Bancos-de-materiales-y-sus-caracterAsticas-para-su-uso-en-la-construcciAn

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA 
UNIDAD TICOMÁN 
“CIENCIAS DE LA TIERRA” 
 
 
TESIS 
 
 
“BANCOS DE MATERIALES Y SUS 
CARACTERÍSTICAS PARA SU USO 
EN LA CONSTRUCCIÓN” 
 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE 
INGENIERO GEÓLOGO 
POR OPCIÓN DE PRÁCTICAS PROFESIONALES 
 
PRESENTA: 
SARA BALCÁZAR GARCÍA 
 
 
__________________________________________ 
ASESOR: 
ING. VICTOR FABIÁN AGUILERA CABRERA 
 
 
 
CIUDAD DE MÉXICO AGOSTO, 2019 
 
 
ABSTRACT 
Within the Civil Engineering sector, you can distinguish a big number of activities, such as: 
linear works (roads, viaducts, bridges), underground works (tunnels, gallery, wells), 
hydraulic, port and marine works (dams, canals, waste wáter pipe), residential work 
(buildings, tenement), etc. All these activities have a direct impact on the geological 
environment, so the work of the Engineer Geologist is fundamental for the planning, study 
and construcction of each one, as well as to ensure that the earthy or rocky material sused in 
any project of quality and meet the required specifications by applicable regulations, whether 
those of the Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) or the Organismo Nacional 
de Normalización y Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE). 
This project describes the quality requirements for embankment, underlying, subfloor, 
subbase and hydraulic base to be used in the roadways of residential works, as well as the 
necessary studies for their qualification based on the current regulations of the SCT. 
RESUMEN 
Dentro del sector de la Ingeniería Civil, se pueden distinguir un gran número de actividades, 
tales como: obras lineales (carreteras, viaductos, puentes), obras subterráneas (túneles, 
galerías, pozos), obras hidráulicas, portuarias y marinas (presas, canales, colectores), obras 
residenciales (edificaciones, viviendas), etc. Todas estas actividades tienen una incidencia 
directa en el medio geológico, por lo que la labor del Ing. Geólogo es fundamental para la 
planeación, estudio y construcción de cada una de ellas, así como para asegurar que los 
materiales térreos o rocosos utilizados en cualquier proyecto sean de calidad y cumplan con 
las especificaciones requeridas por las normatividades aplicables, ya sean las de la Secretaría 
de Comunicaciones y Transportes (SCT) o el Organismo Nacional de Normalización y 
Certificación de la Construcción y Edificación (ONNCCE). 
Este proyecto describe los requisitos de calidad para Terraplén, Subyacente, Subrasante, 
Subbase y Base Hidráulica que se utilizan en las vialidades de obras residenciales, así como 
los estudios necesarios para su calificación con base en las normas vigentes de la SCT. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A mi madre quien con su amor, 
paciencia y esfuerzo me impulsó para 
lograr un objetivo más en mi vida. 
 
 
 
Agradecimientos 
 
Al Instituto Politécnico Nacional por permitirme ser parte de la comunidad estudiantil la 
cual se distingue por tener excelentes ingenieros, ya que la formación recibida nos hace 
profesionistas con una alta calidad humana. 
A Laysa Ingeniería y Control de Calidad por aceptarme como parte de su equipo de 
trabajo, brindarme el apoyo, conocimiento y habilidades para la realización de este proyecto. 
A mis padres por su trabajo y sacrificio en todos estos años, por los valores y principios que 
me inculcaron para que pueda cumplir mis metas. 
A mi hermana Marina por ser un ejemplo, brindarme tu cariño, consejos y apoyarme 
siempre, a pesar de la distancia. 
A mi novio Royer Frutis por ser mi apoyo, tenerme paciencia, ayudarme a encontrar la fuerza 
en mí de seguir adelante para cumplir mis objetivos, por todo el amor y apoyo que me has 
dado a lo largo de mi carrera. 
A mis amigos de geología: Alejandra, Monse, Karly, Diana, Cristian, Coutiño, Daniel, 
Jhony, Adrianita, Cinthya, Fer y los que me falten, por las risas, las desveladas, el apoyo y 
por su amistad. 
A mis amigas de básquet: Maggie, Eli, Samy, Jessy y a todas mis niñas, por compartir 
sudor, alegrías y lágrimas en la cancha, por ser un gran equipo y por su amistad. 
A los Maestros e Ingenieros por compartir su conocimiento y ser un ejemplo a seguir como 
profesionista. 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE 
Resumen 
1. Introducción…………………………………………………………..1 
2. Objetivo…….……………………………………….….……………..2 
2.1. Objetivos Específicos...……………………….…….…………...2 
3. Marco Teórico……………………………………….…...…………...2 
3.1. Depósitos Aluviales 
3.2. Rocas Masivas 
a. Rocas Sedimentarias 
b. Rocas Ígneas 
c. Rocas Metamórficas 
4. Marco Normativo…………………………………………………….13 
5. Marco Geológico…………………………………………………….18 
6. Recorrido en Campo……………………………………………..…..28 
7. Pruebas de Laboratorio…………………………………………...….33 
7.1. Granulometría. 
7.2. Límites de Consistencia. 
7.3. Masa volumétrica seca suelta. 
7.4. Porter Estándar. 
7.5. Expansión libre. 
7.6. Valor Relativo de Soporte Natural. 
7.7. Masa volumétrica seca máxima y humedad óptima (AASHTO). 
7.8. Contracción lineal. 
7.9. Equivalente de arena 
8. Resultados……………………………………………………………57 
9. Discusión…………………………………………………………….78 
10. Conclusiones…………………………………………………………84 
Bibliografía 
 
 
ÍNDICE DE TABLAS 
Tabla 1. Clasificación de suelos gruesos, según Norma M-MMP-1-02/03………………...15 
Tabla 2. Designación y abertura nominal de las mallas usadas en granulometría………….34 
Tabla 3. Clasificación del suelo con base en el valor de V.R.S…………………………….51 
Tabla 4. Análisis Granulométrico del Banco Pimpón………………………………………57 
Tabla 5. Límites de consistencia del Banco Pimpón………………………………………..58 
Tabla 6. Índice de Plasticidad del Banco Pimpón…………………………………………..59 
Tabla 7. Ensayes para el cálculo de la Masa Volumétrica Seca Suelta y Compacta del Banco 
Pimpón…………………………………………………………………………….60 
Tabla 8. Ensaye para el cálculo del peso volumétrico del material húmedo y seco del Banco 
Pimpón…………………………………………………………………………….61 
Tabla 9. Ensaye para el cálculo de la Expansión Libre del Banco Pimpón………………...61 
Tabla 10. Constante del Anillo de Carga para la realización de la Prueba 
VRS….…………………………………………………………………………….62 
Tabla 11. Ensaye para el cálculo del Valor Relativo de Soporte Natural del Banco 
Pimpón…………………………………………………………………………….62 
Tabla 12. Ensayes para el cálculo de la masa volumétrica seca máxima y humedad óptima del 
Banco Pimpón……………………………………………………………………..64 
Tabla 13. Ensaye para el cálculo de la Contracción Lineal del Banco Pimpón……………...65 
Tabla 14. Ensayes para el cálculo del Equivalente de Arena del Banco Pimpón…………....65 
Tabla 15. Análisis Granulométrico del Banco La Chinita…………………………………...66 
Tabla 16. Límites de Consistencia del Banco La Chinita……………………………………67 
Tabla 17. Índice de Plasticidad del Banco la Chinita………………………………………...67 
Tabla 18. Informe de Laboratorio del Banco la Chinita.…………………………………….69 
Tabla 19. Análisis Granulométrico del Banco Gumercindo…………………………………70 
Tabla 20. Límites de Consistencia del Banco Gumercindo………………………………….71 
Tabla 21. Índice de Plasticidad del Banco Gumercindo……………………………………..71 
Tabla 22. Ensayes para el cálculo de la Masa Volumétrica Suelta y Compacta del Banco 
Gumercindo……………………………………………………………………….73 
Tabla 23. Ensayes para el cálculo del peso volumétrico del material húmedo y seco del Banco 
Gumercindo……………………………………………………………………….73 
 
Tabla 24. Ensaye para el cálculo de la Expansión Libre del Banco Gumercindo…………...74 
Tabla 25. Ensaye para el cálculo de Valor Relativo de Soporte Natural del Banco 
Gumercindo………………………………………………………………………..74 
Tabla 26. Ensayes para el cálculo de la masa volumétrica seca máxima y húmeda óptima del 
Banco Gumercindo………………………………………………………………...76 
Tabla 27. Ensaye para el cálculo de la Contracción Lineal del Banco Gumercindo………...77 
Tabla 28. Ensayes para el cálculo de Equivalente de Arena del Banco Gumercindo………..77Tabla 29. Requisitos de calidad de materiales para Terraplén y comparación de resultados..78 
Tabla 30. Requisitos de calidad de materiales para capa Subyacente y comparación de 
resultados………………………………………………………………………….79 
Tabla 31. Requisitos de calidad para capa Subrasante y comparación de resultados………..80 
Tabla 32. Requisitos de granulometría de los materiales para Subbases de pavimentos 
asfálticos y comparación de resultados…………………………………………....81 
Tabla 33. Requisitos de calidad para los materiales para Subbases de pavimentos asfálticos y 
comparación de resultados…………………………………………………………81 
Tabla 34. Requisitos de granulometría de los materiales para bases de pavimentos con carpetas 
de concreto hidráulico y comparación de resultados………………………………82 
Tabla 35. Requisitos de calidad de los materiales para bases de pavimentos con carpetas de 
concreto hidráulico y comparación de resultados………………………………….83 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1. Carta de Plasticidad, para clasificación de Suelos Finos………………………….16 
Figura 2. Provincias Geológicas del México………………………………………………...19 
Figura 3. Límites morfológicos de la Cuenca del Valle de México…………………………20 
Figura 4. Zonificación geotécnica del norte del Valle de México…………………………..25 
Figura 5. Mapa Geológico de la zona de estudio, abarca parte de Tizayuca, Hidalgo; 
Tecámac y Zumpango en el Estado de México…………………………………...27 
Figura 6. Mapa de Localización de los Bancos de Materiales estudiados…………………..28 
Figura 7. Fotografías del recorrido en campo del Banco Pimpón…………………………...30 
Figura 8. Vista de la profundidad y estratigrafía del frente de explotación del banco La 
Chinita……………………………………………………………………………..31 
Figura 9. Fotografías del recorrido en campo del Banco Gumercindo……………………...32 
Figura 10. Gráfica Granulométrica del Banco Pimpón……………………………………….58 
Figura 11. Gráfica Curva de Fluidez del Banco Pimpón……………………………………...55 
Figura 12. Gráfica Carta del Plasticidad del Banco Pimpón………………………………….60 
Figura 13. Gráfica de Resistencia a la Penetración del Banco Pimpón……………………….63 
Figura 14. Gráfica AASTHO del Banco Pimpón……………………………………………..64 
Figura 15. Gráfica Granulométrica del Banco La Chinita…………………………………….66 
Figura 16. Gráfica Curva de Fluidez del Banco La Chinita…………………………………..67 
Figura 17. Gráfica Carta de Plasticidad de la muestra obtenida en el Banco La Chinita……..68 
Figura 18. Gráfica Granulométrica del Banco Gumercindo…………………………………..70 
Figura 19. Gráfica Curva de Fluidez del Banco Gumercindo………………………………...71 
Figura 20. Gráfica Carta de Plasticidad del Banco Gumercindo……………………………...72 
Figura 21. Gráfica Resistencia a la Penetración del Banco Gumercindo……………………..75 
Figura 22. Gráfica AASHTO del Banco Gumercindo………………………………………..76 
 
