de 
rodillo. 
En esa época no se conocía la influencia del contenido de aguas del 
suelo en la compactación. Varias presas construidas en Estado Unidos 
colocando la tierra sin controlar la humedad fallaron al entrar en 
operación; en la actualidad se supone que la estructura tenía capas 
compactadas en estados seco y otras húmedas construidas durante el 
periodo de lluvias. En EUA nacieron varias tendencias respecto, una 
proporcionado la colocación de la tierra con tal contenido de agua que era 
realmente lodo, y otra, aceptando el suelo en su condición natural, que en 
las zonas áridas esta muy próximo al estado seco. Por su interés histórico, 
son dignas de atención las notas de Sherard (1952) en su tesis doctoral 
sobre el comportamiento de presas de tierra. Hasta que Proctor público 
en 1933 los resultados de sus estudios sobre compactación, los ingenieros 
comprendieron la importancia de ciertos parámetros como la humedad 
óptima y la energía de compactación en las propiedades mecánicas de los 
suelos. Los nuevos conceptos tuvieron de los suelos. Los nuevos 
conceptos tuvieron una difusión rápida. En México desde la creación de 
Ingeniería Experimental, Comisión Nacional de Irrigación (1936), se 
impone el requisito de la compactación para construir la terracería de 
obras hidráulicas. 
Pronto se comprendió que no había razón para colocar los filtros y 
las transiciones sin compactar, y se desarrollaron rodillos vibraciones 
adecuados para este trabajo. Pocas son las estructuras de México que se 
han construido con especificaciones definidas al respecto. Hasta hace una 
década era usual exigir la colocación en capas de 20 a 30cm, transmitidas 
con las bandas de un tractor D­8 o equivalente. En las presas Adolfo Ruiz 
Cortinas (Mocúzari). Son., Miguel Hidalgo, Sin., y Benito Juárez (El 
Marqués), Oaxaca, se extiende la norma anterior a las zonas permeables 
formadas con gravas y arenas. Finalmente (1960), para las presas El 
Infiernillo, Michoacán y Netzahualcoyotl (Malpaso), Chiapas., se 
especifica la compactación de los enrocamientos, aun cuando contengan 
fragmentos hasta de 50 a 60 cm de diámetro.
La mayoría de las estructuras, tienen enrocamientos colocados a 
volteo, en capas de espesor variable entre 2.5 y 5.0m, extendidas con 
tractores. Las especificaciones de presas en construcción desde 1970, 
disponen que las zonas de grava y arena o enrocamiento con partículas de 
tamaño menor de 30 cm., se coloquen en capas de 50 cm. De espesor y 
compacten con rodillo liso vibratorio de 10 ton. 
Esto da una idea de la evolución observada de las presas de 
materiales compactados. Dicho está ligado estrechamente a los estudios de 
laboratorio sobre las propiedades de suelos sometidos a compactación y, 
desde hace menos de una década, a las investigaciones del mismo tipo 
aplicadas a los suelos granulares gruesos. Paralelamente se construyen 
equipos adecuados, tales como rodillos pata­de –cabra, lisos, con 
vibradores y sin ellos; de llanta de hule, algunos que pesan 10ton. Pisones 
neumáticos, tractores con banda metálica o llanta neumática, etc. Estos, 
conjuntamente con la fabricación de camiones de veloces de gran tamaño 
(  3 17m  de capacidad), palas mecánicas y cargadores eficientes, y el 
desarrollo de métodos más racionales para la exploración de roca, han 
permitido reducir los costos al mismo tiempo construir las presas en 
lapsos más cortos. 
Las características de la seccionen una presa de materiales 
compactados dependen de la disponibilidad de suelos y rocas, de las 
propiedades mecánicas, de la topografía del lugar y de las condiciones 
geológicas. A continuación se describen secciones típicas y se indican las 
razones principales que influyen en su elección. 
3.2.1. ­ Presas Homogéneas. 
Construidas casi exclusivamente con tierra compactada, tiene por lo 
menos una protección contra el oleaje en el talud de aguas arriba. Fue el 
tipo usual de estructura en el siglo pasado. Por condiciones propias de la 
cimentación y de los materiales disponibles se construyen cortinas 
importantes de este tipo en la actualidad, con algunas modificaciones que 
se indican a continuación.
N.A.M.E 
L i n e a   d e   s a t u r a c i ó n 
P e d r a p l e n 
Fig. 2. ­ Presa homogénea. 
3.2.2. ­ Presas homogéneas con filtros. 
Con objeto de que el flujo de agua a través de la masa de tierra no 
intercepte el talud de aguas abajo, con los inconvenientes que se 
analizaran más adelante; la versión moderna de la presa homogénea es la 
que se muestra a continuación. Tiene en la base del terraplén un filtro 
formado con arena bien graduada; el espesor y longitud de este elemento 
son susceptibles de diseño mediante estudios de flujo en la masa de tierra. 
N.A.M.E 
L i n e a   d e  S a t u r a c i ó n 
F i l t r o 
Fig. 3. ­ Presa homogénea con filtro horizontal. 
Cuando los materiales que se usan en la cortina son sensibles al 
agrietamiento y la presa se cimienta sobre suelos compresibles o existen 
otras razones para prever la formación de grietas en el terraplén, se han 
incluido en el un dren vertical o chimenea, que se conecta en un filtro 
horizontal, o bien a un sistema de drenes alojados en la cimentación. Se 
interceptan así las grietas transversales a la cortina, y en el agua que 
pueda circular por ellas se conducen por los drenes aguas abajo, sin correr 
el riesgo de una peligrosa tubificación en la masa de tierra.
N.A.M.E 
P e d r a p l e n 
F i l t r o 
L i n e a   d e   s a t u r a c i ó n 
C h i m e n e a 
Fig. 4. – Presa homogénea con filtro vertical y horizontal. 
Una condición de trabajo importarte en las presas homogéneas es el 
“vaciado rápido”. La acción tiene lugar en el talud de aguas arriba; al 
tratar el problema se estudiarán métodos para determinar su efecto en la 
estabilidad.En época reciente se ha recurrido a la colocación de filtros en 
el interior de la masa próxima al parámetro mojado, para reducir las 
fuerzas de filtración en dicho talud. 
P r e s a    h o m o g é n e a    c o n    f i l t r o s    a g u a s    a r r i b a   y    a g u a s    a b a j o 
P r o t e c c i o n    c o n t r a 
o l e a j e 
N.A.M.E 
Fig. 5. ­ Presa homogénea con filtro aguas arriba y aguas abajo 
