El ensayo SPT o Standard Penetration Test es, sin discusión, el ensayo de campo más usado en estudios geotécnicos en Colombia y en el mundo. Si alguna vez recibiste un informe de suelos para tu lote o tu proyecto, casi con seguridad viste columnas con valores de N-SPT en cada profundidad. Esos números, aparentemente simples, son la base sobre la que se decide qué tipo de cimentación lleva tu edificio, si el suelo tiene riesgo de licuefacción y cuánta carga puede soportar el terreno bajo tu obra.
Esta guía explica qué mide realmente el ensayo SPT, cómo se interpretan sus resultados, qué correlaciones permiten estimar propiedades del suelo a partir del valor N, y por qué, pese a todas sus limitaciones técnicas, sigue dominando la exploración geotécnica colombiana.
El dato clave: El ensayo SPT está normalizado internacionalmente por la ASTM D1586 y aceptado por la NSR-10 Título H como uno de los ensayos de campo válidos para caracterizar el subsuelo en estudios geotécnicos. El valor N-SPT que aparece en tu informe es el número de golpes necesarios para hincar 30 cm un muestreador estandarizado en el terreno, golpeado por un martillo de 63.5 kg que cae desde 76 cm.
Qué es el ensayo SPT y para qué sirve
El ensayo de penetración estándar es un ensayo de campo que se ejecuta dentro de una perforación geotécnica. Su objetivo es doble: por un lado, medir indirectamente la resistencia del suelo a la penetración; por otro, recuperar una muestra alterada del estrato ensayado para su identificación y clasificación en laboratorio.
Estos dos resultados, el valor N-SPT y la muestra recuperada, son los insumos básicos que permiten al ingeniero geotecnista construir el perfil del subsuelo en un proyecto.
El SPT no mide directamente la capacidad portante del suelo, ni el módulo de elasticidad, ni el ángulo de fricción interna. Lo que mide es la resistencia a la hinca de un muestreador estandarizado. Esa resistencia se correlaciona empíricamente con otras propiedades del suelo mediante tablas y ecuaciones validadas durante décadas de práctica geotécnica.
Esa es su gran fortaleza y, al mismo tiempo, su principal limitación: es un ensayo sencillo, robusto, económico y disponible en todo el país, pero sus resultados deben interpretarse con criterio, no leerse como valores absolutos.
Cómo se ejecuta el ensayo SPT en obra
El procedimiento del SPT está normalizado por la ASTM D1586 y, aunque parece simple, exige rigor en su ejecución para que los resultados sean confiables. Estos son los componentes esenciales del ensayo:
| Componente | Característica estandarizada |
|---|---|
| Martillo | 63.5 kg (140 libras) |
| Altura de caída | 76 cm (30 pulgadas) |
| Muestreador | Tubo partido (split spoon) de diámetro exterior de 51 mm y longitud aproximada de 60 cm |
| Penetración total medida | 45 cm divididos en tres tramos de 15 cm |
| Conteo de golpes | Solo se cuentan los del segundo y tercer tramo (los 30 cm finales) |
| Resultado | N-SPT = número de golpes para hincar los 30 cm centrales |
En obra, el procedimiento es el siguiente. Se perfora hasta la profundidad de ensayo y se limpia el fondo de la perforación. Se introduce el muestreador acoplado a las varillas de perforación. Se posiciona el martillo y se inicia el conteo de golpes. Los primeros 15 cm se descartan porque corresponden a suelo perturbado por la propia perforación. Los siguientes 30 cm, divididos en dos tramos de 15 cm, son los que se suman para obtener el valor N-SPT.
Si el muestreador no logra avanzar 30 cm tras 50 golpes, el ensayo se da por terminado y se registra como rechazo. Eso suele indicar la presencia de roca, bloques o un estrato muy denso o muy consistente.