 
 
 
1 
1. Introducción. 
La Geología es la ciencia que trata del origen, historia y estructura de la Tierra, tal como se 
encuentra registrado en las rocas, así como las fuerzas y procesos que actúan modificándolas 
(Krynine y Judd, 1980). De aquí que la puerta de acceso a la información y conocimiento, en 
cuanto a la composición y evolución del planeta sean las rocas. 
Los geólogos trabajan hoy en día en una multitud de sectores de la sociedad, formativos, 
judiciales, industriales, técnicos, administrativos y sociales. Para cubrir el inmenso campo de 
actividades, los geólogos utilizan el método científico con el objetivo de realizar el modelo 
geológico del entorno a estudiar. El campo más importante, es el de la obra civil y edificación 
(Suárez, 2009; Regueiro, 2018). 
El buen funcionamiento de las grandes obras civiles de infraestructura depende de la forma 
en que son construidas y geotécnicamente adaptadas a las condiciones geológicas del terreno. 
De ahí que los conocimientos teóricos de la Geología, en la práctica, sean fundamentales para 
resolver problemas que se presenten en las obras de Ingeniería Civil (Ruiz y González, 1999). 
Las actividades que el Ingeniero Geólogo puede realizar en cualquier proyecto de Ingeniería 
Civil según López (2018) son: la recopilación y análisis de la información previa, la cual 
permite establecer el medio geológico en el que se desarrollará la infraestructura; campaña 
de investigación para identificar las unidades geológicas presentes en la zona de estudio; 
cartografía geológica para detectar los posibles riesgos geológicos que puedan afectar el 
proyecto; caracterización geotécnica de cada una de las unidades geológicas presentes en el 
área de estudio donde se asignen valores numéricos a las características de los materiales; 
estudio y recomendación del aprovechamiento de los materiales geológicos presentes en la 
zona y recomendaciones de soluciones constructivas como tratamiento del terreno, 
estabilidad de taludes, laderas y excavación de túneles. 
Este proyecto se enfoca al conocimiento del Ing. Geólogo de las propiedades de los distintos 
materiales geológicos para analizar, recomendar, o descartar la reutilización de materiales 
que han de ser excavados y utilizados en la construcción de obras de tierra o capas específicas 
de obras lineales (López, 2018). 
 
2 
2. Objetivo. 
Evaluar la calidad de las muestras extraídas de Bancos de Materiales con base en las normas 
de la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) para determinar su utilidad en el 
proceso constructivo de vialidades, ya sea de mezcla asfáltica o de concreto hidráulico en 
fraccionamientos o conjuntos residenciales. 
2.1. Objetivos Específicos. 
2.1.1. Identificar los requisitos de calidad para materiales térreos utilizados como 
Terraplén, Subyacente, Subrasante, Subbase y Base hidráulica de las normas 
SCT. 
2.1.2. Analizar las características de las muestras extraídas de Bancos de Materiales 
realizando pruebas de clasificación y de calidad. 
2.1.3. Determinar la utilidad de los materiales térreos analizados para el proceso 
constructivo de vialidades en fraccionamientos o conjuntos residenciales. 
 
3. Marco Teórico 
Se define como banco de materiales a aquel lugar en la corteza terrestre constituido por roca 
o material granular (arena, grava, arcilla, etc.) susceptible de ser utilizado en la construcción. 
Las principales fuentes de éstos son depósitos aluviales, rocas masivas ya sean ígneas, 
sedimentarias o metamórficas, algunos materiales volcánicos y otros productos de alteración 
de rocas in situ (Ruiz y González, 1999). 
3.1. Depósitos Aluviales. 
Los depósitos de tipo abanico aluvial, según Corrales et al. (1977), se originan por la 
acumulación de sedimentos arrastrados por una corriente de agua (aluviones) sobre un pie de 
monte, se apoya en un relieve elevado y termina en una zona más o menos llana, que puede 
ser una playa o una llanura de inundación. 
Cuando el aluvión que circula por en el relieve montañoso incide en la zona de ruptura de 
pendiente y pierde bruscamente su confinamiento, los materiales detríticos se acumulan 
produciéndose una dispersión radial del flujo principal (Colombo, 2010). 
3 
El factor litológico ejerce una considerable influencia en el desarrollo del abanico aluvial ya 
que los sedimentos son diferentes de acuerdo al tipo de roca y el tamaño de las partículas, las 
cuales, según Gutiérrez (2008), están en función de la granulometría (gravas y arenas), del 
número de planos de discontinuidad por unidad de volumen (bloques) y los procesos de 
meteorización química (limos y arcillas) que los originan. Estos sedimentos se depositan en 
un abanico cuando el suministro de partículas supera la capacidad del transporte. A lo largo 
del abanico se observa una disminución del tamaño de las partículas, depositándose las más 
gruesas en las zonas proximales y las más finas en los dominios distales. 
Los criterios que permiten la identificación de este tipo de sedimentos en formaciones 
antiguas son los siguientes, según Corrales et al. (1977): la estratificación, pudiendo existirestratos tabulares, junto con otros de potencia variable, lenticulares o en forma de cuña; las 
direcciones medidas en estructuras sedimentarias, generalmente en dispersión como 
consecuencia de la distribución radial, a partir de la cabecera del abanico, de las corrientes; 
constituyen acumulaciones generalmente muy potentes y casi siempre desprovistas 
totalmente de restos orgánicos. 
3.2. Rocas Masivas. 
Los sedimentos, ya sean ígneos o sedimentarios, se convierten en rocas masivas a través del 
proceso de litificación. La litificación incluye dos procesos, el primero es la consolidación, 
donde el agua es expulsada por los poros debido a la presión de las capas superiores producto 
de la sedimentación; el segundo es la compactación, ocurre en depósitos no saturados donde 
el aire es expulsado y la porosidad se reduce (Goodman, 1993). 
Bates y Jackson (1972) definen la diagénesis como todos los cambios, modificaciones o 
transformaciones que sufren los sedimentos después de su deposición inicial y durante y 
después de su litificación, excluyendo la alteración superficial y metamorfismo. 
Son muchos los procesos diagenéticos que participan en la litificación, ente ellos, según 
Marfil y Caja (2010), están la compactación, cementación, reemplazamiento, 
recristalización, autigénesis mineral y crecimiento de concreciones y nódulos. A través de 
estos mecanismos los sedimentos inconsolidados pierden porosidad y desarrollan una fábrica 
secundaria o diagenética que se les transforma en rocas sólidas. 
4 
a) Rocas Sedimentarias. 
Las rocas sedimentarias tienen su origen, cuando los sedimentos, que incluyen detritos 
(fragmentos de roca y granos minerales), producto de la meteorización física o mecánica, a 
través de los fenómenos de gelifracción, descompresión y expansión térmica; además de 
soluciones de especies iónicas o coloidales, así como la formación de nuevas fases minerales 
resultado de la meteorización química mediante diversas reacciones como disolución, 
hidrólisis y oxidación son erosionados, como resultado de los agentes de transporte 
(gravedad, agua, viento y hielo) y se depositan en una cuenca de sedimentación los cuales 
durante la diagénesis, cuando sufren fenómenos de compactación, cementación o ambos 
(Pozo et al. 2003). 
Las rocas sedimentarias se han clasificado atendiendo principalmente a su origen, pueden ser 
detríticas y químicas. De acuerdo a su textura pueden ser de tipo clástico y no clástico; se 
clasifican también por su composición o tamaño de grano (Rivera, 2005). 
Rocas Detríticas. 
Las rocas detríticas son rocas en las que la porción de componentes terrígenos, cristales 
sueltos, fragmentos de cristales y rocas preexistentes por alteración y disgregación, 
es superior al 50%. Los clastos de minerales o rocas preexistentes han sufrido un 
transporte largo, enérgico y son depositados por procesos físicos (Pozo et al., 2003). 
 Arcillas 
Las arcillas son en su mayoría partículas en forma de láminas microscópicas y 
submicroscópicas de mica, minerales de arcilla y otros minerales. Se definen generalmente 
como partículas menores de 0.002 mm. Los minerales de arcilla son silicatos de aluminio 
x|complejos compuestos de una de las dos unidades básicas: sílice tetraédrico y aluminio 
octaédrico. Entre los minerales comunes de la arcilla se encuentran la caolinita, ilita, clorita, 
halosita, vermiculita y atapulguita. Las partículas se clasifican como arcilla sobre la base de 
su tamaño, ya que no pueden contener necesariamente minerales de arcilla (Braja, 2013). 
Grim (1953) define las arcillas como aquellas partículas “que desarrollan plasticidad cuando 
se mezclan con una cantidad ilimitada de agua”. 
5 
Arcilla. Constituida principalmente por minerales arcillosos pertenecientes a tres grupos: 
caolinita, originada por la alteración de feldespatos, micas y piroxenos; ilita, originada por la 
alteración de materiales de potasio; y montmorillonita, originada por la descomposición del 
olivino, según López (2002), quien describe también las siguientes rocas: 
Pizarra arcillosa. Roca de grado fino, con marcada foliación debido a la orientación de los 
minerales laminares como la mica y la clorita, tiene gran fisibilidad. 
Fangolita. Término utilizado para designar rocas similares a las pizarras arcillosas en cuanto 
a su falta de plasticidad, cohesión y bajo contenido de agua, pero carecen de la fisibilidad en 
el plano de estratificación. 
Limolitas. Roca resultante de la compactación y cementación de los limos. Los limos están 
compuestos por cuarzo, feldespatos alcalinos, algo de arcilla y materia orgánica, tienen baja 
permeabilidad, alta capilaridad, se compactan con dificultad y deformabilidad moderada. 
Marga. Roca constituida principalmente por lutitas, caliza o dolomía y una escasa porción de 
arena. Suele distinguirse por tener una plasticidad baja y por dar efervescencia con CIH. 
Caolín. Es la arcilla más pura, poco plástica y muy refractaria, no se utiliza nunca sola, sino 
mezclada con otras arcillas. 
Bentonita. Arcilla derivada de cenizas volcánicas, es muy plástica a causa de que sus 
moléculas son muy pequeñas. 
 Gravas 
Las gravas son fragmentos de rocas grandes, fácilmente identificables a simple vista, 
menores a 15 cm. Son resultado de la desintegración natural y abrasión de rocas, según 
Goodman, (1993) quien también describe las siguientes rocas: 
Conglomerado. Roca compuesta por cantos redondeados de tamaño superior a 2 mm. En 
estas rocas se pueden distinguir varias partes: la trama, que forma el armazón; la matriz: 
arenas y arcillas, que rellenan los huecos existentes entre los cantos de la trama y el 
cementante, que une los distintos fragmentos entre sí. Los cantos pueden proceder de la 
erosión de cualquier tipo de roca. 
6 
Brecha. Roca compuesta por clastos angulosos de tamaño superior a 2 mm. Son resultado de 
los movimientos de falla, derrumbes, glaciares o actividad volcánica. 
 Arenas 
Material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0.063 y 2 mm. Una partícula 
individual dentro de este rango es llamada grano o clasto de arena, según Goodman, (1993), 
quien también describe las siguientes rocas: 
Arcosa. Es una arena limpia con menos del 75% de cuarzo y más feldespatos que fragmentos 
de roca. 
Arenisca lítica. Es una arena limpia con un volumen mayor de fragmentos de roca que de 
feldespatos. 
Ortocuarcita. Es una arena limpia compuesta de más del 95% de cuarzo. 
Subarcosa. Arena limpia con 75 % a 95 % de cuarzo y más feldespato que fragmentos de 
roca. Es una roca intermedia entre la arcosa y la ortocuarcita. 
Protocuarcita. Arena limpia con 75 % a 95 % de cuarzo y más fragmentos de roca que 
feldespatos. 
Subgrawaca. Arena limpia con más fragmentos de roca que feldespatos, pero menos del 75 
% de cuarzo. 
Grawaca feldespática. Arena sucia con más del 15% de matriz detrítica y más feldespatos 
que fragmentos de roca. 
Grawaca lítica. Arena sucia con más del 15 % de matriz detrítica y más fragmentos de roca 
que feldespatos. 
Rocas Químicas 
Estas rocas se derivan de la descomposición química de las rocas preexistentes, y cuyos 
materiales resultantes son transportados en forma de solución, que luego por cambios 
fisicoquímicos del ambiente se precipitan por acción química o bioquímica. Muchos de los 
compuestos químicos transportados en solución son ligeramente más solubles en el agua, de 
tal manera que los cambios en la química del agua puede iniciar la precipitación de un 
7 
sedimento químico. Algunos compuestos químicos (NaCl, MgCl) son tan solubles, que ellos, 
a causa de la precipitación, se concentran solo cuando el agua es evaporada, estos sedimentos 
son llamados evaporitas (Rivera, 2005). 
 Calcita 
Es un mineral sedimentario que se forma por precipitación química y por depósito de 
caparazones carbonatados de organismos marinos. Es un carbonato de calcio cuya fórmula 
es CaCO3, según Goodman,(1993) quien también describe las siguientes rocas: 
Creta. Formada por la acumulación de conchas de foraminíferos planctónicos y placas de 
algas calcáreas. Contiene más del 95% de carbonato de calcio. Material muy poroso. 
Marga. Formada por carbonatos de calcio y más del 13% de arcilla. 
Travertino. Roca carbonatada, precipitada alrededor de manantiales con frecuencia termales. 
Material poroso. 
Caliche. Depósito endurecido de carbonato de calcio. Depositado por la evaporación de agua 
en la superficie de zonas áridas o semiáridas cementando otros materiales como arena, arcilla, 
grava o limo. 
Calcarenita. Rocas sedimentarias detríticas carbonatadas, formadas por la consolidación de 
arenas calcáreas (menor a 2mm). Son equivalentes a las areniscas. 
Coquina. Roca formada por conchas cementadas con poros sin rellenar. Estas rocas son 
extremadamente permeables y poco débiles. 
 Dolomita 
Mineral compuesto de carbonato de calcio y magnesio, es una variante de la caliza, caliza 
compuesta por más del 90% del mineral dolomita. Su formación se debe al reemplazamiento 
de calcio por magnesio. Su fórmula es CaMg(CO3)
2 (Goodman, 1993). 
 
