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Calculadora de volumen de movimiento de tierras

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Excavación rectangular dibujada en proyección isométrica con su longitud, su anchura y su profundidad de excavación acotadas en tres aristas
Los camiones se dimensionan contra el volumen suelto, que es el volumen en banco más el esponjamiento: en torno a un cuarto más en tierra corriente.

La excavación se mide en su sitio como volumen en banco, pero se transporta suelta y se pesa en toneladas: tres cifras distintas para la misma tierra. Introduce la longitud, la anchura y la profundidad de la excavación junto con un coeficiente de esponjamiento para obtener las tres: volumen en banco, volumen suelto tras esponjar, número de viajes de camión y peso aproximado.

Calculadora

Unidades:
m
Longitud de la excavación
m
Anchura de la excavación
m
Profundidad de excavación por debajo del terreno existente
%
Esponjamiento al excavar. Arena 12 %, tierra corriente 25 %, arcilla 30 %, roca 50 % o más
Resultado del cálculo

Pulsa Calcular para obtener el volumen en banco en su sitio, el volumen suelto tras esponjar, el número de viajes de camión y el peso aproximado. La excavación se abona normalmente por volumen en banco; el transporte lo limita el volumen suelto.

Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.

Beneficios principales

  • Da las cifras de banco, de suelto y de peso a partir de un solo juego de dimensiones
  • Aplica el esponjamiento como corresponde, así que el recuento de camiones es realista
  • Deja claro qué cifra corresponde a cada parte de una medición
  • El gráfico de sensibilidad muestra el esponjamiento gobernando el transporte pero no el peso
  • Vale para cualquier excavación rectangular: pozo, zanja o sótano
  • Enlaces compartibles y exportación CSV para el registro de mediciones

¿Qué es el volumen de movimiento de tierras?

El volumen de movimiento de tierras es la cantidad de material a excavar y, en una cata rectangular, es sencillamente longitud × anchura × profundidad. La complicación es que esa cifra — el volumen en banco, el material tal como reposa sin alterar en el terreno — no es la que gobierna el transporte ni el vertido. Excavar rompe la estructura del suelo e introduce huecos de aire, así que la misma masa de material ocupa más espacio una vez sobre el camión.

Banco, suelto y compactado

Tres estados, tres volúmenes. El volumen en banco es el que hay en su sitio antes de excavar y es sobre el que suele abonarse la excavación. El volumen suelto es el de después de excavar, mayor en el esponjamiento: un 12 % en arena, en torno al 25 % en tierra corriente, un 30 % en arcilla y un 50 % o más en roca volada. El volumen compactado es el de después de colocar y compactar como terraplén, y a menudo resulta menor que el volumen en banco original. Lo único que se mantiene constante en los tres es la masa.

Por qué el peso no cambia con el esponjamiento

Esponjar añade aire, no material. El peso aproximado que da esta calculadora se deduce del volumen en banco exactamente por eso, y se mantiene fijo sea cual sea el esponjamiento introducido, como muestra la tabla comparativa de abajo. Esto importa porque el vertido se cobra con frecuencia por peso mientras la capacidad de transporte la limita el volumen: con material ligero el camión se llena antes de llegar a su límite de peso, y con arcilla húmeda o roca ocurre lo contrario.

Fórmula

V_banco = L × A × P

Volumen en banco de una excavación rectangular, medido en su sitio

Fórmulas relacionadas

V_suelto = V_banco × (1 + esponjamiento/100)
N_camiones = ⌈V_suelto / capacidad⌉
Peso ≈ V_banco × 1,8 t/m³

Definición de variables

Símbolo Variable Unidad Descripción
L, A, P Dimensiones de la excavación m Longitud, anchura y profundidad de la excavación. El volumen escala linealmente con cada una.
V_banco Volumen en banco Volumen en su sitio antes de excavar. La base de casi todo abono de excavación.
V_suelto Volumen suelto Volumen tras la excavación, aumentado por el esponjamiento. Es lo que gobierna el transporte.
Esponjamiento Coeficiente de esponjamiento % Aumento porcentual de volumen al excavar. Arena 12 %, tierra corriente 25 %, arcilla 30 %.
N Viajes de camión Número de viajes de 12 m³, redondeado al alza, calculado sobre el volumen suelto.
ρ Densidad aparente t/m³ Supuesta en 1,8 t/m³ para tierra corriente en la estimación de peso.