3.2.3. ­ Presas de materiales graduados. 
Se ha dado este nombre a las presas en que los materiales se 
distribuyen en forma gradual, de los suelos finos en el corazón, pasando 
por los filtros y transiciones en el enrocamiento, en los que también se 
trate de colocar el material respetando la misma idea. Esto no siempre 
puede lograrse, pues depende de que se tenga en el sitio la serie de 
materiales antes descritos. Este tipo ha sido el preferido por los ingenieros 
mexicanos, y en general la sección es simétrica. 
N.A.M.E 
E n r o c a m i e n t o 
F i l t r o 
T r a n s i c i o n C o r a z o n 
Fig. 6. ­ Presa de materiales graduados
3.2.4. ­ Presa de enrocamiento. 
Las masas de roca en estas presas son voluminosas comparadas con 
el corazón impermeable. Este puede ocupar la parte central, o bien ser 
inclinado hacia aguas abajo. Se prefiere dicha forma por su facilidad de 
construcción, pues disminuye las interferencias del tránsito de quipo 
dentro de la cortina, y en algunos casos el programa receptivo se adapta 
mejor a las condiciones climáticas del lugar. Debe tenerse presente que la 
roca puede colocarse en época de lluvia o nieve, mientras que ese trabajo 
es prácticamente imposible en el corazón, a menos que el proyecto de la 
cortina tolere fuerte discrepancias en la humedad del suelo o se adopten 
precauciones especiales. 
p r e s a    d e   e n r o c a m i e n t o  , c o r a z o n   v e r t i c a l 
N.A.M.E 
Fig. 7. ­ Presa de enrocamiento, corazón vertical 
N.A.M.E 
Fig. 8.­ Presa de enrocamiento, corazón inclinado 
Un caso límite de este tipo es la presa de enrocamiento con pantalla 
impermeable, sea de concreto o de asfalto, en el parámetro mojado.
N.A.M.E 
L o s a 
Fig. 9. ­ Presa de enrocamiento con losa de concreto o asfalto (cimentación rígida) 
También se han construido estructuras con un muro de concreto o 
de mampostería, lleno o celular, al centro. 
N.A.M.E 
M u r o    c e l u l a r 
Fig. 10. ­ Presa de enrocamiento con muro celular (cimentación rígida) 
Un problema típico de las primeras es la junta de la pantalla con la 
cimentación y empotramientos. Los asentamientos diferenciales son causa 
de roturas en la unión y por tanto de filtraciones. Este problema es de tal 
importancia que, en México, a menos que sea factible vaciar la presa para 
realizar reparaciones después de los primeros años de funcionamiento, no 
es un diseño aceptable. Por razones semejantes, los muros interiores 
sufren fracturamiento y siempre causan filtraciones. 
La compactación de los enrocamientos puede ocasionar que, en un 
futuro no lejano, dichos problemas se reduzcan a su mínima expresión y 
resulte una solución conveniente. 
La presa de enrocamiento con corazón de tierra compactada, central 
o inclinada, son las más altas ejecutadas por el hombre. En la URSS, la 
presa Nurek, actualmente en construcción, tendrá 300m de altura; la de 
Oroville, en EUA, y Mica en Canadá son de más de 200m sobre el lecho del 
río.
En México las presas de, El Infiernillo, La Angostura y 
Netzahualcoyotl alcanzan cerca de 150m. La PRESA Furnas, Brasil, de 
corazón inclinado, es de 130m aproximadamente. 
3.2.5. ­ Presas con Delantal o con Pantalla. 
Es frecuente encontrar depósitos de aluvión permeables en él cause 
del río. Cuando su espesor es menor de 20m, se prefiere llevar el corazón 
impermeable hasta la roca mediante una trinchera, como es el caso de la 
presa Álvaro Obregón, Sonora y El Infiernillo sobre el río Balsas. Pero si 
tales depósitos son gruesos o muy permeables, como ocurre en la presa 
Abelardo L. Rodríguez, Son. , Y José M. Morales (La Villa), Michoacán, 
ambos del orden de 80m de espesor y coeficiente de permeabilidad de 10¹ 
y 1 cm/ seg. En promedio, respectivamente, no sería económico excavar 
trincheras. 
N.A.M.E 
T r i n c h e r a 
Fig. 11. ­ Presa de tierra y enrocamiento con trinchera(Hc ≤ 20 m.) 
Entonces, hay dos tipos de solución: 
a) El delantal de arcilla compactada, prolongación horizontal del corazón 
hacia aguas arriba. 
b) La pantalla impermeable formada a base de inyecciones (Serre Poncon, 
Francia), o bien con pilotes o muros de concreto simple colados in situ 
(La Villata), o por último, sustituyendo l agrava y arena del río por lodo 
en una trinchera de 3m de ancho excavada a través del cauce (Las 
Tórtolas, Durango).
Fig. 12. ­ Presa con delantal impermeable (Hc > 20m) 
Los métodos de construcción en los tres casos son muy 
especializados. La presa de Aswan, en Egipto, combina el delantal de tierra 
compactada con pantallas de inyecciones. 
Comentarios. La adopción de los tipos de presas de tierra y roca 
descritos responde, mas que a una idea preconcebida, a la conveniencia de 
construir una estructura económica y segura con los materiales que 
existen en la vecindad de la boquilla, teniendo en cuanta las condiciones 
geológicas y de cimentación que en ella prevalecen. Por tanto, no es posible 
anticipar soluciones sin conocer las características de la roca en los 
empotramientos y el fondo del rió, las propiedades mecánicas de los 
materiales que se van a usar y los volúmenes explotados, así como las 
condiciones topográficas, hidrológicas y sísmicas del lugar. En suma, 
dicha solución es consecuencia de los estudios de mecánica de suelos y de 
rocas aplicados con criterio económico en la obtención de la estructura 
que mejor satisface las finalidades del proyecto y cumple con requisitos 
mínimos de seguridad sancionados por la experiencia adquirida 
previamente en este tipo de obras.
Fig. 13. ­ Pantalla de Inyecciones 
Fig. 14. ­ Pantalla de Pilotes o Muros, de concreto simple 
Fig. 15. ­ Trinchera rellena con lodo
3.3. ­ DEFINICIÓN DE TÉRMINOS. 
La mayoría de los términos que se utilizarán, frecuentemente 
aparecen ilustrados en la figura y se describen a continuación. 
Cortina o presa. Ambos términos se emplearán como sinónimos, para 
designar la estructura que tiene por objeto crear un almacenamiento de 
agua o derivar el río. En algunos casos, a fin de evitar excesivas 
repeticiones, se usará la palabra terraplén. 
Boquilla o sitio. Lugar escogido para construir la cortina. 
Sección de la cortina. En general, es cualquier corte transversal de la presa; 
