Informe 6 Steven

DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD

Determinación del coeficiente de permeabilidad
Steven Quesada Guerrero
Instituto Tecnológico de Costa Rica

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Resumen
En el presente informe muestra los resultados obtenidos de la prueba de permeabilidad a
carga constante para una muestra de suelo. La prueba se realiza con base en lo concertado
enla norma ASTM D 2434. Cabe resaltar que la muestra con la que se realiza la prueba es
un material granular, específicamente una arena, de la cual no se conoce su distribución
granulométrica. Las datos obtenidos se tomaron con tres diferentes cargas hidráulicas de
0,o cm, 0,9 cm y 1,9 cm, tomando el volumen de agua que fluye a través de la muestra los
tiempos a 8 min, 5 min y 2 minrespectivamente. Con estos valores se procede a realizar la
curva velocidad versus gradiente hidráulico, la cual cumple con la condición de flujo
laminar, con la que se determina un coeficiente de permeabilidad de 10,8x10-3 cm/s.
Debido a que dicho coeficiente fue obtenido a una temperatura promedio de 24,1ºC, se
procede a corregir el valor debido al cambio que tiene la viscosidad del agua con respecto a
latemperatura, obteniendo un coeficiente de permeabilidad normalizado de 9,8x10-3 cm/s.

Introducción
Debido a que la permeabilidad del suelo es la propiedad que tiene este de transmitir
el agua y el aire a través de sus poros, es importante tener en cuenta este parámetro antes de
realizar una obra de índole civil. Hoy en día las pruebas de permeabilidad tienen diversas
aplicaciones, un efecto decisivosobre el costo y las condiciones que se pueden encontrar en
muchos procedimientos constructivos, como por ejemplo, excavaciones a cielo abierto en
arena bajo agua o la velocidad de consolidación de un estrato de arcilla bajo el peso de un
terraplén.

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En el laboratorio, la prueba se aplica por medio de permeámetros y se puede realizar
a cargaconstante o carga variable, según el tipo de suelo y muestra a la cual se le quiera
realizar dicha prueba. En este caso se, la prueba se realiza con el método de la carga
constante según la norma ASTM D 2434, lo que se busca es determinar el coeficiente de
permeabilidad del suelo. La razón por la cual se hace esto necesario es para conocer el
grado de permeabilidad que presenta el suelo. Esto haceposible determinar entre otras
cosas, la capacidad de retención de aguas en presas, la capacidad de las bombas para
rebajar el nivel freático en una excavación o para determinar la velocidad de asentamiento
de una estructura al escurrir el agua a través del suelo.

Marco conceptual
Según Juarez Badillo (1980) la permeabilidad es la capacidad de un material para
que un fluido lo atraviese sin alterarsu estructura interna. Se afirma que un material es
permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado,
e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.
La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores
básicos:
• La porosidad del material.
• La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura.
• La presión aque está sometido el fluido.
El coeficiente de permeabilidad (k) es “una constante de proporcionalidad
relacionada con la facilidad de movimiento de un flujo a través de un medio poroso”
(Bowles, 1980, p. 97). Se pueden determinar por medio de dos métodos generales de

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laboratorio llamados método de la carga constante y el método de la cargavariable.
Dichos métodos están basados en el uso de la ley de Darcy, con las condiciones de un flujo
laminar. Con el método de la cabeza constante, el coeficiente de permeabilidad se calcula
con a siguiente ecuación:

Donde:
Q es el volumen de agua recolectado
L distancia entre manómetros
A es el área de la sección transversal en el espécimen
t es el tiempo de la descarga
h es la cabeza hidráulica...