Cómo usar esta calculadora

  1. Mide la excavación, no la estructuraLas dimensiones de excavación incluyen el espacio de trabajo alrededor de la estructura y cualquier talud de las paredes por estabilidad. Una cimentación de 20 m de largo se excava más larga que 20 m, y en una excavación profunda o ancha la diferencia es considerable.
  2. Usa la profundidad por debajo del terreno existenteMide desde la superficie actual hasta el fondo de excavación, no desde la cota de suelo acabado ni desde una referencia. Cuando la tierra vegetal se retira por separado, descuenta ese espesor para no contarlo dos veces.
  3. Ajusta el esponjamiento al material realLa arena esponja en torno al 12 %, la tierra corriente el 25 %, la arcilla el 30 % y la roca volada el 50 % o más. Este coeficiente cambia el coste de transporte directamente y no cambia en absoluto la medición de excavación.
  4. Usa el volumen en banco para abonar y el suelto para transportarLa excavación se mide y se abona normalmente en volumen en banco. El transporte, la capacidad de acopio y el volumen de vertido trabajan todos con volumen suelto. Usar uno donde corresponde el otro es un error del 25 % en tierra corriente.
  5. Toma el peso como orientativoEl peso emplea 1,8 t/m³, una media razonable para tierra corriente. La arcilla saturada llega a 2,1 y la arena seca puede quedarse en 1,5, así que cuando el vertido se cobre por peso, usa la densidad del material real.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1

Una excavación de sótano de 20 m de largo, 10 m de ancho y 3 m de profundidad en tierra corriente con un 25 % de esponjamiento. Los camiones cargan 12 m³.

Solución paso a paso
  1. Volumen en banco: V = 20 × 10 × 3 = 600 m³ en su sitio
  2. Volumen suelto: 600 × (1 + 25/100) = 600 × 1,25 = 750 m³
  3. Viajes de camión: 750 / 12 = 62,5, redondeado al alza a 63 viajes
  4. Peso aproximado: 600 × 1,8 = 1.080 toneladas
  5. Fíjate en que el número de camiones sale del volumen suelto y no del volumen en banco. Usar 600 m³ habría dado 50 viajes: una subestimación de 13 viajes, el 21 % del transporte.
  6. El peso se deduce del volumen en banco porque esponjar añade aire y no material. Las mismas 1.080 toneladas salen de la obra sea cual sea el esponjamiento.

Ejemplo 2

La misma planta excavada 1 m más, hasta 4 m: un cambio tardío habitual cuando se revisa la cota de fondo.

Solución paso a paso
  1. Volumen en banco: 20 × 10 × 4 = 800 m³, frente a los 600 m³ anteriores
  2. Volumen suelto: 800 × 1,25 = 1.000 m³
  3. Viajes de camión: 1.000 / 12 = 83,3, redondeado al alza a 84 viajes
  4. Peso aproximado: 800 × 1,8 = 1.440 toneladas
  5. Un metro más de profundidad — un tercio más — añadió 200 m³ de excavación, 21 viajes de camión y 360 toneladas que evacuar.
  6. El volumen escala linealmente con cada dimensión, así que el efecto proporcional de un cambio de profundidad es el mismo que el de la longitud o la anchura. Lo que ocurre es que la profundidad tiende a ser la dimensión que se revisa tarde.
  7. La profundidad arrastra además costes que el volumen no muestra: por debajo de unos 1,2 m las paredes necesitan entibación o talud, y el propio talud añade volumen que este cálculo rectangular no incluye.

Sensibilidad al coeficiente de esponjamiento

El volumen suelto y los viajes de camión suben con el esponjamiento mientras el volumen en banco y el peso se mantienen planos, porque esponjar añade aire y no material. Alterna las series para verlo. Los viajes van a saltos en lugar de subir de forma continua, porque un camión parcialmente cargado ocupa igualmente un viaje entero. El marcador señala el esponjamiento introducido.

Volumen suelto (transportado)frente aCoeficiente de esponjamiento

Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.

Gráfico de líneas de Volumen suelto (transportado) frente a Coeficiente de esponjamiento. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.

Cómo interpretar el resultado

El volumen en banco fija la medición de excavación y el volumen suelto fija el transporte. El hueco entre ambos es el esponjamiento, y es la cifra que más a menudo se deja fuera de una estimación rápida.

Volumen en banco (en su sitio): < 50 Excavación pequeña

Un volumen en banco de < 50 m³ es una excavación pequeña, al alcance de una miniexcavadora y unos pocos viajes de camión. A esta escala, el coste de movilización de la maquinaria suele superar al de la propia excavación.

