permeabilidad

Permeabilidad
Pruebas de campo
La prueba Lugeon, o ensayo Lugeon
Es un ensayo que se hace en el campo para estimar la permeabilidad del suelo. Se aplica principalmente en rocas fracturadas. Consiste en medir el volumen de agua " " que se consigue inyectar en el suelo durante un tiempo determinado " ", en otras palabras se mide el caudal , en un tramo de una longitud determinada " ", a unapresión constante .
En una perforación impermeabilizada hasta una cierta profundidad, a partir de esta se perforan unos 5 metros y luego se fija un obturador neumático en la parte superior de este tramo se inyecta agua a presión con una bomba. En la boca del pozo se controla la presión con un manómetro. Un contador de agua y una válvula de descarga, permiten medir los caudales inyectados a unapresión dada mantenida constante.
Las mediciones se efectúan en 5 niveles de presión, en los cuales el agua es inyectada. Antes de empezar, se define la presión máxima que va a ser utilizada, esta no debe exceder la presión de confinamiento esperada de la profundidad de la perforación; sobre esta presión máxima se trabaja durante el ensayo para no generar fracturas en la roca a causa de lapresión generada por el agua.
La presión máxima está relacionada con el objetivo de la prueba, por ejemplo para evaluar las pérdidas por infiltración en un embalse a ser creado.
Para cada nivel de presión, el ensayo consiste en bombear la cantidad de agua que sea necesaria para mantener constante la presión en la zona de ensayo. Esta presión es incrementada en cada nivel subsecuente, hasta llegar a lapresión máxima ya establecida. Una vez ésta es alcanzada, la presión del agua debe ser reducida pasando por las mismas presiones de los estados anteriores.
Estado 1 Estado 2 Estado 3 Estado 4 Estado 5
Bajo Medio Máximo Medio Bajo
0.50*PMAX 0.75*PMAX PMAX 0.75*PMAX 0.50*PMAX
Los cinco estados son :







La permeabilidad se determina con la fórmula:

Donde:
k:permeabilidad.
Q: velocidad constante del flujo en la perforación.
L: longitud del tramo ensayado.
Ht : presión de sobrecarga a la profundidad del ensayo/ peso especifico del agua.
r: radio de la perforación de prueba.




El ensayo Lefranc
Es uno de los ensayos de permeabilidad, "in situ", que se aplica con mayorfrecuencia. Consiste en introducir, o bombear agua desde un sondaje, donde la cavidad es mantenida constante, a una determinada profundidad. Se aplica principalmente a suelos sueltos. Para suelos rocosos fracturados se utiliza, para el mismo fin, el ensayo Lugeon. Existen dos modalidades, con presión constante, o, con presión variable.
Ensayo con carga hidráulica constante
En el ensayo con cargahidráulica constante se introduce o bombea en un pozo de sondeo el caudal necesario para mantener, en el pozo que se está verificando, a un nivel constante. La interpretación del ensayo se basa en algunas hipótesis que simplifican el problema, pero que no afectan sustancialmente el resultado. Las hipótesis son: (i) se trata de un flujo laminar, (campo de aplicación de la ley de Darcy); (ii) que el medioes isotrópico y homogéneo; y, (iii) que se trata de un régimen permanente. En estas condiciones el caudal es proporcional a la permeabilidad, representada por el coeficiente de permeabilidad , y a la carga hidráulica , es decir:

Donde es un coeficiente característico de la cámara filtrante.
La carga hidráulica está dada por la altura del agua en el agujero, por encima del nivel freático(la carga se considera nula antes del ensayo). La posición del nivel freático, sin embargo, no siempre puede determinarse con precisión, lo que dificulta la determinación confiable del coeficiente de permeabilidad.
Para minimizar el error en el cálculo del coeficiente de permeabilidad es conveniente que se pueda garantizar con una buena aproximación la forma de la cavidad, preferentemente...