Una vez extraído el muestreador, se abre y se recupera la muestra de suelo. Esta muestra es alterada (la hinca destruye la estructura natural del suelo), por lo que sirve para identificación visual, clasificación SUCS y ensayos de límites de Atterberg, pero no para ensayos que requieran muestra inalterada como compresión triaxial o consolidación.
⚠️ Señal de alerta en el informe: Si el informe de suelos no reporta los golpes de cada tramo de 15 cm por separado, sino solo el total, está incumpliendo lo que exige la ASTM D1586. Ese detalle parece menor, pero permite verificar que el ensayo se ejecutó correctamente y detectar irregularidades como bloques o cambios de estrato dentro del tramo ensayado.
Cómo se interpreta el valor N-SPT
El valor N-SPT por sí solo es un número. Su utilidad aparece cuando se correlaciona con propiedades del suelo mediante tablas y ecuaciones empíricas desarrolladas y refinadas durante casi un siglo de práctica geotécnica.
La interpretación cambia según el tipo de suelo. En suelos granulares (arenas y gravas) el N-SPT se correlaciona con la densidad relativa, es decir, con cuán compacto está el suelo. En suelos cohesivos (arcillas y limos arcillosos) el N-SPT se correlaciona con la consistencia, es decir, con cuán firme o blanda es la arcilla.
Estas son las correlaciones cualitativas más utilizadas, derivadas de las propuestas originales de Terzaghi y Peck y mantenidas en la literatura técnica vigente (Bowles, Das, Coduto):
Suelos granulares (arenas)
| Valor N-SPT | Densidad relativa | Comportamiento esperado |
|---|---|---|
| 0 – 4 | Muy suelta | Inestable, alta deformación |
| 4 – 10 | Suelta | Asentamientos significativos |
| 10 – 30 | Medianamente densa | Comportamiento aceptable |
| 30 – 50 | Densa | Buena capacidad portante |
| Más de 50 | Muy densa | Excelente comportamiento |
Suelos cohesivos (arcillas)
| Valor N-SPT | Consistencia | Resistencia a la compresión inconfinada (aprox.) |
|---|---|---|
| 0 – 2 | Muy blanda | Muy baja |
| 2 – 4 | Blanda | Baja |
| 4 – 8 | Media | Media |
| 8 – 15 | Firme | Alta |
| 15 – 30 | Muy firme | Muy alta |
| Más de 30 | Dura | Excelente |
Estas tablas son guías de interpretación, no valores de diseño. El ingeniero geotecnista usa el N-SPT junto con otros datos (clasificación SUCS, humedad, plasticidad, nivel freático) para estimar parámetros más específicos.
Correlaciones con propiedades del suelo
Más allá de las tablas cualitativas, el N-SPT se usa para estimar parámetros cuantitativos del suelo mediante correlaciones empíricas. Las más utilizadas en la práctica colombiana son:
- Ángulo de fricción interna (φ) en arenas. A partir de las correlaciones de Peck, Hanson y Thornburn. A mayor N, mayor ángulo de fricción.
- Módulo de elasticidad (E) en arenas. Estimado con correlaciones tipo Schmertmann. Útil para calcular asentamientos en cimentaciones superficiales.
- Resistencia al corte no drenado (Su) en arcillas. Relaciones lineales del tipo Su = k · N propuestas por Stroud, donde k depende del índice de plasticidad de la arcilla.
- Capacidad portante admisible de zapatas. Ecuaciones simplificadas en función del N-SPT y el ancho de la cimentación, originalmente propuestas por Terzaghi y Peck y refinadas posteriormente por Bowles.
- Potencial de licuefacción en arenas saturadas. El N-SPT corregido es uno de los parámetros de entrada de los métodos de Seed e Idriss para evaluar la susceptibilidad de un suelo a la licuefacción durante un sismo. Esta aplicación es particularmente relevante en Colombia por su nivel de actividad sísmica.
Estas correlaciones no reemplazan el criterio del ingeniero geotecnista. Sirven como base para estimar parámetros, pero deben ajustarse según el tipo de suelo, la calidad de la ejecución del ensayo y las condiciones específicas del proyecto.