Volumen en banco (en su sitio): 50 – 1000 Excavación de edificación habitual

Un volumen en banco de 50 – 1000 m³ es una excavación típica de cimentación o de sótano. Comprueba si el material excavado puede reutilizarse en la obra: moverlo dentro del recinto sale mucho más barato que evacuarlo e importar relleno.

Volumen en banco (en su sitio): 1000 – 10.000 Excavación grande — domina el transporte

Un volumen en banco de 1000 – 10.000 m³ genera tráfico suficiente para que dominen el coste el transporte y el vertido, y no la excavación. Conviene confirmar los itinerarios de evacuación, el canon de vertido y los movimientos de camión diarios antes de cerrar el plazo.

Volumen en banco (en su sitio): ≥ 10.000 Escala de movimiento de tierras masivo

Un volumen en banco de ≥ 10.000 m³ es movimiento de tierras masivo. A esta escala el cálculo debería salir de un levantamiento y de un diagrama de masas y no de unas dimensiones rectangulares, y la reutilización de material en obra pasa a ser un factor de coste principal.

Viajes de camión (12 m³): ≥ 200 Muchos movimientos de camión

≥ 200 viajes de camión son un número considerable de movimientos de vehículos. El acceso a la obra, la gestión del tráfico y los límites diarios de camiones autorizados condicionan con frecuencia el plazo más que el propio ritmo de excavación.

Errores comunes que evitar

Usar el volumen en banco para dimensionar el transporte

Por qué importa:Los camiones cargan material suelto. El volumen en banco subestima lo que hay que mover en todo el esponjamiento: un 25 % en tierra corriente y un 50 % o más en roca.

Cómo evitarlo:Aplica el esponjamiento antes de dividir por la capacidad del camión. En el ejemplo anterior la diferencia son 63 viajes frente a 50, una subestimación del 21 % del transporte.

Medir la estructura en lugar de la excavación

Por qué importa:La excavación debe incluir espacio de trabajo para construir y desencofrar, más el talud de las paredes allí donde no vayan entibadas. Una cata siempre es mayor que lo que contiene, y en una excavación profunda bastante mayor.

Cómo evitarlo:Añade espacio de trabajo — habitualmente de 0,5 a 1,0 m por lado — y considera el talud. Una excavación de 3 m de profundidad con talud 1:1 añade 3 m de anchura en coronación en cada cara.

Suponer que el material excavado puede reutilizarse como relleno

Por qué importa:La tierra vegetal, la materia orgánica, la arcilla blanda y el terreno contaminado se excavan pero no pueden colocarse como relleno seleccionado. Hay que evacuarlos y sustituirlos por material de préstamo.

Cómo evitarlo:Identifica por separado la fracción adecuada. El material inadecuado arrastra un coste doble — vertido más sustitución importada — que una única cifra de volumen esconde.

Aplicar el esponjamiento al peso

Por qué importa:Esponjar introduce huecos de aire; no crea material. La masa que sale de la obra es la misma tanto si la tierra va suelta como si va apretada en el camión.

Cómo evitarlo:Deduce el peso del volumen en banco, como hace esta calculadora. La tabla comparativa de abajo muestra el tonelaje sin variar con ningún coeficiente de esponjamiento.

Usar una única densidad para todos los materiales

Por qué importa:Las 1,8 t/m³ empleadas aquí son una media para tierra corriente. La arena seca ronda 1,5 y la arcilla saturada llega a 2,1, una horquilla del 40 % entre los extremos.

Cómo evitarlo:Cuando el vertido se cobre por peso, usa la densidad medida del material real. En una excavación grande esa sola cifra mueve el coste de vertido más que la mayoría de las decisiones de proyecto.

Olvidar que un camión se llena por volumen o por peso, lo que llegue antes

Por qué importa:Un camión de 12 m³ con 20 toneladas de carga útil queda limitado por volumen con material ligero y por peso con arcilla húmeda o roca. Suponer que siempre manda el volumen sobrecarga el vehículo con material pesado.

Cómo evitarlo:Comprueba los dos límites. Divide el peso de la carga por el volumen suelto por camión y compáralo con la carga útil antes de cerrar el plan de transporte.