 
 
8 
 Yeso 
Mineral compuesto por sulfato de calcio hidratado (CaSO4∙2H2O). Se presenta en masas y 
también en cristales grandes con maclas en punta de flecha o punta de lanza. El yeso es 70% 
más soluble que la calcita (Goodman, 1993). 
 Anhidrita 
Mineral sedimentario compuesto de calcio, azufre y oxígeno (CaSO
4
). Es un mineral 
evaporado, el cual se puede encontrar en los depósitos multicapa en cuencas sedimentarias 
donde se ha evaporado grandes cantidades de agua de mar (Goodman, 1993). 
b) Rocas ígneas. 
Las rocas ígneas son las más abundantes de la corteza, suelen ocupar el 90% de la litósfera y 
tienen por origen la solidificación de una mezcla fundida, llamado magma cuando está dentro 
de la corteza y lava para el magma que llega a la superficie (Rivera, 2005). 
Las rocas ígneas formadas debajo de la superficie terrestre son llamadas rocas ígneas 
intrusivas y se presentan en forma de batolitos, stocks, lacolitos, diques y mantos. En cambio, 
las rocas ígneas extrusivas o efusivas, son aquellas que han solidificado a partir de una lava, 
sobre la superficie terrestre, así como las que se han formado por la litificación de fragmentos 
eyectados por volcanes en erupciones explosivas. La profundidad a la cual solidifica un 
magma, es un hecho que determina su textura y en algunos casos su estructura. La textura es 
primordialmente, una consecuencia de la rapidez de cristalización (Puig, 1970). 
Para clasificar correctamente una roca ígnea el mejor método es el estudio petrográfico de su 
lámina delgada. Sin embargo, desde el punto de vista de la caracterización en campo es 
importante identificar la textura de la roca, la abundancia de sus minerales constituyentes y 
más subordinadamente su índice de color (Pozo et al., 2003). 
Textura Porfídica 
Roca formada por grandes cristales incrustados en una matriz de cristales más pequeños. Los 
grandes cristales que hay en una roca porfídica se denominan fenocristales, mientras que los 
cristales más pequeños se denominan matriz. Esta textura indica al menos dos etapas 
9 
principales de crecimiento de los cristales en condiciones temporales o de viscosidades 
diferentes (Pozo et al., 2003). 
Textura Fanerítica 
Textura de grano grueso (>1 mm), los componentes son identificables a simple vista o con 
una lupa. Se diferencian dos tipos: cuando una textura fanerítica presenta cristales de tamaño 
superior a 1 cm se denomina pegmatítica. En función de la distribución de tamaños en la 
muestra se reconocen textura equigranulares o inequigranulares (Pozo et al., 2003). 
 Composición Granítica (Félsica) 
Granito. Roca intrusiva compuesta de cristales de cuarzo, feldespato, ortoclasa y 
comúnmente mica; también puede hallarse presente la plagioclasa sódica, horblenda y 
piroxeno (Puig, 1970). 
 Composición Andesítica (Intermedia) 
Diorita. Roca intermedia. Su coloración es gris de tonalidad oscura, debido a la mayor 
abundancia de minerales máficos (ferromagnesianos). Es una roca granuda y los minerales 
esenciales que la forman son plagioclasas, feldespatos alcalinos, micas comúnmente biotita 
y cuarzo (Rivera, 2005). 
 Composición Basáltica (Máfica) 
Gabro. Estas rocas son de color oscuro, verde o gris oscuro a negro. Los componentes 
minerales esenciales de estas rocas son plagioclasa cálcica, augita, piroxeno, olivino; el 
cuarzo está ausente. Los gabros, por alteraciones regionales, sufren cambios en sus 
componentes minerales, así, la augita se sustituye por la horblenda y la plagioclasa se 
transforma en anfibolitas (Rivera, 2005). 
 Composición Ultramáfica 
Peridotita. Roca plutónica que contiene olivino, piroxeno y baja proporción de granate 
(MacKenzie, Donaldson y Guilford, 1996). 
 
10 
Textura Afanítica 
Textura de grano fino (cristales < 1 mm). No se pueden distinguir ni con una lupa. Se 
diferencian dos tipos: microcristalina, se reconocen los constituyentes con un microscopio; 
y criptocristalina, no se reconocen sus constituyentes con un microscopio (Pozo et al., 2003). 
 Composición Granítica (Félsica) 
Riolita. Son rocas extrusivas equivalentes al granito. Están compuestas de cuarzo, feldespato 
y biotita. Los colores típicos son grises claro, rosados y amarillentos. Ocurren con frecuencia 
con estructura badeada. Son rocas altamente silícicas y presentan fenocristales de ortoclasa 
sódica, piroxeno sódico y anfíbol sódico, lo que indica su carácter alcalino. Generalmente 
presentan texturas porfíríticas (Rivera, 2005). 
 Composición Andesítica (Intermedia) 
Andesita. Es el equivalente volcánico de la diorita. Es la roca volcánica más abundante 
después del basalto. Las andesitas son aquellas en las cuales la plagioclasa sódica subcálcica 
es el constituyente predomínate; también presentan feldespato alcalino, cuarzo escaso y 
minerales ferromagnesianos que pueden ser biotita, horblenda, augita o hiperstena. 
Generalmente son pocas porfídicas de color gris oscuro (Rivera, 2005). 
 Composición Basáltica (Máfica) 
Basalto. Son rocas volcánicas equivalentes a los gabros. Son lava máficas cuyos minerales 
esenciales son plagioclasa cálcica, augita, olivino y óxidos de hierro. Roca generalmente 
oscura, se presenta en grandes masas o en forma de corriente de aspecto lávico típico. Puede 
presentar un grano muy fino y tener aspecto de roca maciza muy resistente y muy dura. Son 
las rocas más abundantes en el mundo (Rivera, 2005; Puig, 1970). 
Textura Vítrea 
El tamaño de los cristales informa acerca de la rapidez del enfriamiento del magma o lava, 
así cuando el enfriamiento es tan rápido que no hay tiempo para que se forme la materia 
cristalina (cristales) se origina el vidrio volcánico, que da lugar a esta textura (Pozo et al., 
2003). 
11 
 