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Correcciones que deben aplicarse al valor N-SPT
Aquí está uno de los puntos donde más errores se cometen en la práctica. El valor N-SPT medido en campo no es el que se usa directamente en las correlaciones de diseño. Antes hay que aplicarle varias correcciones que tienen en cuenta las condiciones reales del ensayo.
Corrección por energía (N₆₀)
El valor de referencia internacional para las correlaciones modernas es el N-SPT corregido al 60% de la energía teórica del martillo, denotado N₆₀. La razón es que los diferentes tipos de martillo (de seguridad, de pistón, automático) transmiten distinta cantidad de energía al muestreador, y eso afecta directamente el conteo de golpes.
En Colombia, la mayoría de los ensayos se ejecutan con martillo de seguridad y sistema de guincho cathead, cuya eficiencia de energía suele estimarse entre 45% y 60%. La corrección se hace multiplicando el N medido por el factor (Eficiencia / 60).
Corrección por sobrecarga (N₁)₆₀
La resistencia a la penetración aumenta con la profundidad porque el suelo está más confinado. Para comparar valores de N a distintas profundidades, se aplica una corrección por presión efectiva de sobrecarga, denotada CN. Las propuestas más utilizadas son las de Liao y Whitman, y la de Skempton.
Corrección por longitud de varilla, diámetro de perforación y revestimiento
Existen factores menores adicionales que ajustan el valor por la longitud de varillas (en perforaciones poco profundas la energía no se transmite completamente), por el diámetro de la perforación, y por la presencia o ausencia de revestimiento (liner) en el muestreador.
Cuando un informe geotécnico presenta valores de N-SPT sin indicar qué correcciones se aplicaron, está entregando información incompleta. Las correlaciones de diseño exigen valores corregidos, no crudos.
❌ Error común en informes: Usar los valores crudos de N-SPT directamente en fórmulas de capacidad portante o de licuefacción sin aplicar las correcciones por energía y sobrecarga. Esto puede llevar a estimar capacidades portantes hasta un 30% o 40% mayores que las reales, o a subestimar el riesgo de licuefacción en arenas saturadas.
Cómo leer un N-SPT en tu informe geotécnico
Cuando recibes un informe de suelos y aparece una columna con valores de N-SPT, esto es lo que esos números te están diciendo en términos prácticos:
Ejemplo 1 — N-SPT = 5 en una arena a 3 metros de profundidad. Indica una arena suelta. En este tipo de suelo es probable que aparezcan asentamientos significativos bajo cargas de cimentación superficial. El ingeniero geotecnista probablemente recomendará cimentación profunda, mejoramiento del suelo o un diseño que distribuya la carga sobre un área mayor.
Ejemplo 2 — N-SPT = 8 en una arcilla a 4 metros. Corresponde a una arcilla de consistencia media. Permite cimentaciones superficiales en estructuras livianas, pero exige analizar asentamientos a largo plazo, especialmente si hay variación del nivel freático.
Ejemplo 3 — N-SPT = 35 en una arena a 6 metros. Indica una arena densa. Es un estrato con buena capacidad portante, frecuentemente usado como nivel de apoyo para pilotes o pilas en proyectos del Valle de Aburrá.
Ejemplo 4 — N-SPT = 50/15. Significa que se aplicaron 50 golpes y el muestreador solo penetró 15 cm. Es un caso de rechazo, indicador de roca, bloques o un estrato muy denso. La cimentación puede apoyarse en este nivel o, según el proyecto, profundizar para alcanzar roca sana.
Una advertencia importante: si el informe no especifica qué correcciones se aplicaron al N-SPT, ese número no debería usarse directamente para diseño. Antes de tomar cualquier decisión técnica con base en esos valores, conviene verificar que el informe incluye al menos la corrección por energía (N₆₀) y, cuando aplica, la corrección por sobrecarga (N₁₆₀).