Aplicaciones prácticas

  • Medir la excavación de cimentaciones y sótanos
  • Dimensionar el transporte y el vertido de una excavación
  • Convertir entre cantidades en banco, sueltas y pesadas
  • Medir la excavación en zanja para saneamiento e instalaciones
  • Planificar la capacidad de acopio en una obra con espacio limitado
  • Contrastar las mediciones de excavación de un contratista

Casos de uso por sector

Edificación
Las excavaciones de sótano y cimentación se miden desde los planos y se valoran por volumen en banco, mientras el plan logístico de obra trabaja con volumen suelto y movimientos de camión. En obras urbanas, el número de movimientos diarios autorizados condiciona a menudo el plazo más que el ritmo de excavación.
Servicios y saneamiento
La excavación en zanja es repetitiva y muy sensible a la profundidad, ya que el volumen escala directamente con ella y las exigencias de entibación empiezan en torno a 1,2 m. Los productos de excavación resultan con frecuencia inadecuados como relleno, así que hacen falta evacuación e importación en la misma zanja.
Residuos y vertido
El vertido se cobra habitualmente por peso mientras el transporte lo limita el volumen, así que hacen falta las dos cifras para la misma carga. El material contaminado se cobra a un múltiplo de la tarifa limpia, lo que hace que una segregación precisa valga mucho más que una medición precisa del volumen.

Consejos prácticos

  • La excavación se abona por volumen en banco; el transporte va por volumen suelto.
  • La tierra corriente esponja en torno al 25 %, la arcilla el 30 % y la roca volada el 50 % o más.
  • El peso sale del volumen en banco: esponjar añade aire, no material.
  • Añade espacio de trabajo y talud; la excavación siempre es mayor que la estructura.
  • Un camión se llena por volumen o por peso, según qué límite alcance antes.
  • Por debajo de unos 1,2 m de profundidad, las paredes de excavación necesitan entibación o talud.

Ventajas y limitaciones

Ventajas

  • Da las tres cantidades — banco, suelto y peso — a partir de un solo juego de dimensiones
  • Aplica el esponjamiento donde corresponde y lo deja fuera donde no
  • Hace inmediatamente visible la implicación de transporte de un cambio de dimensión
  • Lo bastante sencillo para comprobarlo a mano en una revisión de mediciones
  • Cubre el caso rectangular al que se reducen la mayoría de las catas de cimentación y zanja

Limitaciones

  • Supone una excavación rectangular de paredes verticales
  • No incluye el talud ni el espacio de trabajo, que añaden volumen real
  • El peso supone 1,8 t/m³ sea cual sea el material introducido
  • Los viajes suponen una capacidad de 12 m³ y ningún límite de peso
  • No aplica asiento por compactación al material recolocado como terraplén
  • No distingue el material excavado adecuado del inadecuado
  • No tiene en cuenta el agua freática, que cambia tanto el peso como el método
  • En terreno irregular resulta más adecuado un método por perfiles o por modelo de superficie

La misma excavación, distintos materiales

Una excavación de 20 × 10 × 3 m — 600 m³ en su sitio — con el esponjamiento variado en el rango de los materiales habituales. La medición de excavación y el peso no se mueven nunca; solo lo hace el transporte.

Excavación de 20 × 10 × 3 m, capacidad de camión de 12 m³ y peso a 1,8 t/m³ de volumen en banco. La medición de excavación y el tonelaje son idénticos en todas las filas: el esponjamiento cambia solo lo que ocurre después de que el material salga del terreno, y añade un 50 % a los movimientos de camión entre los extremos.
MaterialEsponjamientoVolumen en bancoVolumen sueltoViajes de camiónPeso
Sin esponjar (referencia)0 %600 m³600 m³501.080 t
Arena y grava12 %600 m³672 m³561.080 t
Tierra corriente25 %600 m³750 m³631.080 t
Arcilla30 %600 m³780 m³651.080 t
Roca volada50 %600 m³900 m³751.080 t

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula el volumen de una excavación?

En una cata rectangular, multiplica longitud por anchura por profundidad. Una excavación de 20 × 10 × 3 m da 600 m³ de volumen en banco, medido en su sitio antes de excavar y antes de cualquier esponjamiento. Todo lo demás de la medición se deriva de esa cifra.

¿Qué diferencia hay entre volumen en banco y volumen suelto?

El volumen en banco es la tierra en su sitio antes de excavar; el suelto es la misma tierra después, dilatada por el esponjamiento. La excavación se abona normalmente por volumen en banco, mientras el transporte y el acopio trabajan con volumen suelto.

¿Qué es un coeficiente de esponjamiento?

El porcentaje en que la tierra se dilata al excavarse. La arena esponja en torno al 12 %, la tierra corriente el 25 %, la arcilla el 30 % y la roca volada el 50 % o más, según su fragmentación.

¿Por qué no cambia el peso al cambiar el esponjamiento?

Porque esponjar introduce huecos de aire en lugar de crear material. La masa que sale de la obra es la misma tanto si la tierra viaja suelta como apretada, y por eso el peso se deduce del volumen en banco.