pero a menos que se especifique la estación o escurrimiento de dicho corte, 
es la sección de máxima altura de la cortina. 
Altura de la cortina. Se define como la distancia vertical máxima entre la 
corona y la cimentación, la cual no necesariamente coincide con la medida 
desde el cauce del río, por la presencia de depósitos aluviales. 
Corona o cresta. Es la superficie superior de la cortina que, en ciertos 
casos, puede alojar a una carretera o la vía de un ferrocarril; normalmente, 
es parte de la protección de la presa contra oleaje y sismo, y sirve de 
acceso a otras estructuras. 
Talud. Es cualquier plano que constituye una frontera entre los materiales 
de la cortina o con el medio circundante. Se medirá por la relación de 
longitudes entre el cateto horizontal y el vertical; por ejemplo, un talud 
3.5:1 significa que la cotangente del ángulo que forma el plano o traza con 
la horizontal es de 3.5. 
Corazón impermeable. También llamado núcleo de tierra, es el elemento de 
la presa que cierra el valle al paso del agua contenida en el embalse o 
vaso. 
Respaldos permeables. Son las masas granulares que integran con el 
corazón impermeable, la sección de la cortina. Pueden estar formados, 
como es el caso de la fig. 16, por filtros, transiciones y enrocamientos. 
NAME: Abreviación del nivel de aguas, máxima extraordinario; Es laevaluación del agua en el vaso cuando la presa está llena y además 
funciona el vertedor a su máxima capacidad. Hay otros niveles usuales en 
presas, como son el de aguas máximas ordinarias (CV), el nivel medio de 
operación, el mínimo de operación y el máximo azolves. La diferencia entre 
la elevación de la corona y el NAME es bordo libre.
N.A.M.E 
Eje de la cortina C L 
9 
12 
13
14 
15 
8 
7 
18 
6 
11 
1  2 17 
10 
16 
7 
6 
3 
4 
5 
Fig. 16. – Partes que conforman una presa. 
N O M E N G L A T U R A 
1  Cresta o corona 
Revestimiento de la corona 2 
Filtros 3 
Corazon o núcleo impermeable 4 
Trinchera 5 
Transiciones 6 
Enrocamientos 7 
Deposito aluvial 8 
Roca basal 9 
Bordo libre 
Galerias 
Talud aguas abajo 
Pozos de alivio 15
17
18 
16 
Altura de la cortina 
Embalse o vaso 
Talud aguas arriba 
11
13
14 
12 
10 
Drenes 
Pantalla de inyecciones
3.4. ­ TIPOS DE SECCION. 
Es costumbre llamar " sección de una presa de tierra " a la forma 
que resulta de un corte vertical y transversal del eje de la presa., muestra 
las secciones de algunas presas construidas en México; en ellas pueden 
apreciarse la distribución que tienen los materiales que constituyen el 
cuerpo de la presa. 
La distribución de los materiales debe satisfacer los requisitos de 
buen funcionamiento y mínimo costo, lo cual depende, para cada sitio en, 
particular, las propiedades mecánicas, volúmenes y distancias de acarreo 
de los materiales disponibles y de las características de la cimentación. 
Las posibles combinaciones de estos factores dan lugar a un sin numero 
de secciones, pero estas pueden agruparse en tipos, adaptables a los 
diversos conjuntos de combinaciones que prevalezcan en distintos sitios, 
de manera que se cumplan satisfactoriamente los requisitos de seguridad 
y economía. Es frecuente que el diseñador tenga que comparar entre si 
mas de un tipo de sección y algunas de sus variantes, antes de llegar a la 
solución mas conveniente. 
Desde el punto de vista del funcionamiento de una presa de tierra, 
importa al ingeniero que lo materiales disponibles en un sitio dado, se 
distribuyan en la sección de manera tal que resulte una presa capas de 
soportar los efectos exteriores a que estará sometida y de retener el agua; 
es decir, una presa estable e impermeable. La estabilidad depende, 
principalmente, aunque no únicamente, como se verá más adelante, de la 
resistencia de los materiales al esfuerzo cortante, mientras que la 
estanqueidad está íntimamente asociada a su permeabilidad. es 
frecuente que los materiales resistentes al corte, ejemplificados por 
aquellos que están constituidos predominantemente por granos 
macroscópicos, sean también los mas permeables e inadecuados para 
proporcionar estanqueidad y que, los materiales de mínima permeabilidad, 
capaces de cumplir esta función, ejemplificados por los suelos 
constituidos principalmente por partículas microscópicas, sean los de 
mínima resistencia al corte. En raras ocasiones, se han empleado 
materiales formados por una combinación natural de partículas gruesas y 
finas, en proporciones tales que hacen a esos suelos impermeables y, a la 
vez, a la resistencia al esfuerzo cortante
Atendiendo a las funciones que desempeñan los materiales en la 
sección, se distinguen aquí los siguientes tipos básicos de secciones de 
presa de tierra. 
3.4.1. ­ Sección homogénea. 
Constituida en su mayor parte en un solo suelo que proporciona 
simultáneamente la impermeabilidad y estabilidad necesarias. Se emplean 
en ese tipo de sección suelos finos, limosos y arcillosos y suelos gruesos 
con alto contenido de finos, que tienen baja permeabilidad. 
Normalmente intervienen, en volúmenes menores, otros materiales 
auxiliares (enrocamiento, gravas y arenas) que contribuyen a proteger al 
elemento principal Fig. 17. 
3.4.2. ­ Sección graduada 
Cuando se dispone de volúmenes suficientes de suelos con diferente 
permeabilidad, éstos pueden distribuirse en la sección de acuerdo con su 
permeabilidad, como lo muestra, el esquema. Fig. 18. Se distingue en la 
sección graduada en varias zonas que desempeñan diferentes funciones: la 
zona uno, proporciona la impermeabilidad y una parte de la estabilidad, 
dependiendo de sus propiedades mecánicas, se emplean en ella suelos 
finos, limosos o arcillosos, o suelos gruesos con alto contenido de finos que 
les comunica baja permeabilidad. La zona 2 está formada por suelos 
permeables o semipermeables, cuyas permeabilidades del orden de 100 
veces o mayor que la zona 1. Se utiliza grava y arenas de buena calidad 
o graduación, con bajo contenido de finos o limpias. Esta zona funciona 
como filtro protector de la zona 1 y proporciona una parte de la estabilidad 
es además un elemento de transición entre la zona 1 y 3. Esta ultima, 