 Composición Granítica (Félsica) 
Obsidiana. Es una roca dura de textura casi igual a la de un vidrio negro, pero el color puede 
ser también gris perlado o rojizo y presenta a veces una serie alineada de burbujas que dan a 
la roca un brillo sedoso de color verdoso, plateado o dorado. Tiene una fractura típicamente 
conchoidal (Puig, 1970). 
Pumita. Aunque esta roca está incluida entre los vidrios, es en realidad un producto 
piroclástico, o sea, que es arrojado por los volcanes en sus erupciones violentas. Se trata de 
un vidrio sumamente poroso, como espuma de vidrio, tan ligero que flota fácilmente en el 
agua (Puig, 1970). 
Textura Piroclástica 
Los fragmentos de roca, de diferentes tamaños emitidos en erupciones volcánicas explosivas, 
se denominan piroclastos o tefras. Estos según el tamaño predominante reciben diversos 
nombres: cenizas (< 2 mm), lapilli (2 – 64 mm), bombas volcánicas, morfología elipsoidal o 
discoidal (>64 mm) y bloques, morfología irregular o angulosa (>64 mm) (Pozo et al., 2003). 
Toba. Se forma cuandose litifican partículas piroclásticas finas. La toba generalmente es 
ligera, de color claro y puede ser suave o muy dura (Puig, 1970). 
Brecha volcánica. Las gravas no son redondeadas como no lo es el resto de los materiales, 
excepto las bombas que tienen una forma elipsoidal. Cuando estas gravas llegan a 
consolidarse, o a soldarse irregularmente por sus aristas, forman una brecha volcánica y eso 
sucede generalmente entre dos corrientes de lava (Puig, 1970). 
c) Rocas Metamórficas. 
Las rocas metamórficas son materiales que han sufrido una transformación como resultado 
del intenso calor, la elevada presión y/o la acción de fluidos termales. De esta manera cada 
roca metamórfica tiene una roca madre o protolito, esta puede ser ígnea, sedimentaria o 
incluso metamórfica (Pozo et al., 2003). 
12 
El metamorfismo tiene lugar cuando las rocas están sometidas a condiciones diferentes a las 
de su formación, ante esta situación, las rocas cambian gradualmente hasta alcanzar un estado 
de equilibrio con el nuevo ambiente. El metamorfismo ocurre siempre en tres ambientes 
según Rivera (2005): 
Metamorfismo de contacto.- Ambiente en el cual la roca preexistente está cerca o en contacto 
con una masa ígnea, aquí los cambios se deben principalmente a las elevadas temperaturas 
del material magmático. 
Metamorfismo regional.- Ambiente orogénico en el cual da lugar a la formación de 
cordilleras, donde las rocas están sometidos a presiones dirigidas y a elevadas temperaturas 
asociadas con deformaciones tectónicas. 
Metamorfismo cataclástico o dinámico.- Ambiente en el cual predominan zonas de fallas, 
aquí las rocas se rompen y pulverizan debido a los esfuerzos al producirse el desplazamiento 
de las fallas. 
Las rocas metamórficas deformadas bajo la acción de una potente presión dirigida son 
fácilmente distinguibles por sus características estructurales, dado que sus minerales tienden 
a ordenarse en capas paralelas o a convertirse en minerales alargados. Esta ordenación 
proporciona a las rocas metamórficas una propiedad llamada foliación. Sobre la base de esta 
propiedad, las rocas se clasifican en foliadas (en las cuales se presenta la esquistosidad) y no 
foliadas (Rivera, 2005). 
Texturas Foliadas 
Pizarra. Se originan a partir de materiales arcillosos, según Pozo et al. (2003). Estas son 
generalmente de color oscuro y de grano fino, más o menos laminadas y se pueden separar 
en láminas (Puig, 1970). 
Filita. Presenta una foliación ondulada de filosilicatos de grano finorecristalizados 
(principalmente moscovita y clorita) que exhibe un brillo peculiar, sedoso, satinado o 
plateado y un aspecto arrugado (Pozo et al., 2003). 
Esquisto. Rocas derivadas principalmente de las ígneas extrusivas que contienen una gran 
proporción de minerales ferromagnesianos, y así se tienen esquisto micáceo, esquisto de 
13 
horblenda, esquisto de clorita, etc. Son de textura menos fina que la pizarra. Presentan una 
foliación ondulada por lo que se dividen las láminas muy delgadas y desiguales (Puig, 1970). 
Gneis. Rocas metamórficas granular de alto grado, producto del metamorfismo regional. 
Presenta el típico aspecto bandeado, que lo hace fácilmente reconocible, donde se pueden 
distinguir los cristales claros y alargados de cuarzo y de feldespatos, con los cristales 
alineados en capas o bandas más o menos paralelas y separadas entre sí por capas de mica en 
cristales pequeños. Se le encuentra asociado a rocas intrusivas (Puig, 1970; Rivera 2005). 
Rocas No Foliadas 
Mármol. Roca metamórfica producto del metamorfismo de contacto y metamorfismo 
regional que afecta a rocas carbonatadas como las calizas y dolomías. Los cristales que la 
forman son mucho mayores debido a la recristalización sufrida por el incremento de 
temperatura (Rivera, 2005). 
Cuarcita. Roca resultante del metamorfismo de areniscas, que se caracteriza por ser muy 
dura, carece de foliación y se distingue de la arenisca en que carece totalmente de poros y al 
romperla, se rompen los granos de cuarzo en vez de romperse alrededor de ellos (Rivera, 
2005). 
4. Marco Normativo 
La Normatividad de la Infraestructura del Transporte (Normativa SCT) aporta los criterios, 
métodos y procedimientos para asegurar la uniformidad de estilo y calidad de los materiales 
así como de los trabajos que se realizan para la construcción (CTR), conservación, 
reconstrucción o modernización de todo tipo de carreteras (CAR), desde brechas hasta 
autopistas. Por lo tanto es importante conocer los valores específicos que las normas (N) 
proponen para los diseños, características, calidad de los materiales, métodos de ejecución y 
conceptos de obra, además la SCT cuenta con manuales (M) los cuales indican los 
procedimientos para muestreo y prueba (MMP), tanto de laboratorio como de campo, de los 
materiales que se utilizan en estas obras (Secretaría de Comunicaciones y Transportes, 1999). 
 
 
14 
N-CTR-CAR-1-01-008/00 Conceptos de Obra - Terracerías - Bancos. 
Los bancos de materiales son las excavaciones a cielo abierto destinadas a extraer material 
para la formación de cuerpos de terraplenes; ampliaciones de las coronas, bermas o tendido 
de los taludes de terraplenes existentes; capas subyacentes o subrasantes; terraplenes 
reforzados; rellenos de excavaciones para estructuras o cuñas de terraplenes contiguas a 
estructuras; capas de pavimento; protección de obras y obras de restauración ecológica, así 
como para la fabricación de mezclas asfálticas y de concretos hidráulicos. 
El transporte y almacenamiento de todos los materiales extraídos de los frentes de ataque al 
sitio de almacenamiento o tratamiento son responsabilidad exclusiva del Contratista de Obra 
y los realizará de tal forma que no sufra alteraciones que ocasionen deficiencias en la calidad 
de la obra, tomando en cuenta lo establecido en las Normas aplicables del libro CMT 
Características de los Materiales. 
Los materiales no aprovechables o los desperdicios que resulten de la explotación se cargarán 
y transportarán a un sitio dentro del banco donde no estorben la extracción y el tratamiento 
de los materiales aprovechables y donde no obstruyan el drenaje natural. Al término de la 
exploración o utilización del banco, esos materiales se colocarán y extenderán en los fondos 
de las excavaciones y en los taludes. 
M-MMP-1-02/03 Métodos de Muestreo y Prueba de Materiales - Suelos y Materiales para 
Terracerías - Clasificación de Fragmentos de Roca y Suelos. 
Este manual describe el procedimiento para clasificar los materiales para terracerías a que se 
refieren las Normas N-CMT-1-01 Materiales para Terraplén, N-CMT-1-02 Materiales para 
Subyacente y N-CMT-1-03 Materiales para Subrasante, de acuerdo con pruebas índice 
realizadas en campo y en laboratorio. 
Los suelos son materiales con partículas de tamaño menor de 7.5 cm (3"). Se clasifican con 
base en su composición granulométrica y en sus características de plasticidad, representada 
por los límites de consistencia. 
Los suelos se clasifican como suelos gruesos cuando más del 50% de sus partículas son de 
tamaño mayor que 0.075 mm (malla N°200) y como suelos finos cuando el 50% de sus 
15 
partículas o más, son de tamaño menor. El símbolo de cada grupo está formado por letras 
mayúsculas, que son las iniciales de los nombres ingleses de los suelos (Juárez y Rico, 2008). 
Los suelos gruesos se clasifican como grava (G) cuando más del 50% de las partículas de la 
fracción gruesa tienen tamaño mayor que 4.75 mm (malla N°4) y como arena (S) cuando el 
50% de las partículas o más de la fracción gruesa, son de tamaño menor, ambas a la vez se 
subdividen en ocho grupos (Tabla 1): 
Tabla 1. Clasificación de suelos gruesos, según Norma M-MMP-1-02/03. 
 
Los suelos finos se clasifican al graficar sus características de plasticidad en la Carta de 
Plasticidad (Figura 1) en: 
Limo (M). Se clasifica como limo cuando su límite líquido(𝜔𝐿) y su índice plástico (𝐼𝑝), 
determinados definen un punto ubicado en las Zonas I o III de la carta de Plasticidad, que se 
muestra en la Figura 1. 
Si dicho punto se aloja en la zona Iel material se clasifica como limo de baja compresibilidad 
y se identifica con el símbolo ML; si se ubica en la zona III, se clasifica como limo de alta 
compresibilidad y se identifica con el símbolo MH. 
Si el material contiene una cantidad apreciable de materia orgánica y el punto definido por 
su límite líquido (𝜔𝐿) y su índice plástico (𝐼𝑝) se ubica cercano y debajo de la línea A de la 
Carta de Plasticidad, se clasifica como limo orgánico de baja compresibilidad, si su límite 
(GW) (SW) (GP) (SM)
5% de finos máx
Cu > 4
1 < Cc > 3
Cu > 6
1 < Cc > 3
(GM) (SM) (GW-GM) (SW-SM) (GP-GM) (SP-SM)
(GC) (SC) (GW-GC) (SW-SC) (GP-GC) (SP-SC)
LIMOSA
ARCILLOSA 
12% de finos mín y 
estos son limos
Grava o arena bien graduada que 
contiene entre 5% y 12% de finos 
y estos son limos 
Grava o arena mal graduada que 
contiene entre 5% y 12% de finos 
y estos son limos
12% de finos mín y 
estos son arcilla
Grava o arena bien graduada que 
contiene entre 5% y 12% de finos 
y estos son arcillas 
Grava o arena mal graduada que 
contiene entre 5% y 12% de finos 
y estos son arcillas
5% de finos máx y sus 
coeficientes de uniformidad y 
curvatura no cumplen para ser 
bien graduadas
GRAVA O 
ARENA
MAL GRADUADABIEN GRADUADAGRAVA O ARENA
16 
líquido (𝜔𝐿) es menor de 50% y se identifica con el símbolo OL, o como limo orgánico de 
alta compresibilidad si su límite líquido (𝜔𝐿) es mayor y se identifica con el símbolo OH. 
 