Por qué el SPT domina la exploración geotécnica en Colombia
Pese a que existen ensayos más sofisticados como el CPT (Cone Penetration Test) o el DPL (Dynamic Probing Light), el SPT sigue siendo el ensayo dominante en Colombia. Hay varias razones que explican esta hegemonía:
Disponibilidad nacional. El equipo para SPT está disponible en prácticamente todas las empresas de geotecnia del país. Las correlaciones más usadas en la práctica colombiana están calibradas con datos de SPT, no de CPT.
Recuperación de muestra. A diferencia del CPT, que solo entrega registros continuos de resistencia, el SPT recupera una muestra física del suelo en cada profundidad ensayada. Esa muestra permite clasificación visual y ensayos de laboratorio, lo cual es información que el CPT no puede dar.
Costo accesible. El SPT es significativamente más económico que ensayos como el CPT, el dilatómetro o el presurómetro, lo que lo hace viable para proyectos pequeños y medianos.
Tradición técnica y normativa. La NSR-10 lo acepta, los pliegos del INVIAS lo exigen en estudios viales, y la formación universitaria en ingeniería civil en Colombia se basa fuertemente en correlaciones derivadas del SPT.
Versatilidad de aplicación. Sirve en arenas, arcillas, limos, gravas (con limitaciones), suelos residuales y depósitos volcánicos. En el contexto geotécnico colombiano, donde los suelos residuales del Stock de Altavista, del Batolito Antioqueño y de las cenizas volcánicas del Oriente Antioqueño son comunes, el SPT entrega información útil para diseño en condiciones donde otros ensayos tendrían dificultades.
Limitaciones del ensayo SPT que debes conocer
El SPT no es perfecto. Tiene limitaciones técnicas reales que un buen estudio geotécnico debe reconocer y compensar:
No funciona bien en gravas gruesas ni en bloques, donde el muestreador rechaza por contacto con partículas, no por densidad del suelo.
Tiene alta variabilidad operador-a-operador. Diferencias en el control de la altura de caída, en la limpieza del fondo de la perforación o en la velocidad de hinca pueden cambiar significativamente el valor de N.
No entrega un perfil continuo del suelo, sino mediciones discretas cada metro o cada metro y medio. Entre dos ensayos consecutivos pueden existir estratos delgados que el SPT no detecta.
En arcillas muy blandas o muy sensibles puede dar valores N inferiores a 2, perdiendo resolución y volviéndose poco confiable.
La muestra recuperada está alterada, por lo que el SPT debe complementarse con ensayos sobre muestra inalterada cuando se requiere parámetros precisos para diseño.
Por estas razones, en proyectos de alta importancia (edificios altos, presas, túneles, infraestructura crítica) el SPT se complementa con ensayos como CPT-u, presurómetro, ensayos sísmicos de campo (downhole, MASW) o ensayos de laboratorio sobre muestra inalterada.
SPT en el Valle de Aburrá y el Oriente Antioqueño
En el contexto geotécnico antioqueño, el SPT tiene aplicaciones particulares que vale la pena mencionar.
En la zona plana del Valle de Aburrá, donde predominan depósitos aluviales del río Medellín y sus afluentes, el SPT permite caracterizar los espesores de arenas, limos y arcillas, identificar la profundidad del nivel freático y detectar capas potencialmente licuables ante un evento sísmico.
En las laderas del valle, donde el perfil suele combinar suelos residuales sobre roca meteorizada, el SPT permite ubicar la profundidad de la roca y caracterizar los estratos de transición. Sin embargo, en estos suelos los valores N tienden a ser muy variables y deben interpretarse con cuidado, ya que la presencia de bloques o de niveles de meteorización irregular puede generar lecturas atípicas.