formada por materiales pesados y de alta resistencia al corte, aporta, junto 
con la zona 2, la mayor parte de la estabilidad. La zona 3 se forma con 
grava gruesa, mezcladas de grava, arena y voleos o enrocamiento. Los 
enrocamientos auxiliares, indicados con él numero 4, sirven de protección 
contra erosión del oleaje de la lluvia al resto de la sección, pudiendo 
algunas veces ser sustituidos en esta función por el material de la zona 3, 
cuando ésta queda formada por enrocamiento.
3.4.3. ­ Sección Mixta. 
Integrada por un corazón impermeable, formadas por materiales 
como los que se emplean en la sección homogénea, que contribuye poco a 
la estabilidad, y respaldos muy importantes de enrocamiento o boleos, 
gravas y arenas, de alta permeabilidad, que aporta la mayor parte de 
estabilidad, con su alta resistencia al corte. Los respaldos de enrocamiento 
se separan del corazón, por capas de poco espesor que funcionan como 
filtros. Si los respaldos están formados por mezclas de gravas, arena y 
cantos rodados, se puede suprimir los filtros Fig. 19. 
Las condiciones de la cimentación comunican a estos tres tipos 
básicos algunas variantes dignas de mencionarse. En los casos que la 
cimentación está formada por depósitos permeables de poco espesor, como 
los suelos gruesos, limpios, éstos se interceptan con una prolongación, 
hacia abajo, del corazón o elemento impermeable. Esta variante reduce el 
gasto de filtración a través de la cimentación y el gradiente hidráulico 
medio. La adición de filtros, construidos con gravas y arenas de buena 
graduación ya sea en forma de delantales, o filtros al pie de talud de 
aguas abajo, constituye otras variantes de las formas generales. 
Es evidente que, dependiendo de los materiales disponibles en el 
sitio, pueden hacerse diversas combinaciones de los tres tipos de sección 
básicos y sus variables.
N.A.M.E 
Roca 
1 
2 
4 
Fig. 17. – Sección homogénea. 
Roca 
N.A.M.E 
3 
1 
2 
2 
3 
4 
Fig. 18. – Sección graduada. 
N.A.M.E 
Roca 
1 
2 2 
3  4 
3 4 
5 
ó  ó 
Fig. 19. – Sección mixta. 
1. – Materiales permeables. 
2. – Material permeable, bien graduado. 
3. – Enrocamientos. 
4. – Enrocamiento. 
5. – Roca fina (grava).
4.­CAPITULO IV 
ESTUDIOS BASICOS 
4.1. ­ PRINCIPIOS DE DISEÑO Y CONSTRUCCION DE PRESAS DE 
TERRA 
Los métodos que se siguen en la actualidad para diseñar una presa 
de tierra y enrocamiento son el resultado de la experiencia, basada 
principalmente en la observación del comportamiento de este tipo de 
estructuras. El origen de este resultado se desconoce. Sin embargo, 
algunos reportan que los chinos construían ya presas de tierra desde hace 
unos 2000 años. Desde entonces y hasta principios del presente siglo el 
diseño era puramente empírico, en muchos casos, como lo ha demostrado 
el estudio de algunas fallas ocurridas, con un desconocimiento casi 
completo de las características de los materiales que intervienen en la 
construcción y de los diversos fenómenos a que dichos materiales estaban 
sujetos. Tal situación daba por resultado un número considerable de fallas 
desastrosas y creaba la impresión de que una presa de tierra y 
enrocamientono era una estructura digna de confianza en cuanto a 
seguridad. En el primer cuarto de este siglo, con la aparición de la 
Mecánica de Suelos, el diseño de las presas de tierra entró en una etapa 
en la que el empirismo se ha ido sustituyendo con el conocimiento de las 
propiedades de los suelos y el análisis de las causas que han provocado las 
fallas ocurridas en el pasado, para dar lugar a los métodos modernos de 
diseño y construcción, que permiten al ingeniero realizar ese tipo de obras 
con tanta o mayor seguridad que la que puede ofrecer una presa de 
concreto. Esto resulta particularmente cierto en aquellos casos en que las 
condiciones de la cimentación no permitirían construir una presa de 
concreto segura. 
Lo anterior no implica, en modo alguno que los problemas 
inherentes al diseño y construcción de las presas de tierra y enrocamiento 
están totalmente resueltos en la actualidad. Por el contrario, aún queda 
mucho por hacer a este respecto, como se verá al entrar en materia en 
páginas subsecuentes, cuya finalidad es exponer, en forma breve, los 
principios básicos de los métodos actuales de estabilidad de taludes en las 
cortinas, haciendo especial hincapié en la relación que existe entre dichos 
y los fundamentos de la Mecánica de Suelos.
4.1.1. ­ Datos para el proyecto. 
Los datos necesarios para el proyecto de una presa de tierra que se 
discuten a continuación, y se describen los estudios de las cimentaciones 
y las fuentes de materiales de construcción. El detalle necesario y la 
precisión de los datos estarán gobernados por la naturaleza del proyecto y 
su propósito inmediato; es decir, si el proyecto se va a utilizar como base 
de un presupuesto para determinar su costo y viabilidad, si el proyecto es 
para obtener datos de construcción, o si va a servir para un objeto 
intermedio. 
La extensión de los estudios de las cimentaciones y fuentes de 
materiales de construcción también estará gobernada por la complejidad 
de la situación. 
4.1.2. ­ Bases para el proyecto. 
El principio básico de proyecto es construir una estructura, satisfactoria y 
funcional al costo total mínimo. Se debe dar la debida consideración a las 
necesidades de mantenimiento, de manera que las economías obtenidas en 
el costo inicial de construcción no resulten en costos excesivos de 
mantenimiento. Estos últimos casos variarán con el tipo de protecci6n de 
los taludes de aguas arriba y aguas abajo, los dispositivos de drenaje, y 
con el tipo de estructuras accesorias y el equipo mecánico. Para que el 
costo sea mínimo, el dique debe proyectarse para la máxima utilización de 
los materiales más económicos de que se disponga, incluyendo los 
materiales que deban excavarse para sus cimentaciones y las de las 
estructuras auxiliares. 
Las presas de tierra y enrocamiento deben ser seguras y estables 
durante todas las fases de la construcción y de la operación del vaso. Para 
lograrlo, se deben satisfacer los siguientes requisitos: 
1. El terraplén debe estar asegurado contra el rebasamiento durante 