Figura 1. Carta de Plasticidad, para clasificación de Suelos Finos, editado de Norma M-MMP-01-02/03. 
 
Arcilla (C). Se clasifica como arcilla cuando su límite líquido (𝜔𝐿) y su índice plástico (𝐼𝑝), 
definen un punto ubicado en las Zonas II o IV de la Carta de Plasticidad y se identifica con 
el símbolo C. 
Si dicho punto se aloja en la zona II, el material se clasifica como arcilla de baja 
compresibilidad y se identifica con el símbolo CL, si se ubica en la zona IV, se clasifica como 
arcilla de alta compresibilidad y se identifica con el símbolo CH. 
La clasificación de los suelos en campo se hace considerando su granulometría, plasticidad, 
color y olor, como sigue: 
Granulometría. Se extiende una muestra seca del material con tamaño de 7.5 cm, sobre una 
superficie plana con el propósito de estimar, en forma aproximada, los porcentajes de los 
tamaños de las partículas, forma y composición mineralógica. 
Según su tamaño las partículas del material se agrupan en: partículas mayores de 5 mm 
(grava); partículas comprendidas entre las de menor tamaño que pueda observarse a simple 
vista y 5 mm (arena) y partículas de menor tamaño que se pueda observar a simple vista 
(finos). 
SIMBOLOGÍA 
I – Limo de baja 
compresibilidad 
II – Arcilla de baja 
compresibilidad 
III – Limo de alta 
compresibilidad 
IV – Arcilla de alta 
compresibilidad 
I 
IV 
III 
II 
17 
Se determina de forma aproximada los porcentajes de cada uno de los grupos con relación al 
volumen total. Se estima la graduación del material como bien graduada cuando se observe 
una amplia gama de tamaños y cantidades apreciables de todos los tamaños intermedios y 
como mal graduada cuando se observe la predominancia de un tamaño o de un rango de 
tamaños. 
Dilatancia. De la fracción menor a 0.425 mm (finos) se toma una porción en la mano y se le 
agrega agua en cantidad tal que, al amasarla se obtenga una masa de consistencia suave que 
no presente flujo. Una vez que la mezcla ha obtenido la consistencia deseada, se forma con 
ella una pastilla. 
Con la palma de la mano ligeramente contraída se sujeta suavemente la pastilla y se sacude 
en dirección horizontal, golpeando varias veces y en forma vigorosa la mano que la contiene 
contra la otra mano, a fin de provocar la salida del agua a la superficie, lo cual queda de 
manifiesto cuando dicha superficie toma una apariencia lustrosa. Al ocurrir esto, se presiona 
ligeramente la pastilla con los dedos para provocar que el agua desaparezca de la superficie 
y ésta pierda su lustre. 
Se estima la rapidez con que la superficie de la pastilla toma la apariencia lustrosa al golpear, 
así como la rapidez con que desaparece este lustre al presionarla. Se reporta la dilatancia 
como: rápida, lenta o nula. 
Una dilatancia rápida es típica de arena fina y de arena limosa (SM) no plástica, así como de 
algunos limos orgánicos (ML). Una dilatancia extremadamente lenta o nula es típica de la 
arcilla (CL o CH). 
Tenacidad. De la pastilla formada en la dilatancia, se toma una porción y se rola con la mano 
hasta formar un pequeño rollo de aproximadamente 3 mm de diámetro. Se reamasa el 
material y se forma nuevamente el rollo, repitiéndose esta operación varias veces para que el 
material pierda el exceso de agua y el rollo se fragmente, lo que indica que el suelo ha 
alcanzado un contenido de agua similar al del límite plástico (𝜔𝑃). 
Se estima el tiempo necesario para que el material alcance el contenido de agua 
correspondiente al límite plástico, así como la resistencia que opone al ser comprimido el 
18 
rollo. La tenacidad se reporta como; nula, tiempo corto y resistencia muy pequeña; media, 
tiempo medio y resistencia media y alta, tiempo largo y resistencia alta. 
Una tenacidad alta es típica de la arcilla (CL o CH), mientras más alta sea la tenacidad, el 
material será más compresible. Una tenacidad media o nula es típica de limo y limo orgánico. 
Resistencia en estado seco. De la fracción que pasa la malla Nº40 se toma una porción del 
material y se forma una pastilla de aproximadamente 4 cm de diámetro y 1 cm de espesor. 
La pastilla se coloca en un medio adecuado para que pierda lentamente su contenido de agua, 
hasta que se aprecie visiblemente seca; posteriormente se desmorona con los dedos. Si al 
romper la pastilla se observa que aún contiene agua, se continúa con el secado del material y 
posteriormente se rompen y desmoronan las fracciones. 
Se estima la dificultad que presenta la pastilla a romperse y desmoronarse; de acuerdo con lo 
anterior se reporta la resistencia en estado seco como: nula, media, alta. 
Una alta resistencia en estado seco es característica de una arcilla de alta compresibilidad 
(CH). Una resistencia en estado seco nula es típica de un limo (ML o MH). 
Color. Existen algunos criterios relativos al color, por ejemplo, el color obscuro suele ser 
indicativo de la presencia de materia orgánica o de su naturaleza básica (ferromagnesianos), 
y los colores claros y brillantes son más bien propios de suelos ácidos (sílices). 
Olor. Los suelos orgánicos (OL y OH) tienen por lo general un olor distintivo, que puede 
usarse para su identificación. Los suelos altamente orgánicos (Turba) prenden estando secos. 
5. Marco Geológico. 
La zona de estudio se localiza en el extremo norte central de la provincia geológica “Faja 
Volcánica Transmexicana” (Figura 2), la cual cruza el centro del país desde el Golfo de 
México en el oriente, hasta el Océano Pacífico en el poniente (Tenorio, 2013). 
Esta región según Alarcón (2007) se caracteriza por el emplazamiento de una enorme masa 
de rocas volcánicas de diferentes tipos, acumuladas durante varios episodios volcánicos 
sucesivos iniciados a mediados del Terciario Inferior y que continuaron durante el Reciente. 
Las rocas más antiguas son calizas y dolomías del Cretácico Inferior, sobre las que se 
19 
depositaron extensas coladas lávicas de composición riolítica, andesitica y basálticas 
terciarias, así como piroclásticos formados de pumicita, arena, cenizas volcánicas que se 
depositaron en lagos, que al desecarse, ahora forman extensas llanuras. 
 
Figura 2. Provincias Geológicas de México, editado de Ortega, Mitre, Roldán, Aranda, Morán, Alaníz y Nieto 
(1992). 
Otro rasgo sobresalientede esta provincia es la presencia de amplias cuencas cerradas que 
formaron lagos como el de Pátzcuaro, Cuitzeo o que fueron desecados como el de Texcoco 
en la Cuenca de México (de la Llata, 2011). 
Del conjunto de cuencas originadas por la actividad volcánica del Eje Volcánico, la Cuenca 
de México es una de las más grandes, según Tenorio (2013), tiene una extensión de 9,600 
Km², de los cuales el 40% corresponde a la altiplanicie formada en el fondo de la cuenca y 
60% corresponde al terreno accidentado perteneciente a las sierras que lo rodean, es una 
cuenca cerrada con desagüe artificial, quedando limitada al norte por las sierras de 
Tepotzotlán, Tezontlalpan y Pachuca; al oriente la Sierra de Calpulalpan y la Sierra Nevada; 
Faja Volcánica Transmexicana 
20 
al sur por la Sierra de Chichinautzin; y al poniente por las Sierras de las Cruces, Monte Alto 
y Monte Bajo (Figura 3). 
 