En Rionegro y el Oriente Antioqueño, donde el suelo tiene origen volcánico (cenizas, lapilli, suelos derivados de cenizas), el SPT entrega valores que deben interpretarse considerando la sensibilidad particular de estos suelos al remoldeo y al cambio de humedad. Las correlaciones estándar pueden subestimar o sobreestimar parámetros en estos materiales, por lo que se recomienda complementar con ensayos de laboratorio específicos.
Preguntas frecuentes sobre el ensayo SPT
¿Qué significa «rechazo» en un ensayo SPT?
Se reporta como rechazo cuando se aplican 50 golpes y el muestreador no logra penetrar los 30 cm requeridos. Indica la presencia de roca, bloques o un estrato muy denso. En el informe debe especificarse la profundidad y el conteo parcial de golpes hasta ese punto.
¿Cuál es la diferencia entre el ensayo SPT y la perforación exploratoria?
La perforación exploratoria es el método para llegar a la profundidad de ensayo (puede ser manual, mecánica o rotativa). El SPT es un ensayo que se ejecuta dentro de esa perforación. La perforación abre el hueco; el SPT mide la resistencia y recupera muestra en profundidades específicas.
¿Para qué tipos de suelo no sirve el SPT?
No es confiable en gravas gruesas, bloques, arcillas muy blandas con N inferior a 2, ni en suelos con estructura natural muy sensible (suelos cementados, arcillas marinas estructuradas). En esos casos se prefieren CPT, dilatómetro o ensayos sobre muestra inalterada.
¿El valor N-SPT se usa directamente para calcular la capacidad portante?
No directamente. El N medido en campo debe corregirse por energía y por sobrecarga antes de aplicar las correlaciones de diseño. Usar el N crudo es uno de los errores más frecuentes en informes mal elaborados.
¿Cuántos ensayos SPT debe tener un estudio de suelos para una vivienda?
Depende del tamaño del lote y de la variabilidad del suelo. Para una vivienda unifamiliar la NSR-10 establece un número mínimo de sondeos según el área de la construcción, y dentro de cada sondeo el SPT se ejecuta típicamente cada metro o cada metro y medio hasta alcanzar la profundidad de exploración requerida. El número exacto debe definirlo el ingeniero geotecnista, no el propietario.
Un informe de suelos no debería ser un documento que nadie entiende
Si ya tienes valores SPT en tu informe, perfiles estratigráficos que no logras leer, o dudas sobre la capacidad portante del terreno donde piensas construir, no tienes que tomar decisiones a ciegas. Un informe geotécnico bien interpretado es la diferencia entre una cimentación sobredimensionada que se sale del presupuesto y una cimentación subdimensionada que se vuelve un riesgo estructural.
En Suelos y Suelos YM revisamos informes existentes, ejecutamos exploración geotécnica con SPT según la ASTM D1586, aplicamos las correcciones que exige la práctica moderna y entregamos los resultados con la interpretación que necesitas para decidir antes de construir, no después.
Aviso de exención de responsabilidad
El contenido de este artículo tiene carácter exclusivamente informativo y divulgativo. No constituye asesoría técnica ni profesional para ningún proyecto específico. Las condiciones del suelo y los requisitos normativos varían según el municipio, el tipo de proyecto y las características particulares de cada predio. La información general aquí presentada no reemplaza la evaluación detallada de un especialista sobre tu caso concreto. Si tienes un proyecto en mente o inquietudes sobre el suelo de tu terreno, contáctanos: en Suelos y Suelos YM podemos revisar las condiciones específicas de tu predio y darte una asesoría técnica basada en datos reales, no en generalidades.
¿Necesitas un estudio geotécnico con ensayos SPT bien ejecutados e interpretados?
Un ensayo SPT mal ejecutado o mal interpretado puede llevar a sobredimensionar tu cimentación, o peor, a subestimar un riesgo geotécnico real. En Suelos y Suelos YM ejecutamos exploración geotécnica con SPT según ASTM D1586 y entregamos informes con correcciones correctamente aplicadas. Te explicamos qué dicen los números, no te los entregamos sin contexto.