las avenidas de proyecto, disponiendo suficiente capacidad en el 
vertedor de demasías y en las obras de toma. 
2. Los taludes de los terraplenes deben ser estables durante la 
construcción y en las condiciones que se presenten durante la 
operación del vaso, incluyendo el rápido desembalse en el caso de 
las presas de almacenamiento. 
3. El terraplén deberá proyectarse de manera que no produzca 
esfuerzos excesivos la cimentación.
4. Se deben controlar las filtraciones a través del terraplén, de la 
cimentación y estribos, para que no se produzca erosión interna y 
por lo mismo no haya derrumbes en el área donde las filtraciones 
emergen. La cantidad de agua perdida por tracción debe controlarse 
para que no interfiera con las funciones proyectadas para la obra. 
5. El terraplén debe estar asegurado contra el efecto de rebasamiento 
por el oleaje. 
6. El talud de aguas arriba debe estar protegido contra la erosión 
producida por oleaje, y la corona y el talud de aguas abajo deben 
estar protegidos contra erosión producida por el viento y la lluvia. 
Las presas de tierra proyectadas para satisfacer las anteriores 
condiciones serán permanentemente seguras, siempre que se empleen los 
métodos de construcción y de control correctos. 
4.2. ­ NORMAS GENERLES DE CONSTRUCCION 
El proceso de construcción de una presa de tierra comprende las 
siguientes etapas: 
1. Limpia de la cimentación y desvío del río. 
2. Excavación de trincheras, a través de depósitos permeables, cuando 
éstas son necesarias. 
3. Tratamiento de la cimentación. 
4. Colocación de los materiales que constituyen al cuerpo de la cortina. 
Los procedimientos de construcción que se sigan en cada una de las 
etapas, deben satisfacer todos los requisitos de diseño estudiados con 
anterioridad. Es por ello conveniente tratar brevemente algunos aspectos 
relativos a la construcción, estableciendo los criterios a seguir en cada una 
de sus etapas.
4.2.1. ­ Limpia de la cimentación 
Estos trabajos tienen por objeto garantizar el buen contacto entre las 
zonas impermeables de la presa y la roca de su cimentación, eliminando, 
mediante excavación, la tierra vegetal ó la roca que se encuentra alterada ó 
fracturada en la superficie. La profundidad de excavación en la roca 
intemperizada debe establecerse exclusivamente en función de las 
condiciones locales, ya sea que éstas hayan sido descubiertas durante el 
estudio geológico previo ó que se manifiesten al iniciarse las excavaciones. 
Se especifica por lo general una excavación mínima de 1.50 m. y hasta de 
3 m. de profundidad, para remover la roca suelta ó fuertemente fisurada, 
que se encuentre en la zona del contacto de los materiales impermeables; 
aunque, en ocasiones se requiere llegar a mayores profundidades para 
encontrar la roca sana, en algunas zonas del área de contacto; tal es el 
caso de la presa de la Vega, que muestra la figura 10. Las especificaciones 
sobre este particular no deberán ser nunca inflexibles y, aun en el caso de 
disponer de amplios estudios previos, el ingeniero deberá estar siempre a 
la expectativa de condiciones geológicas imprevistas. 
4.2.2. ­ Desvió. 
Es común que, simultáneamente con las operaciones de limpia de la 
cimentación se inicien los trabajos necesarios para desviar la corriente del 
río, en preparación de los trabajos de excavación subsecuentes que haya 
necesidad de ejecutar. La obra de desvío consiste generalmente en uno ó 
varios túneles a través de la ladera, que podrán utilizarse posteriormente 
para alojar la obra de toma, ó bien en zanjas a cielo abierto excavadas al 
pie de alguna ladera que permitan construir un canal de desvío localizado 
sobre roca sana; es frecuente que dicho canal se emplee también para 
alojar los conductos de la obre de toma cuando se trata de conductos que 
pasan a través del cuerpo de la cortina; véanse los esquemas de las figuras 
11 y 12. En todos estos trabajos de excavación en la roca, debe restringirse 
en lo posible el empleo de dinamita, ya que el abuso de los explosivos se 
traduce en incremento importante del fisuramiento, lo cual empeora las 
condiciones de permeabilidad de la cimentación. Una vez terminados todos 
los túneles ó tajos de desvío, se construyen las ataguías de aguas arriba y 
aguas abajo para conducir el agua del río a través de la obra de desvío y 
mantener en seco el sitio, de manera que puedan realizarse la operaciones 
de limpia y preparación de la cimentación en la zona del cauce. Dichas 
ataguías son pequeñas presas construidas de enrocamiento ó de grava y 
arena e impermeabilizadas con una pantalla de material arcilloso ó limoso, 
en el lado mojado correspondiente; a menudo, las ataguías pasan a formar 
parte de los respaldos ó zonas permeables de la presa posteriormente.
4.2.3. ­ Colocación de los materiales en el terraplén. 
Una vez que la cimentación se encuentra en las condiciones 
deseadas se procede a colocar los materiales que constituirán el terraplénde la cortina. En esta etapa, es importante cerciorarse de que dichos 
materiales se coloquen en las condiciones especificadas por el diseñador, a 
fin de lograr que sus propiedades mecánicas sean del mismo orden de 
magnitud que las previstas en el diseño. 
Las normas establecidas por la S.R.H para colocar los materiales 
impermeables y semi­permeables especifican que debe alcanzarse un 
grado de compactación mínimo de 95 % y una humedad igual a la óptima, 
referidos ambos datos a la prueba de compactación dinámica ejecutada de 
acuerdo con la norma S.R.H. Hasta el presente estas especificaciones han 
producido resultados satisfactorios, ya que, el contenido de humedad con 
que se colocan estos materiales es suficientemente alto para facilitar el 
acomodo a los asentimientos diferenciales sin agrietarse y, el grado de 
saturación, que resulta generalmente menor de 85 %, permite asegurar 
que la mayor parte de los asentamientos debido a la compresión de los 
materiales del terraplén se produzcan mediante el proceso de 
construcción. 
Las presiones de poro que se desarrollan en los materiales 
impermeables durante la construcción están, de antemano, consideradas 
en los análisis de estabilidad para condiciones iniciales, basados en los 