Figura 3. Límites morfológicos de la Cuenca del Valle de México. 
La evolución que este territorio ha tenido a lo largo del tiempo geológico y que define la 
configuración del relieve actual la explica Mooser, Montiel y Zúñiga (1996) en siete fases: 
 La primera fase se desarrolla en el Terciario Inferior, originando rocas volcánicas que no 
afloran en la superficie. La segunda fase ocurre en el Oligoceno Medio y se caracteriza por 
la existencia de numerosas coladas de lava de composición intermedia y ácida. El Oligoceno 
superior es el escenario de la tercera fase, en ella tiene desarrollo la base de lo que más 
adelante serán las Sierras Mayores localizadas al este y oeste de la actual Cuenca de México, 
el tipo de roca que caracteriza esta fase es de composición ácida y forma grandes depósito de 
dacitas y riolitas. Durante el Mioceno aparece la Sierra de Guadalupe, misma que marca el 
inicio de la cuarta fase, este complejo volcánico está constituido de lavas intermedias y 
ácidas. Al término del Mioceno inicia la quinta fase volcánica, resultado de una actividad 
volcánica de composición intermedia y ácida. El Pleistoceno es el escenario donde se 
desarrolla la sexta fase volcánica donde hubo predominio de materiales andesito-basálticos. 
La séptima fase culmina en el Cuaternario Superior, con la formación de la Sierra de 
21 
Chichinautzin, la cual fue resultado de la edificación de más de un centenar de conos, 
derrames lávicos y material piroclástico. 
Vázquez y Jaimes (1989) definieron y revisaron las unidades volcánicas del Terciario y 
Cuaternario, tomando como base las características líticas, relaciones estratigráficas, tipo de 
volcanismo, datos geocronológicos y paleomagnéticos obteniendo lo siguiente. 
 Terciario 
Rocas extrusivas del Mioceno Medio y Tardío (Tmv) 
Se les llama así a las rocas volcánicas que difieren en composición litológica y posición 
estratigráfica con respecto a las rocas volcánicas del Oligoceno Tardío-Mioceno Temprano. 
Sus afloramientos se distribuyen por toda la cuenca en áreas pequeñas, en la mayoría de los 
casos por encontrarse cubiertas por los materiales volcánicos más recientes (Vazquez y 
Jaimes, 1989). 
En el norte del Estado de México se encuentra ampliamente distribuida en pequeños 
afloramientos de los que destaca la base de la Sierra Tepotzotlán según Fries, (1960). Se 
incluye también por posición estratigráfica y edad los depósitos de la Formación Tepoztlán 
de la Sierra del mismo nombre y la Andesita Jalpan de los Cerros Jalpan y Zincoque 
(Segerstrom, 1961). Estas rocas están constituidas por secuencias de tobas, brechas 
volcánicas y lavas que en algunos lugares se encuentran interestratificadas con brechas 
volcánicas. 
Las características antes mencionadas indican que este conjunto de rocas extrusivas 
representa el inicio de la actividad magmática del Arco Volcánico Trasnmexicano. 
Depósitos volcánicos del Plioceno Temprano (Tpv) 
Conjunto de rocas extrusivas que representan un segundo periodo magmático del Arco 
Volcánico Transmexicano. Localmente afloran en los flancos de las Sierras de Las Cruces, 
Zempoala y Río Frío, y en cerros aislados en el resto de la cuenca; también coronan las 
Sierras de Guadalupe y Tepotzotlán (Segerstrom, 1961). 
Sobreyacen con discordancia erosional a rocas volcánicas del Oligoceno-Mioceno y están 
cubiertas de la misma forma por unidades volcánicas del Plioceno Tardío y Cuaternario. Por 
22 
la interpretación del subsuelo se infiere una relación interdigitada con depósitos piroclásticos 
y clásticos del Plioceno (Tppc). 
La composición varía de andesítica a dacítica, las secuencias piroclásticas observadas 
generalmente no son consolidadas, constituyen tobas cristalinas, vítreas, líticas y pumíticas, 
tanto de flujo piroclástico como de “surge” piroclástico, las cuales se encuentran cubiertas 
por intercalaciones de derrames lávicos, algunos autobrechados, con brechas de flujo; los 
flujos lávicos más máficos tienen exfoliación regular horizontal con vesículas alargadas en 
dirección del derrame, lo que da idea de regímenes de flujo laminar con alto contenido de 
volátiles (Fries, 1962). 
Rocas volcánicas máficas del Plioceno Tardío (Tpb) 
Estas rocas están constituidas por derrames de lava interestratificados, en ocasiones, con 
capas de poco espesor de brechas volcánicas y/o con piroclásticos que se consideran 
pertenecientes a los depósitos piroclásticos y clastos aluviales del Plioceno (Tppc) (Gyene, 
Fries, Segerstrom, Black y Wilson, 1963). La composición varía de basáltica a andesítica. 
Dichas rocas máficas yacen discordantemente sobre las unidades terciarias anteriores, en 
algunos sitios cubren discordantemente a las rocas mesozoicas, con marcada discordancia 
angular y erosional (Vazquez y Jaimes, 1989). 
Depósitos piroclásticos y clásticos aluviales del Plioceno (Tppc) 
Se designa con este nombre a los depósitos no diferenciados, relacionados genéticamente con 
la actividad piroclástica y fluvial de todo el Plioceno. En el sector septentrional, fueron 
reconocidos por Segerstrom (1961), Fries (1962) y Geyne et al. (1963), en donde forman 
extensas llanuras y piedemontes aluviales. 
En el subsuelo de la porción meridional de la cuenca dichos depósitos constan de tobas, 
brechas volcánicas y aglomerados, con horizontes de conglomerados, arenas y arcillas, se 
encuentran cubiertos discordantemente por aluvión del Cuaternario y están acumulados en 
fosas tectónicas (graben de Chalco) y rellenando amplios valles surcados en rocas volcánicas 
del Oligoceno-Mioceno. 
 
23 
Cuaternario 
Formación El Pino (Qpp) 
Se agrupa con este nombre las rocas volcánicas, principalmente máficas, que forman los 
Cerros La Estrella, El Pino, Chimalhuacán, Chiconautla, Gordo y otros aislados, así como 
los campos volcánicos de Tezontepec-Otumba. 
Constituye secuencias de flujos lávicos con intercalaciones delgadas de tefra no consolidada, 
de caída, formada por cenizas cristalinas, vítreas, lapillis líticos y escoria tamaño lapilli; estas 
características de la tefra implican un volcanismo estromboliano según Vázquez y Jaimes 
(1989); los derrames lávicos reconocidos son de andesita-basáltica de olivino y los 
andesíticos de anfíbol, generalmente tienen buena estructura fluidal con vesículas alineadas 
en la dirección del flujo y otros con lajamiento regular; esto indica regímenes de flujo laminar 
con alto contenido de volátiles. 
Esta formación cubre discordantemente unidades volcánicas del Oligoceno, Mioceno, 
Plioceno y la Formación Llano Grande del Peistoceno Temprano está cubierta de igual forma 
por las formaciones Chichinautzin y Telapón (Mooser, Nairn y Negendank, 1974). 
Formación Chichinautzin (Qc) 
Se aplica este nombre a todo el volcanismo monogenético principalmente estromboliano con 
características y edad similares en la región de la Cuenca de México y sus alrededores. Las 
lavas de esta unidad en general son muy extensas, vesiculares, masivas o lajadas y son los 
productos volcánicos más abundantesde esta unidad. La composición de estas lavas es 
principalmente andesítico-basáltica y andesítica, principalmente de grano fino y medio, 
porfiríticas -afaníticas-mesocráticas, con fenocristales de olivino y piroxenos en matriz vítrea 
y microcristalinas. 
Esta unidad cubre discordantemente casi todas las unidades cretácicas y del Terciario; en 
algunos sitios cubre discordantemente la Formación el Pino y se encuentra interdigitada con 
depósitos lacustres y aluvión (Fries, 1960, Bloomfield, 1975, Martin, 1982). 
 
 
24 
Depósitos Aluviales (Qal) 
Material clástico fluvial acumulado contemporáneamente con sedimentos lacustres y 
depósitos volcánicos del Cuaternario. Según Fries (1962) afloran formando llanuras aluviales 
al norte y al sur de la región de Pachuca, Hidalgo, se encuentran extensamente distribuidos, 
rellenando amplios valles socavados en depósitos piroclásticos y clásticos del Plioceno 
(Tppc), así como depresiones tectónicas como el graben de Chalco. 
En las zonas norte y sur incluyen material poco consolidado compuesto por fragmentos con 
tamaño de grava, arena, limos y arcilla, conteniendo localmente marga, tierra diatomácea, 
turba, loess y travertino. 
En el subsuelo descansan ampliamente, con discordancia, encima de los depósitos 
piroclásticos y clásticos del Plioceno, además descansan localmente en la misma forma, sobre 
rocas volcánicas sedimentarias más antiguas del Cretácico; probablemente debido a su edad 
cuaternaria se interdigita con las formaciones volcánicas de la misma edad, siendo su 
contacto concordante e interdigitado con los sedimentos lacustres (Qla). 
Depósitos Lacustres (Qla) 
Se agrupan en esta unidad los sedimentos clásticos y productos piroclásticos relacionados 
con la actividad volcánica del estratovolcán Popocatépetl y de la Sierra Chichinautzin, los 
cuales se depositaron en un ambiente lacustre. Estos depósitos forman una gran altiplanicie 
lacustre, extendida con una altitud promedio de 2,200 m.s.n.m desde Zumpango hasta Chalco 
y desde Texcoco hasta el Cerro de Chapultepec. 
Bryan (1948) describe arcillas bentoníticas y montmorilloníticas, con carbonato de calcio, 
diatomeas, ostrácodos e interestratificaciones de ceniza y pómez. 
Los depósitos lacustres se encuentran interdigitados con la Formación Chichinautzin y con 
los depósitos aluviales. El origen de los depósitos lacustres está íntimamente relacionado con 
la obstrucción definitiva del desagüe de la Cuenca de México, causado por la intensa 
actividad volcánica que edificó la Sierra Chichinautzin (Vazquez y Jaimes, 1989). 
Desde el punto de vista geotécnico la zonificación aplicable al Distrito Federal puede 
extenderse al norte del Valle de México (Figura 4). La propuesta elaborada por Valencia 
25 
(2007) muestra que en la Zona II, correspondiente a los antiguos lagos de Xaltocan – San 
Cristobal y Zumpango, se puede definir una zona de transición baja y de transición alta. En 
la misma forma, en la Zona I, se puede distinguir entre las amplias llanuras de materiales 
aluviales y los lomeríos circundantes. Además se muestra que al norte del antiguo dique que 
unía Ecatepec a Venta de Carpio, la Zona III, deja de continuar. 
 
Figura 4. Zonificación geotécnica del norte del Valle de México, tomado de Valencia, 2007. 
Por lo tanto, en este mapa de zonificación geotécnica propuesto se definen las subzonas 
(Júarez, Auvinet, Hernández y Méndez, 2011): 
Zona I.- Lomas. 
Subzona I a, Lomeríos. Formada por rocas o suelos firmes depositados fuera del ambiente 
lacustre. 
Subzona I b, Aluvial. Integrada por estratos arenosos y limo arenosos intercalados con capas 
de arcilla altamente resistentes. 
Zona II.- Transición. 
26 
Subzona II a, Transición alta. Está formada por estratos de arcilla lacustre con espesores 
menores a 2.5m. 
Subzona II b, Transición baja. Está formada por estratos de arcilla lacustre con espesores 
mayores a 2.5m. 
Localmente la zona de estudio pertenece a los municipios de Tecámac y Zumpango en el 
Estado de México, localizados en la Zona I b, Aluvial. 
El Estado de México queda comprendido dentro de la llamada Cordillera o Eje Volcánico y 
la Sierra Madre del Sur, por ello está constituido en su mayor parte por rocas volcánicas, así 
como por depósitos sedimentarios fluviales y lacustres en las porciones centro, norte y oeste 
de la Cuenca de México (Secretaría de Desarrollo Agrario, Territorial y Urbano, 2014). 
Los municipios de Tecámac y Zumpango se encuentran en el Sistema Volcánico Transversal, 
dentro de la Provincia Fisiográfica del Eje Neovolcánico y de la Subprovincia Lagos y 
Volcanes de Anáhuac. 
Tecámac está ubicado en un Valle a orillas de lo que era el lago de Xaltocan, no cuenta con 
un sistema montañoso, únicamente posee tres cerros aislados, cerro Tonalá con una altitud 
de 2,570 m.s.n.m, cerro Xóloc con 2,470 m.s.n.m y cerro Colorado con 2,370 m.s.n.m 
(Gobierno del Estado de México, 2013). 
El relieve de Zumpango es regular, dominando las llanuras, lomeríos y cerros, sobresalen el 
Cerro Picacho con 2,910 msnm y la Mesa la Ahumada, que como zona orográfica comprende 
la transición del Valle de México al Valle del Mezquital (Secretaría de Desarrollo Agrario, 
Territorial y Urbano, 2014). 
Ambos municipios pertenecen a la región hidrológica de Pánuco, cuenca del Río Moctezuma, 
subcuenca del Lago de Texcoco y Zumpango. Sin embargo, Tecámac no cuenta con ningún 
sistema hidrográfico. En épocas de lluvia se forman pequeños riachuelos. Al contrario, en el 
municipio de Zumpango se encuentra la Laguna de Zumpango y el Río de las Avenidas de 
Pachuca, el cual nace en el Estado de Hidalgo y tiene como entrada la presa Manantial y 
como salida la incorporación de sus aguas al Gran Canal. 
27 
El clima predominante de ambos municipios es semiseco con lluvias en verano y templado 
subhúmedo con lluvias en verano. La temperatura media anual varía entre 14ºC y 16ºC y 
tiene una precipitación anual 374 mm en Tecámac y de 700 a 800 mm en Zumpango. 
La estructura geológica de la zona de estudio, la cual abarca parte del municipio de Tecámac 
y Zumpango está conformada por cuatro tipos de roca (Figura 5): 
 Aluvial; se localiza en la parte sureste y al norte. 
 Asociación arenisca-toba (volcanoclástico); se localiza al oeste y suroeste del 
municipio. 
 Lacustre; se localiza al suroeste de la zona de estudio. 
 Basalto; este tipo de roca se ubica al sur de la zona de estudio. 
 
