Descargar - AHTeR

ENSAYO DE PERMEABILIDAD
Introducción:
Como sabemos, en los suelos se hallan presentes tres fases: el sólido representado por
las partículas o granos, el agua y el aire que ocupa los vacíos.
Estos vacíos, en general, no son oquedades estancas, sino por el contrario están
comunicados entre si, formando verdaderos conductos que atraviesan en todas las direcciones la
masa del suelo. Si las condiciones son adecuadas, por estos conductos circulará agua.
La cantidad de agua que circula a través de un suelo depende de:
Los granos o partículas del suelo.
La porosidad o de la relación de vacíos.
La carga hidráulica, es decir la energía mecánica disponible para forzar al líquido a
circular.
La viscosidad del fluido.
Grado de saturación.
El coeficiente de permeabilidad k, es un parámetro que permite cuantificar la facilidad de
movimiento del agua través del medio poroso.
Del tamaño y forma de los granos dependerá la sección del "conducto" disponible para la
circulación del fluido, de tal manera que cuanto mayor sea la partícula tanto mayor será la
permeabilidad, sin embargo, también se deberá evaluar la uniformidad y orientación de los granos.
Se ha tratado de establecer correspondencias entre el coeficiente de permeabilidad "k" y la
granulometría de la muestra pero tan sólo se obtienen valores de orden de magnitud de
permeabilidad para suelos friccionales y uniformes. El caso de los suelos finos, en particular los
arcillosos, es más complejo aún porque además, presentan en la superficie de los minerales
arcillosos agua adsorbida que modifica el escurrimiento “libre” del fluido.
Estas características de los suelos origina diferente valores de permeabilidad según sea la
dirección del flujo horizontal o vertical (es común relaciones entre ambos de entre 2 a 15).
La energía mecánica que "alimenta" el movimiento del agua a través del suelo es otro
factor importante dado que si sometemos a la masa a una alta carga hidráulica se puede llegar a
un cambio de régimen (de laminar a turbulento), provocando el arrastre de las partículas finas de
suelo y la generación de conductos "preferenciales" de circulación que continuarán creciendo de
sección conforme transcurra el tiempo.
La viscosidad del fluido también modifica sensiblemente el coeficiente de permeabilidad
según una relación inversa. Normalmente, se determina para una viscosidad a 20ºc, pero el
coeficiente puede disminuir al 50% si la temperatura del agua desciende a 0ºc, o aumentar un
150% a 40 ºc. A medida que la temperatura aumenta, la viscosidad del agua disminuye y por lo
tanto el coeficiente de permeabilidad aumentará. Si el coeficiente de permeabilidad se obtiene a
una temperatura distinta de 20 ºC, deberá corregirse según la siguiente relación:
k
20
k T
donde T y 20, son la viscosidad del fluido a la temperatura T del ensayo y a 20º,
respectivamente.
Finalmente, una muestra de suelo saturada tendrá una permeabilidad superior que otra del
mismo material pero seca, debido a la presencia de aire en el interior de la masa que deberá que
ser desalojado y a fenómenos de tensión superficial del agua, la que en el “frente de avance”
desarrolla meniscos que dificultan el libre escurrimiento.
Podemos definir dos maneras de realizar este ensayo: con carga variable y con carga
constante.
En el primero, se determina el tiempo que necesita el agua para recorrer una longitud
establecida en la probeta, el coeficiente de permeabilidad "k" surge de la relación entre esta
longitud y el tiempo empleado, la provisión de agua se realiza por medio de una columna de
28
T
20