resultados de las pruebas triaxiales del tipo rápido, según se explico con 
anterioridad. 
Cuando se tienen cimentaciones compresibles de las que se esperan 
deformaciones posteriores a la construcción y existe el riesgo de 
asentamientos transversales del corazón impermeable es deseable obtener 
materiales capaces de adaptarse a las deformaciones diferenciales que se 
producirán en el futuro, sin que se desarrollen agrietamientos, para tal fin 
es conveniente aumentar el contenido de agua en colocar los materiales 
del corazón impermeable a valores que exceden de la humedad óptima de 
2 en 2 al 4 %. En las zonas permeables de la cortina, constituidas por 
grava y arena, debe alcanzarse una compacidad relativa superior al 70 % 
con objeto de garantizar que los asentamientos de estas zonas sean 
mínimos y que no se reducirán problemas de licuación. 
Los enrocamientos deben colocarse a volteo, procurando que la roca 
contenga el mínimo posible de finos, por lo que es recomendable, en caso 
de que el banco de roca este contaminado de limos y arcillas, se someta la 
roca a un lavado previo antes de depositarse en la cortina.
5. ­CAPUTULO V 
NOCIONES PRELIMINARES PARA LA ESTABILIZACION DE LAS 
CORTINAS EN PRESAS DE TIERRA Y ENROCAMIENTO 
5.1. ­ CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES 
Al hacer el diseño de una presa de tierra y enrocamiento, el 
ingeniero debe tener presentes una serie de propiedades de los materiales 
de que dispone para formar el cuerpo de la presa y de los que existen en 
su cimentación. Podrían mencionarse, por ejemplo, propiedades como la 
permeabilidad, resistencia al corte, la compresibilidad etc. Las 
cuales tienen un amplio rango de variación en los diferentes tipos de 
suelos. De aquí que sea conveniente, antes de entrar en los problemas de 
estabilización, tratar acerca de la clasificación de suelos con el objeto de 
tratar con diferentes factores que afectan sus propiedades mecánicas, al 
mismo tiempo que se establezca una convención para ordenarlos en 
grupos con características semejantes. 
De las diversas convenciones que existen para clasificar a los suelos, 
se ha elegido aquí el sistema conocido como "Sistema Unificado de 
Clasificación de Suelos"( S.U.C.S) ,no sólo por considerársele uno de los 
más descriptivos sino que, además, por haber sido adoptado por varias 
organizaciones interesadas en este campo de la ingeniería, facilita el 
intercambio de información sobre el tema. 
Con objeto de explicar mejor el sistema de clasificación antes 
mencionado, y que su aplicación sea de utilidad práctica para el ingeniero, 
es necesario describir primero los factores de los cuales dependen, 
principalmente, las propiedades mecánicas que a éste le interesan. 
5.1.1.­Granulometría. 
Las propiedades mecánicas de los suelos están íntimamente 
relacionadas con el tamaño y la forma de las partículas que los integran. 
Un suelo puede estar constituido predominantemente por partículas de 
tamaños muy semejantes entre sí, o bien, puede encontrarse con él una 
gran diversidad de tamaños, variando desde aquellos que no son visibles 
aun con los mejores microscopios ópticos (partículas coloidales) hasta 
piedras de 8 a 10 cm. Si se hace pasar una porción de suelo a través de 
una serie de mallas o tamices de aberturas conocidas, como los que indica 
la tabla 1, en cada una de ellas se irán deteniendo partículas cuyo tamaño 
es mayor que la abertura de la malla que los retiene y menor que la 
inmediata superior.
ABERTURA ABERTURA ABERTURA ABERTURA MALLA* 
NÚM. Pulg. mm. 
MALLA 
NÚM. Pulg. mm. 
3.0 76.2 9 0.078 1.981 
2.0 50.8 10 0.065 1.651 
1.05 26.67 14 0.046 1.168 
0.742 18.85 20 0.0328 0.833 
0.525 13.33 28 0.0232 0.589 
0.371 9.423 48 0.0116 0.295 
3 0.263 6.680 60 0.0097 0.246 
4 0.185 4.699 100 0.0058 0.147 
6 0.131 3.327 150 0.0041 0.104 
8 0.093 2.362 200 0.0029 0.074 
• Esta cifra corresponde al número de hilos por pulgada que forman a la malla. 
Tabla. I. – Aberturas de mallas del sistema Tyler. 
De esta manera puede establecerse la proporción relativa, en peso, 
de los diversos rangos de tamaño que constituyen el material en cuestión. 
Cuando tienen dichas proporciones para un suelo dado se dice que se 
conoce su granulometría, o su textura. 
5.1.2. ­ Graduación. 
Cuando un suelo está constituido por partículas de gran variedad de 
diámetros, se dice que el suelo es de buena "graduación". La curva 
granulométrica es continua y suave. Si la curva presenta tramos 
horizontales o verticales significa, respectivamente, que falta o predomina 
cierto rango de tamaños y se considera un suelo de "mala graduación". 
Una línea vertical significa que ese suelo está formado por partículas de 
tamaño muy semejante entre sí y se conoce como "suelo uniforme". Un 
suelo uniforme es generalmente más poroso y ligero y menos resistente 
que otro bien graduado. 
5.1.3. ­ Forma. 
Independientemente de su tamaño, las partículas del suelo pueden 
tener formas redondas, sub­redondas, angulares o laminares, como se 
muestra en la figura. 
La forma influye en las propiedades mecánicas; por ejemplo: un 
suelo compuesto en su mayor parte por granos gruesos (mayores de 4.76 
mm.) de forma angular, exhibe una mejor trabazón entre sus partículas 
que otro de igual granulometría pero de granos redondos. Esto se traduce 
en una mayor resistencia al desplazamiento relativo de las partículas, en el 
primer caso. Por lo que respecta a los suelos de las partículas finas, la 
forma es aún más importante.
Los coloides de forma laminar alargada poseen propiedades 
electroquímicas que son mucho más intensas que en los de forma 
redondeada. Esta diferencia se refleja en las propiedades plásticas de los 
suelos finos. 
Cantos redondeados 
Cantos planos y caras planas 
y caras planas 
LAJAS 
PLANAS MUY REDONDA 
Cantos bien 
Definidos pero 
bastante redondeados. 
ANGULAR 
SUB­ANGULAR 
REDONDA 
REDONDA 
Cantos afilados como en piedra quebrada. 
Fig. 20. ­ Formas de partículas del suelo 
5.1.4. ­ Plasticidad. 
Es un hecho bien conocido que, al mojar una tierra constituida por 
limo y arcilla, se vuelve blanda, formando lodo que al secarse se endurece 
en grado variable o se vuelve polvo. 