¿Cuántos viajes de camión necesitará mi excavación?

Divide el volumen suelto por la capacidad del camión y redondea al alza. Una excavación de 600 m³ en tierra corriente da 750 m³ sueltos, que son 63 viajes de 12 m³, no los 50 que sugeriría el volumen en banco.

¿Cuánto pesa un metro cúbico de tierra?

La tierra corriente ronda 1,8 toneladas por metro cúbico en su sitio. La arena seca se acerca a 1,5 y la arcilla saturada puede llegar a 2,1, así que usa la densidad del material real cuando el vertido se cobre por peso.

¿Debo incluir el espacio de trabajo en el volumen de excavación?

Sí. La excavación debe dejar sitio para construir y desencofrar, habitualmente de 0,5 a 1,0 m por lado, más el talud donde las paredes no vayan entibadas. Esta calculadora usa las dimensiones que introduzcas, así que inclúyelo en ellas. Un plano de excavación suele acotarlo de forma explícita.

¿A qué profundidad necesita entibación una excavación?

En torno a 1,2 m es el umbral habitual a partir del cual las paredes deben entibarse o abrirse en talud, aunque depende del terreno y de la normativa local. El talud añade volumen que un cálculo rectangular no capta.

¿Puede reutilizarse el material excavado como relleno?

Solo la fracción adecuada. La tierra vegetal, la materia orgánica, la arcilla blanda y el terreno contaminado hay que evacuarlos y sustituirlos por relleno de préstamo, un coste doble que una única cifra de volumen esconde. Segrega la fracción adecuada en obra antes de cargar los camiones.

¿Sirve esta calculadora para excavaciones irregulares?

Supone una cata rectangular de paredes verticales. Para terreno irregular, fondos en pendiente o una obra completa, emplea un método por perfiles como el de las áreas medias, o un modelo de superficie. En obras grandes, un modelo digital del terreno resuelve el problema completo.

Glosario

Volumen en banco
Volumen de tierra en su sitio antes de excavar. La base habitual del abono de excavación.
Volumen suelto
Volumen tras la excavación, aumentado por el esponjamiento. Es lo que carga realmente un camión.
Volumen compactado
Volumen tras colocar y compactar como terraplén, a menudo menor que el volumen en banco original.
Coeficiente de esponjamiento
Aumento porcentual de volumen cuando la tierra se excava y se suelta.
Coeficiente de asiento
Reducción porcentual de volumen cuando la tierra suelta se coloca y se compacta.
Productos de excavación
Material producido por una excavación, tanto si se reutiliza como si se evacúa.
Talud de excavación
Inclinación de las paredes de una excavación por estabilidad, que añade volumen.
Espacio de trabajo
Excavación adicional alrededor de una estructura para permitir el acceso de construcción.
Carga útil
El peso máximo que un camión puede transportar legalmente, que puede limitar antes que su capacidad en volumen.
Fondo de excavación
La cota hasta la que se lleva la excavación, sobre la que se construye la estructura o el firme.

Referencias científicas y normativas

  1. CESMM4 — Civil Engineering Standard Method of Measurement, clase E: Earthworks — Institution of Civil Engineers
  2. Caterpillar Performance Handbook — pesos de materiales, esponjamiento y factores de carga — Caterpillar Inc.
  3. CTE DB SE-C, capítulo 7 — Acondicionamiento del terreno y excavaciones — Ministerio de Vivienda y Agenda Urbana
  4. Real Decreto 1627/1997 — Disposiciones mínimas de seguridad y salud en las obras de construcción — Gobierno de España
  5. PG-3, artículo 320 — Excavación de la explanación y préstamos — Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana

Conclusión

El volumen de una cata rectangular es longitud por anchura por profundidad, y todo lo difícil de medir tierras ocurre después de eso. La misma tierra arrastra tres volúmenes — en banco en el terreno, suelto en el camión y compactado en un terraplén — y solo su masa es constante, y por eso el peso de la tabla anterior no se mueve nunca mientras el número de camiones sube la mitad entre la arena y la roca. El volumen en banco es sobre el que se abona la excavación; el suelto es el que gobierna el transporte, los acopios y el vertido; y confundir los dos cuesta un 25 % en tierra corriente. Dos cosas que esta aritmética no ve conviene añadirlas a mano: el espacio de trabajo y el talud que hacen que toda excavación sea mayor que la estructura que contiene, y la fracción de productos de excavación inadecuada como relleno, que por tanto hay que evacuar y sustituir.

Introduce arriba tus propias dimensiones y compara las cifras en banco y en suelto antes de cerrar el transporte.