METODOS DE DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD IN SITU

METODOS DE DETERMINACION DE LA PERMEABILIDAD IN SITU

De una forma simplificada, la determinacin de la permeabilidad en el campo se puede subdividir como sigue :

Ensayos en los que se extrae agua del suelo o subsuelo (pruebas de bombeo y aforos y cubeteo).

Ensayos o pruebas en las que se adiciona agua al suelo con o sin presin (vertimientos e inyecciones).

ENSAYOS EN LOS QUE SE EXTRAE AGUA DEL SUELO O SUBSUELO

PRUEBAS DE BOMBEO O AFOROS Y CUBETEO

PRUEBAS DE BOMBEO O AFOROS

Tienen por objeto la determinacin de los parmetros que definen el comportamiento de un acufero ante la accin de un pozo y dentro de los lmites de una teora determinada.

En la rama hidrulica, las pruebas de bombeo se utilizan para determinar el gasto o volumen de agua en funcin del tiempo; de igual forma, en la hidrulica subterrnea, estas pruebas significan el gasto, caudal o volumen de agua que entrega una formacin geolgica en funcin del tiempo y del abatimiento (descenso del nivel del agua producto del bombeo) expresndose en l/seg o en m3/da.

Generalmente, las pruebas de bombeo o aforos consisten de una forma simplificada, en la colocacin de un equipo de bombeo, o bomba en una cala o pozo destinado al efecto. Esta bomba tiene como funcin elevar el lquido hasta la superficie y descargarlo en esta. El gasto, el tiempo y el abatimiento en la superficie del terreno se miden por medio de equipos de medicin utilizando una sonsa introducida en el pozo o cala, es decir, que se observan el unsono, tanto el tiempo desde el comienzo del bombeo como el descenso del nivel del agua (abatimiento) as como el gasto. Posteriormente, estos datos obtenidos se procesan de acuerdo con diferentes mtodos de clculo.

De acuerdo con la forma de realizacin y la distribucin, las pruebas de bombeo se pueden hacer de forma individual, por medio de una cola o pozo central, o con las calas de observacin llamadas tambin satlites.

EL CUBETEO

Se realiza generalmente en reas o zonas donde el gasto o caudal a extraer es pequeo, y consiste en el agotamiento total del agua en la cala o pozo, por medio del lleno y vaciado continuo de la cubeta del equipo de perforacin. Este tipo de prueba presenta como inconvenientes fundamentales que la cubeta no descarga bastante agua, debido a su capacidad; el agua descarga de forma irregular y la prueba es de corta duracin; debido a ello, sus resultados evaluativos se pueden considerar como de carcter orientativo.

ENSAYOS O PRUEBAS EN LAS QUE SE ADICIONA AGUA AU SUELO CON O SIN PRESION

VERTIMIENTOS E INYECCIONES

VERTIMIENTOS

Las pruebas de vertimiento tiene por objeto o determinar la permeabilidad en los suelos y rocas que forman la zona de aereacin.

Fundamentalmente, estas pruebas se realizan en calicatas y en las calas por medio de la infiltracin de agua sin presin.

En la mayora de los casos, las pruebas de vertimiento en calicatas tienen por objeto la investigacin de la zona de aereacin, y en ellas el agua sin presin infiltrada, de una forma gradual, no debe alcanzar el nivel de las aguas subterrneas, sin sobrepasar la elevacin capilar, ni la franja capilar.

En la realizacin de estas pruebas se deben observar las premisas siguientes :

Volumen infiltrado y gradiente constante en funcin del tiempo.

Gradiente constante y gasto variable en funcin del tiempo.

Gradiente constante y volumen variable en funcin del tiempo.

Las pruebas de vertimiento en calas, se realizan cuando el espesor de la zona de aereacin es considerable, y el agua infiltrada no debe alcanzar la base impermeable.

Es necesario comenzar estas pruebas introduciendo agua en la cala hasta llenar el intervalo investigado y, posteriormente la prueba se continua, aplicando diferentes mtodos, tales como :

Gasto infiltrado y ascenso de nivel constante y proporcional al gasto infiltrado.

Gasto infiltrado variable en funcin del tiempo.

Gasto infiltrado constante y variacin del nivel en funcin del tiempo.

Si la prueba de vertimiento en calas se ha realizado observando los mtodos anteriores, entonces los datos obtenidos se pueden procesar y calcular de acuerdo con el criterio de diferentes especialistas.