Estos sencillos fenómenos son, en realidad de naturaleza, físico 
químico muy complejo, y que constituye la base de las pruebas 
desarrolladas por Atterberg para estudiar las variaciones de la 
consistencia de los suelos finos con los cambios de humedad. Atterberg 
introdujo los siguientes conceptos que se conocen como " límites de 
consistencia", o de "Atterberg".
5.15.­ Estructura. 
Además de la granulometría, la graduación y la plasticidad, la 
manera como se asocian las partículas entre sí, es decir, la estructura del 
suelo, es también un factor importanteen las propiedades mecánicas, se 
distinguen tres tipos de estructura: " La granular”, "La apanalada " y la " 
La flocúlenla"; que se muestra en la figura La primera es propia de 
materiales formados principalmente por granos mayores que los de limo; 
la segunda es típica de suelos limosos, uniformes, de estructura suelta, y 
la ultima de arcillas coloidales floculentas depositadas en agua. Pueden 
encontrarse muchas combinaciones de estos tres tipos de estructura. 
GRANULAR APANALADA FLOCULENTA 
Fig. 21. ­ Tipos de estructuras de los suelos 
5.1.6. ­ Limite de contracción (LC). 
Una característica distintiva de los suelos arcillosos es la reducción 
o aumento de volumen que experimenta cuando se disminuye o se 
incrementa, respectivamente, su contenido de agua. Si el limite plástico 
se continua reduciendo la humedad, el suelo sigue reduciendo su 
volumen, hasta que llega un momento que el contenido de humedad es tal 
que, una perdida mayor que esta ya no produce una mayor contracción. El 
suelo se vuelve duro y cambia su color oscuro a otro mas claro. La 
diferencia entre el límite plástico y el de contracción se llama " INDICE 
DE CONTRACCION" símbolo (Ic) y señala el rango de humedad para el 
cual el suelo tiene una consistencia semi­sólida. 
5.1.7. ­ Límite líquido (LL). 
Si a un suelo fino se le agrega agua en cantidad suficiente, puede 
convertirse prácticamente en un líquido, es decir, fluye fácilmente bajo el 
efecto de un pequeño esfuerzo cortante. Si se permite que el agua se 
evapore parcialmente, llega un momento en que el suelo empieza a ofrecer 
una resistencia al esfuerzo cortante y se comporta como un material 
plástico.
El contenido de agua, expresado en por ciento del peso del suelo 
seco, en este momento, es el "límite líquido". Es el contenido de agua que 
separa las consistencias líquida y plástica de un suelo. 
5.1.8. ­ Límite plástico (LP). 
Si después de alcanzado el límite líquido sé continua evaporando el 
agua, amasando el suelo con la mano, se llega a un contenido de agua en 
el que el suelo se vuelve quebradizo y deja de comportarse como un 
material plástico. El contenido de agua correspondiente se llama "límite 
plástico". La diferencia entre el límite líquido y el plástico se llama "índice 
de plasticidad " (Símbolo: Ip) y representa el rango de variación de la 
humedad dentro del cual el suelo se comporta plásticamente. 
El esquema siguiente muestra la correlación entre los límites de 
Atterberg, la consistencia del suelo y los correspondientes índices: 
Líquida 
___________ Límite líquido _________ 
Plástica Ip 
Consistencia ___________ Límite plástico ________ 
Semi­sólida Ic 
___________ Límite de contracción 
Sólida 
La técnica experimental para la determinación de estos límites en el 
laboratorio puede consultarse en el Manual de la S.R.H. 
Correlacionando el límite líquido con el correspondiente índice de 
plasticidad de un gran numero de suelos finos, A. Casagrande estableció 
la carta de plasticidad que muestra la figura 22. La línea " A" establece la 
frontera entre los suelos arcillosos y los limos.
0  10  20  30  40  50  60  70  80  90  100 
0 
10 
20 
30 
40 
50 
50 
Linea "A" 
Linea "B" 
1 
3 
5 
6 
4 2 
L I M I T E  L I Q U I D O , LL, % 
I N
 D
 I 
C
 E
  D
 E
  P
 L
 A
 S
 T
 I 
C
 I 
D
 A
 D
, l
p 
Fig. 22. ­ Carta de plasticidad de A. Casagrande. 
1. – Limos inorgánicos de baja compresibilidad. 
2. – Arcillas inorgánicas de baja plasticidad. 
3. – Limos orgánicos y limos inorgánicos de compresibilidad media. 
4. – Arcillas inorgánicas de plasticidad media. 
5. – Limos inorgánicos de baja compresibilidad y arcillas orgánicas. 
6. – Arcillas inorgánicas de alta plasticidad. 
Es decir, que, si dos suelos minerales tienen un mismo valor del 
límite líquido pero diferente índice de plasticidad, aquel que dé un punto 
arriba de la línea "A" contiene una proporción suficiente de partículas 
coloidales minerales para comunicarle propiedades de plasticidad que lo 
catalogan como suelo arcilloso inorgánico; si, en cambio, el otro da un 
punto abajo de la línea "A" (menor Ip), su contenido de coloides minerales 
es muy bajo o nulo, predominando las partículas inorgánicas u orgánicas 
de limo o de coloides orgánicos. Casagrande observó que un aumento en el 
contenido de materia orgánica se traduce en un incremento del límite 
líquido, mientras que el índice de plasticidad cambia poco; por lo tanto, las 
características plásticas de las arcillas con alto contenido de materia 
orgánica están representadas por puntos ubicados bajo la línea A.
5.2.­RELACIONES VOLUMETRICAS Y GRAVIMETRICAS 
En forma simplificada, un suelo se considera constituido por 
partículas sólidas, agua y aire. 
La Fig. 23. Representa esquemáticamente la manera como puede 
considerarse integrado el volumen de un trozo de suelo. Siendo V el 
volumen total, Vv el volumen de los huecos que dejan las partículas entre 
sí y Vs el volumen de las partículas sólidas, puede escribirse la siguiente 
ecuación: 
V = Vv + Vs ...........................(5) 
V g 
V a 
V s 
V 
e 
1 
e + 1 
Fig. 23. – Relaciones volumetricas en un prisma de un suelo. 
Por otra parte, el volumen el volumen de los huecos, comúnmente 
denominado "volumen de vacíos" está a su vez ocupado por gases, Vg, y 
por agua, Va, de manera que la expresión (5) puede escribirse: 
VS Va Vg V + + = .....................................................................(6) 
De estos conceptos resultan algunas relaciones volumétricas de uso 
común en la Mecánica de los Suelos: 
Porosidad. 
Es la relación entre el volumen de vacíos y el total: 
100 x 
V 
Vv n  
 