Figura 5. Mapa Geológico de la zona de estudio, abarca parte de Tizayuca, Hidalgo; Tecámac y Zumpango en el 
Estado de México. 
 
28 
6. Recorrido en Campo. 
Se estudiaron tres bancos de materiales, de los cuales dos se encuentran en el Municipio de 
Tecámac y uno en el Municipio de Zumpango en el Estado de México (Figura 6). 
Los bancos que pertenecen a Tecámac son: el banco Pimpón, cuyas coordenadas son 19° 47' 
46.93'' N y 98° 58' 41.42'' O y el banco La Chinita, cuyas coordenadas son 19° 47'48.41'' N 
y 98° 58' 36.28'' O. El banco Gumercindo se encuentra en el municipio de Zumpango y sus 
coordenadas son 19° 47' 37.69'' N y 98° 59' 9.69'' O. 
 
Figura 6. Mapa de Localización de los Bancos de Materiales estudiados. 
 
El municipio de Tecámac se localiza en la parte nororiente de capital del Estado de México 
y al norte de la Cuidad de México, en la región conocida como el Valle de México. Se ubica 
entre los paralelos 19º 37’ y 19º 49’ de latitud norte y entre los meridianos 98º 55’ y 99º 03’ 
de longitud oeste y tiene una altitud entre 2,200 y 2,600 m.s.n.m. 
29 
El municipio de Zumpango se localiza en la parte noreste del Estado de México. Queda 
comprendido entre las coordenadas geográficas 19° 43' 10'' a 19° 54' 52'' latitud norte y entre 
los 98° 58' 12'' y 99° 11' 36'' longitud oeste. 
La exploración preliminar, se llevó a cabo por medio de procedimientos simples y expeditos, 
se obtuvo información sobre el espesor y composición del subsuelo yla profundidad para 
definir si la zona es prometedora para la utilización de los materiales explotados como 
terracerías de uso en plataformas, terraplén, base o subbase. 
 
Banco Pimpón. 
El frente de explotación de este banco tiene aproximadamente 12 metros de profundidad, 
tomando en cuenta el nivel de carretera (Figura 7, a). Se alcanza a apreciar nueve capas 
producto de una secuencia de intercalaciones de limos, arcillas, arenas y sedimentos 
volcanoclásticos, de espesores que varían entre0.5 metros a los 2 metros y colores que varían 
de tonalidades rojizas, lo cual indica presencia de ferromagnesianos oxidados y tonalidades 
cafés (Figura 7, b). 
También se observó en el recorrido de este banco una capa que se diferencia de las demás 
por su composición y su color, es una capa interdigitada de limos color gris cuyo espesor 
disminuye hacia el este y aumenta hacia el oeste (Figura 7, c). 
Se tomó una muestra alterada representativa de la capa donde en ese momento se estaba 
realizando la explotación, con el método de muestreo de canal, la muestra obtenida se guardó 
en un costal y se etiquetó para su identificación (Figura 7, d). 
 
30 
 
 
a 
 
 
b 
 
 
c 
 
 
d 
Figura 7. Fotografías del recorrido en campo del Banco Pimpón (Balcázar, 2019): a) Se observa la profundidad del 
frente de explotación del Banco Pimpón en comparación con el nivel de carretera; b) Vista del frente de 
exploración, donde se aprecian las capas de sedimentos; c) Vista de la capa de limos, de aproximadamente 0.8 
metros; d) Toma de muestra alterada del Banco Pimpón. 
 
12 m 
31 
Banco La Chinita 
El frente de explotación de este banco se encuentra a 180 metros de distancia del Banco 
Pimpón. Por lo tanto las capas del banco Pimpón son correlacionables con las capas de este 
banco. 
A diferencia del banco Pimpón, este banco presenta un frente de explotación de menor 
profundidad, se encuentra a 5 metros por debajo del nivel de carretera. Sin embargo, se 
pueden apreciar 6 capas con intercalaciones de arcillas, arenas, sedimentos volcanoclásticosy 
una interdigitación de limos (Figura 8). 
 
 
Figura 8. Vista de la profundidad y estratigrafía del frente de explotación del banco La Chinita (Balcázar, 2019). 
Se tomó una muestra representativa de la capa que se encontraba en explotación, por el 
método de muestreo de canal y se guardó en un costal y se etiquetó para su identificación, al 
igual que la muestra tomada en el banco anterior. 
 
5 metros 
32 
Banco Gumercindo 
Este banco se encuentra a 900 metros de distancia de los bancos anteriores, durante el 
recorrido en el banco se observó una transición de materiales originados por depósitos 
aluviales hacia sedimentos volcanoclásticos, además de que el contenido de 
ferromagnesianos aumenta en dirección al oeste. 
El frente de explotación de este banco es de 14 metros de profundidad, tomando en cuenta el 
nivel de carretera y no son apreciables capas o estratos en el frente de explotación. El tipo de 
roca que se observa en este frente son arenas de color café con tonalidades rojizas. Se tomó 
una muestra alterada representativa del frente de explotación, se etiquetó y se guardó en un 
costal para su ensaye en el laboratorio (Figura 9). 
 
a 
 
b 
Figura 9. Fotografías del recorrido en campo del Banco Gumercindo (Balcázar, 2019): a) Vista del frente de 
explotación del Banco Gumercindo; b) Toma de muestra alterada del Banco Gumercindo. 
14 metros 
33 
7. Pruebas de Laboratorio. 
Los bancos de materiales han de muestrearse para conocer en el laboratorio las características 
que interesen para definir u autorizar su uso. Naturalmente la muestra que se extraiga 
dependerá de la utilización que pretenda hacerse del suelo. En bancos para terracerías es 
común realizar análisis granulométricos, límites de plasticidad, pruebas de compactación, 
cálculo del coeficiente de variación volumétrica. Se trata sencillamente de clasificar al suelo 
y conocer sus características en cuanto a compactación (Rico y del Castillo, 1977). 
En materiales para pavimento, además de las pruebas anteriores, los bancos de suelo deberán 
sujetarse en general a pruebas de Valor Relativo de Soporte o similares, de acuerdo con el 
diseño que se pueda utilizar. 
Al tratar con bancos de suelo que vayan a usarse en pavimentación es también frecuente que 
se distinga un conjunto de pruebas dentro de una etapa de estudio preliminar, de otras pruebas 
que se hagan posteriormente con carácter definitivo. Este criterio permitió seleccionar las 
zonas más prometedoras dentro de un banco dado o establecer racionalmente alternativas de 
uso entre varios bancos vecinos. 
Para las muestras obtenidas de los bancos Pimpón, La Chinita y Gumercindo se realizaron 
las siguientes pruebas de laboratorio. 
 Granulometría. 
 Límites de Consistencia. 
 Masa volumétrica seca suelta. 
 Porter Estándar. 
 Expansión libre. 
 Valor Relativo de Soporte Natural. 
 Masa volumétrica seca máxima y humedad óptima (AASHTO). 
 Contracción lineal. 
 Equivalente de arena. 
 