Adems, cuando los suelos y rocas son de baja permeabilidad y las aguas subterrneas yacen cerca de la superficie del terreno, se utilizan las pruebas de vertimiento momentneo, en calas, cuyas duracin es indefinida, pues est en funcin de la permeabilidad.

PRUEBAS DE INYECCION

Las pruebas de inyeccin o pruebas de presin con agua se utilizan para determinar la permeabilidad de un macizo rocoso. Estas pruebas tienen como finalidad establecer las relaciones que existen entre la cantidad de agua, que se introduce al macizo rocoso y las presin utilizada durante dicho proceso.

Las relaciones mencionadas se pueden considerar como resultado de las pruebas, y segn ellas determinar la permeabilidad del macizo rocoso y hacer comprobaciones, de acuerdo con diferentes criterios, lo cual permite una evaluacin relativa de la misma y con ello, la determinacin exacta de la permeabilidad.

Generalmente, las pruebas de presin con agua consisten en la medicin de la cantidad de agua introducida en un tramo cerrado y limitado de la cala, utilizando una presin conocida.

CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR EL MATERIAL PARA

QUE SE CONSIDERE EL FILTRO DE PROTECCION

El ingeniero se ve muchas veces obligado a desviar la circulacin natural del agua del agua contenida en los suelos para enviarla a zanjas o pozos dispuestos al efecto o bien encauzarla hacia conductos subterrneos situados debajo de fundaciones. La desviacin o encauzamiento del agua por los procedimientos mencionados se denomina drenaje. Los pozos de drenaje son comnmente revestidos con caos perforados y los conductos consisten en caeras con sus juntas abiertas o en caos perforados. Entre el suelo natural y los caos se coloca una capa de material grueso para que acte como filtro.

Para que el filtro cumpla su cometido en forma eficiente, el material del mismo debe satisfacer ciertas condiciones granulomtricas :

Si los vacos del material son mucho mayores que las partculas ms finas del suelo adyacente en contacto con el filtro, dichas partculas son poco a poco arrastradas a los intersticios del filtro, terminando por obstruir el escurrimiento del agua. Si por el contrario, los vacos del filtro son del mismo tamao que los del suelo, el filtro puede ser poco a poco lavado por arrastre hacia el conducto subterrneo.

Experimentos efectuados al efecto han indicado que para que un material satisfaga las condiciones esenciales para constituir un filtro adecuado, su tamao D15, correspondiente al tamiz que deja pasar el 15% del material, debe ser por lo menos igual a cuatro veces el tamao D15 de la capa de suelo ms gruesa en contacto inmediato con el filtro y que adems dicho tamao D15, no debe sobrepasar cuatro veces el tamao D85 correspondiente al tamiz que deja pasar el 85% del suelo de la capa ms fina en contacto con el filtro. Estas condiciones estn representadas grficamente en la Figura 1, en la cual el rea sombreada de la derecha encierra las curvas granulomtricas de todos los suelos en contacto con el filtro. Segn las especificaciones precedentes, cualquier material satisface las condiciones de un filtro si su curva granulomtrica intersecta entre los puntos a y b a la horizontal correspondiente al 15%.

Si un filtro se extiende sobre una zona cubierta de suelos gruesos y finos, se debe utilizar distintos materiales en las reas ocupadas por cada suelo.

Como es siempre deseable reducir las prdidas de cargas debidas al escurrimiento a travs del filtro al menor valor compatible con los requerimientos granulomtricos, los filtros muy espesos son construidos generalmente de varias capas. Cada una de estas capas satisface, con respecto a la capa precedente, las condiciones indicas en la Figura 1, formndose un filtro compuesto que se conoce como filtro graduado.

La descarga de agua en el lmite entre un suelo fino y un suelo grueso puede producir arrastre o erosin del material fino si la velocidad del agua es grande. La erosin generalmente comienza con la formacin de pequeos manantiales en diferentes puntos del lmite entre suelos, donde se inicia la erosin de canales que poco a poco progresan hacia el interior del suelo fino y hacia la zona de entrada del agua en el mismo. El proceso se conoce como erosin retrgrada. Es una de las amenazas ms peligrosas que existen para los diques de embalse, siendo la causante de los desastres ms catastrficos ocurridos en tales tipos de obras. Como la erosin no puede producirse sin que una gran cantidad de suelo sea poco a poco lavada y arrastrada, la misma puede ser controlada en forma efectiva construyendo filtros en todas las zonas donde exista alguna posibilidad de que se produzcan manantiales.