 
 
 
 =
Relación de vacíos. 
La relación del volumen de vacíos al de sólidos: 
Vs 
Vv e = 
La porosidad puede expresarse en función de la relación de vacíos en la 
forma siguiente. 
( ) ( ) e 
e n 
Vs 
Vs 
Vs 
Vv 
Vs 
Vv 
Vs Vv 
Vv n 
+ 
= 
 
 
 
 
 
 + 
= 
+ 
= 
1 
; 
Grado de saturación. 
La relación del volumen de agua al de vacíos: 
100 x 
Vv 
Va G = 
Considerando los pesos de la fase líquida y sólida se establecen las 
siguientes relaciones gravimétricas: 
Contenido de agua. 
Llamando Ws al peso seco de las partículas sólidas y Wa a la del 
agua, el contenido de humedad o contenido de agua se expresa: 
100 x 
Ws 
Wa W  
 
 
 
 
 = 
Peso específico de sólidos. 
En el sistema métrico es numéricamente igual a la densidad relativa 
de las partículas sólidas y se expresa por la relación: 
 
 
 
 
 
 = 
V 
Ws Ss 
Peso volumétrico seco.
Se define como el peso el peso del suelo seco por unidad de volumen 
total y se expresa: 
 
 
 
 
 
 = 
V 
Ws S γ 
Peso volumétrico húmedo. 
Semejante al anterior, pero incluyendo el peso del agua: 
( ) ( ) ( ) W S xV wWs Ws 
V 
Wa Ws h + = + = + =  1 γ γ 
Compacidad relativa. 
“En los suelos constituidos principalmente por partículas gruesas 
(arena o grava) es importante conocer el grado de compacidad, el cual 
queda definido por la compacidad relativa", expresada como sigue: 
( ) 
( ) min max 
max 
e e 
e e Cr  n 
− 
− 
= 
Expresión en la que emax , emin y en son respectivamente, las 
relaciones de vacíos para el estado más suelto del suelo, el más compacto 
y el estado natural. 
Pueden establecerse otras relaciones derivadas de las anteriores, por 
ejemplo: puede expresarse la relación de vacíos en función del peso 
volumétrico seco y la densidad de los sólidos: 
( )  1 −  
 
 
 
 
 = 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 − 
= 
− 
=  
 
 
 
 
 = 
Ws 
VWs 
Ss 
Ws 
Ss 
Ws V 
Vs 
Vs V 
Vs 
Vv e 
  
 
 
  
 
 
= − 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
= 
s 
Ss 
V 
Ws 
Ss e 
γ 
1 
5.3. ­ SISTEMA UNIFICADO DE CLASIFICACION DE SUELOS (SUCS).
Este sistema, originalmente introducido por el Dr. A. Casagrande 
como “Sistema de clasificación de suelos para Aeropuertos”, durante los 
años de la