 
34 
7.1. Granulometría. 
Según la Norma M-MMP-1-06/03 Métodos de muestreo y Prueba de materiales – Suelos y 
Materiales para Terracerías – Granulometría de materiales compactables para terracerías, 
estas pruebas permiten determinar la composición por tamaños (granulometría) de las 
partículas que integran los materiales empleados para terracerías mediante su paso por una 
serie de mallas con aberturas determinadas. 
El paso del material se hace primero a través de las mallas con la abertura, hasta llegar a las 
más cerradas, de tal forma que los tamaños mayores se van reteniendo, para así obtener la 
masa que se retiene en cada malla, calcular su porcentaje respecto al total y determinar el 
porcentaje que pasa. 
Para la ejecución de la prueba se utiliza un juego de mallas fabricadas con alambre de bronce 
o acero inoxidable de diversos calibres, tejidos en forma de cuadrícula, con abertura 
determinada conforme a lo indicado en la Tabla 2: 
Tabla 2. Designación y abertura nominal de las mallas usadas en granulometría, editado de 
Norma M-MMP-1-06/03. 
F
r
a
c
ci
ó
n
 Malla Diámetro nominal del 
alambre 
(mm) Designación 
Abertura Nominal 
(mm) 
G
ra
v
a
s 
3” 75.0 5.80 
2” 50.0 5.05 
1 ½” 37.5 4.59 
1” 25.0 3.80 
¾” 19.0 3.30 
½” 12.5 2.67 
3/8” 9.5 2.27 
¼” 6.3 1.82 
Nº4 4.75 1.54 
A
re
n
a
 c
o
n
 f
in
o
s 
Nº10 2.0 0.900 
Nº20 0.850 0.510 
Nº40 0.425 0.290 
Nº60 0.250 0.180 
Nº100 0.150 0.110 
Nº200 0.075 0.53 
35 
El procedimiento para realizar esta prueba es el siguiente: 
 Preparación de la muestra. 
De la muestra del material se apartan aproximadamente 15 kg, se obtiene la masa de este 
material y se registra como 𝑊𝑚, en gramos. 
Del material apartado se separa la grava de la arena con los finos de la siguiente manera: 
Se vacía poco a poco el material sobre la malla Nº4 y recolectando el material que pasa en 
una charola y el material retenido se coloca en otra charola. 
Se vierte en la balanza la porción retenida en la malla Nº4, se determina su masa, que 
representa la grava, registrándola como 𝑊𝑚1 en gramos. De la misma forma se obtiene la 
masa de la fracción que pasa dicha malla, que representa la arena con finos de la muestra, 
registrándola como 𝑊𝑚2. 
De la fracción del material que pasó la malla Nº4, se obtiene una porción de 100 g para 
determinar su contenido de agua (𝜔2). 
De la fracción restante del material que pasó la malla Nº4, se obtiene una porción que 
corresponda aproximadamente 200 g de material seco, registrándola como 𝑊𝑚3. 
Se preparan dos juegos de mallas, el primero para la grava y el segundo para la arena 
acomodándolas en orden descendente de aberturas de acuerdo con lo indicado en la Tabla 1. 
 Cribado de la fracción de material retenido en la malla Nº4. 
La porción del material retenida en la malla Nº4 se criba por lamalla 3” y menores. 
Para el cribado, el material se vierte poco a poco y cuidadosamente por cada malla, a la que 
se le aplica un movimiento vertical y de rotación horizontal, con el fin de mantener al material 
en constante movimiento para permitir que las partículas de tamaños menores pasen a través 
de las aberturas y recolectarlas en una charola. 
En la misma forma, la porción del material que pasó la malla 3” se criba por la malla 2” y así 
sucesivamente por todas las mallas para grava que indica la Tabla 2, obteniendo la masa del 
36 
material retenido en cada una, registrándola como 𝑊𝑖 donde el subíndice 𝑖 corresponde a la 
designación de la malla respectiva. 
 Cribado de la fracción de material que pasa la malla Nº4. 
La porción que pasó la malla Nº4, se coloca en un vaso metálico donde se le agrega 
aproximadamente 500 cm³ de agua y se deja reposar durante 12 horas como mínimo. 
Posteriormente se lava a través de la malla Nº200 para lo cual se agita el contenido del vaso 
durante 15 segundos para formar una suspensión. 
Se deja reposar dicha suspensión durante 30 segundos e inmediatamente después se decanta 
sobre la malla Nº200. Se repite la operación de lavado hasta que el agua decantada salga 
limpia. 
El material retenido en la malla Nº200 se regresa al vaso metálico. Se seca el material 
manteniéndolo en el horno durante un lapso no menor a 16 horas. Posteriormente se retira 
del horno y se deja enfriar. 
Una vez ensambladas las mallas para la arena, se vierte el material seco sobre la malla 
superior. 
Se efectúa la operación de cribado imprimiendo al juego de mallas un movimiento vertical y 
de rotación horizontal durante 5 min. 
Finalmente se obtienen las masas de los materiales retenidos en cada una de las mallas y se 
anotan las masas respectivas como 𝑊𝑖 donde el subíndice 𝑖 corresponde a la designación de 
la malla respectiva. 
 Cálculos y Resultados. 
Para el análisis granulométrico mediante el procedimiento estándar, se calcula la masa del 
material seco de la muestra mediante la siguiente expresión: 
𝑊𝑑 = 𝑊𝑑1 + 𝑊𝑑2 (1) 
Donde: 
𝑊𝑑= Masa del material seco de la muestra (g). 
37 
𝑊𝑑1= Masa del material seco de la fracción retenida en la malla N°4 (g). 
𝑊𝑑2= Masa del material seco de la fracción que pasó la malla N°4, determinada como: 
𝑊𝑑2 =
𝑊𝑚2
1 + 𝜔2
 (2) 
 
𝑊𝑚2= Masa de la fracción que pasó la malla N°4 (g). 
𝜔2= Contenido de agua del material que pasó la malla N°4, expresado en fracción decimal. 
De la fracción del material retenido en la malla N°4, se calculan los retenidos parciales en 
cada una de las mallas con relación a la masa de la muestra seca, mediante la siguiente 
expresión: 
𝑅𝑖(%) =
𝑊𝑖
𝑊𝑑
𝑥100 (3) 
Donde: 
𝑅𝑖(%)= Retenido parcial en la malla 𝑖 con relación a la muestra original. 
𝑊𝑖= Masa del material retenido en la malla 𝑖 (g). 
𝑖= Designación de la malla utilizada, que va desde la 3" hasta la N°4. 
𝑊𝑑= Masa del material seco de la muestra (g). 
De la fracción que pasó la malla N°4, los retenidos parciales en cada una de las mallas con 
relación a la masa de la muestra seca, se obtiene mediante la siguiente expresión: 
𝑅𝑖(%) = (
𝑊𝑑2
𝑊𝑑
𝑥100)
𝑊𝑖
𝑊𝑑3
= (
𝑊𝑑2
𝑊𝑑
𝑊𝑖
𝑊𝑑3
) 𝑥100 (4) 
Donde: 
𝑅𝑖(%)= Retenido parcial en la malla 𝑖 con relación a la muestra original. 
𝑊𝑑= Masa del material seco de la muestra (g). 
𝑊𝑑2= Masa del material seco de la fracción que pasó la malla N°4 (g). 
𝑊𝑑3= Masa del material seco que pasó la malla N°4. 
38 
𝑊𝑖= Masa del material retenido en la malla 𝑖 (g). 
𝑖= Designación de la malla utilizada, que va desde N°10 hasta la N°200. 
De la fracción del material que pasó la malla N°4 el contenido de finos que pasan la malla 
N°200 con relación a la masa de la muestra seca, se obtiene mediante la siguiente expresión: 
%𝐹 = (
𝑊𝑑2
𝑊𝑑
𝑥100) 𝑥 (1 −
∑ 𝑊𝑖
𝑊𝑑3
) (5) 
Donde: 
%𝐹= Contenido de finos con relación a la muestra seca (%). 
𝛴𝑊𝑖= Suma de las masas de los materiales retenidos en las mallas N°10 a la N°200. 
La cantidad de material que pasa cada malla se le resta al 100% que es el total de la masa 
representativa expresada como porcentaje, el retenido parcial correspondiente a la malla de 
mayor tamaño empleada, con el fin de calcular la cantidad de material que pasa dicha malla, 
se expresa como: 
𝑃3"(%) = 100 − 𝑊3"% (6) 
Donde: 
𝑃3"(%)= Material que pasa a través de la malla 𝑖 con relación a la muestra original. 
𝑊3"(%)= Retenido parcial en la malla 3" con relación a la muestra original. 
Posteriormente, al valor antes obtenido en la ecuación 6, se le resta el retenido parcial en las 
mallas subsecuentes hasta llegar a la N°200, con lo cual se van calculando los porcentajes 
que pasan. Lo que se puede expresar como: 
𝑃𝑖(%) = 𝑃𝑖+1(%) − 𝑊𝑖(%) (7) 
Donde: 
𝑃𝑖(%)= Material que pasa a través de la malla 𝑖 con relación a la muestra original. 
𝑃𝑖+1(%)= Material que pasa a través de la malla inmediata superior, es decir la malla 𝑖 + 1 
con relación a la muestra original. 
39 
𝑊𝑖%= Retenido parcial en la malla 𝑖 con relación a la muestra original. 
𝑖= Designación de la malla utilizada, que en este caso va desde la 2" hasta la n°200. 
Con los datos obtenidos en los párrafos anteriores, se dibuja sobre un sistema de ejes 
coordenados la curva granulométrica del material, marcando las aberturas nominales de las 
mallas, en escala logarítmica sobre el eje de las abscisas y los porcentajes del material que 
pasa cada malla, sobre el eje de las ordenadas. 
Se calculan los contenidos de grava %G y de arena %S, mediante las siguientes expresiones: 
%𝐺 = 𝑃3"(%) − 𝑃4(%) (8) 
%𝑆 = 𝑃4(%) − %𝐹 (9) 
Donde: 
%𝐺=Contenido de grava con relación a la muestra seca. 
𝑃3"(%)= Material que pasa a través de la malla 3", con relación a la muestra original. 
𝑃4(%)= Material que pasa a través de la malla N°4, con relación a la muestra original. 
%𝑆= Contenido de arena con relación a la muestra seca. 
%𝐹= Contenido de finos con relación a la muestra seca. 
Se determinan mediante las siguientes expresiones, los coeficientes de uniformidad 𝐶𝑢 y de 
curvatura 𝐶𝑐, que se emplean para juzgar la graduación del material: 
𝐶𝑢 =
𝐷60
𝐷10
 (10) 
𝐶𝑐 =
(𝐷30)
2
𝐷10𝑥𝐷60
 
(11) 
Donde: 
𝐶𝑢= Coeficiente de uniformidad del material (adimensional). 
𝐶𝑐= Coeficiente de curvatura del material (adimensional). 
40 
𝐷10= Tamaño de las partículas para el cual el 10% del material es menor que este tamaño, 
determinado gráficamente de la curva granulométrica (mm). 
𝐷30= Tamaño de las partículas para el cual el 30% del material es menor que este tamaño, 
determinado gráficamente de la curva granulométrica (mm). 
𝐷60= Tamaño de las partículas para el cual el 60% del material es menor que este tamaño, 
determinado gráficamente de la curva granulométrica (mm). 
7.2. Límites de Consistencia. 
Según la Norma M-MMP-1-07/07 Métodos de muestreo y Prueba de materiales - Suelos y 
Materiales para Terracerías - Límites de Consistencia, estas pruebas permiten conocer las 
características de plasticidad de la porción de los materiales para terracerías que pasan la 
malla N°40 (0.425 mm), cuyos resultados se utilizan principalmente para la identificación y 
clasificación de los suelos. 
En Mecánica de Suelos puede definirse la plasticidad la propiedad de un material por la cual 
es capaz de soportar deformaciones rápidas, sin rebote elástico, sin variación volumétrica 
apreciable y sin desmoronarse ni agrietarse. 
Según su contenido de agua en orden decreciente, un suelo susceptible de ser plástico puede 
estar en cualquiera de los siguientes estados de consistencia definidos por Atterberg: 
1. Estado líquido, con las propiedades y apariencia de una suspensión. 
2. Estado semilíquido, con las propiedades de un fluido viscoso. 
3. Estado plástico, en que el suelo se comporta plásticamente. 
4. Estado semisólido, en