La falta de relaciones sencillas y generales entre el coeficiente de permeabilidad y los resultados de las pruebas de clasificación, conduce frecuentemente a la necesidad de ejecutar pruebas de permeabilidad, ya sea en el campo o en el laboratorio. Las pruebas de permeabilidad en las muestras de suelo se hacen usualmente con un permeámetro de carga variable o con uno de carga constante. El de carga constante (fig. 2.2a) da resultados seguros en materiales muy permeables como las arenas y gravas limpias. El valor de k se calcula por medio de la ecuación
en la que Q es el volumen de agua de descarga; L la longitud de la muestra en la dirección del flujo; A el área de la sección transversal de la muestra; h la carga hidráulica y t el tiempo. Todas estas cantidades se miden en la prueba.
El permeámetro de carga variable (fig. 2.2. c) es más adecuado para probar materiales de baja permeabilidad, debido a que las dimensiones del aparato pueden ajustarse de manera que las medidas de carga y de tiempo puedan efectuarse con gran precisión dentro de una amplia variación de los valores del coeficiente de permeabilidad. El valor de k puede calcularse con las cantidades medidas durante la prueba, por medio de la ecuación
En esta ecuación, a es el área de la sección transversal del tubo de descarga, L es la longitud de la muestra, A es el área de la sección transversal de la muestra, t es el tiempo, y h0 y h1 son las cargas hidráulicas original y final, respectivamente.
Los resultados de las pruebas de permeabilidad en materiales sin cohesión frecuentemente son engañosos, ya que no es práctico obtener muestras representativas del material permeable y colocarlas en el permeámetro sin alterarlas. No sólo es difícil obtener muestras inalteradas, sino que, además, la mayor parte de los depósitos granulares son bastante erráticos, por lo que se dificulta incluso obtener unas que sean representativas.
Las pruebas de permeabilidad están también sujetas a varios tipos de errores experimentales. Uno de los más importantes de éstos proviene de la formación de una película filtrante de material fino en la superficie o un poco abajo de la muestra. La película puede deberse a la segregación de los componentes limosos de la arena durante la colocación de la muestra en el perrneámetro, o a la migración de las partículas finas sueltas que están en la superficie hacia los vacíos de Fa arena que está debajo. La capa segregada de material fino reduce mucho la permeabilidad medida. La fig 2.2b muestra un tipo de aparato de carga constante, que puede usarse para eliminar el efecto de la película superficial. En este aparato la pérdida de carga se mide en una distancia dentro del interior de la muestra, y la disminución de la carga a través de la película de filtro no afecta los resultados.
Al efectuar pruebas de permeabilidad, el técnico debe tener el cuidado de saturar completamente la muestra, y asegurarse de que no se desprenden en el agua burbujas de aire durante la prueba. Las burbujas de aire tapan los huecos disminuyendo así la permeabilidad. A lo sumo, las pruebas de laboratorio para determinar la permeabilidad en muestras pueden servir solamente de base para hacer una tosca estimación de la permeabilidad en un depósito de suelo real. Por esta razón, la estimación de la permeabilidad de un depósito de suelo grueso, basada en la granulometría puede ser con frecuencia tan útil como los resul tados de las pruebas de laboratorio.
La permeabilidad de las muestras de arcilla se puede determinar mejor de manera indirecta, utilizando los datos obtenidos al ejecutar pruebas de consolidación.
Figura 2.2. a) y b) Perméametros de carga constante; c) Perméarmetro de carga variable.
Aun cuando se han elaborado procedimientos estándar (ASTM D-2434) para la ejecución de pruebas de permeabilidad que resultan guías útiles, la multiplicidad de factores que pueden influir en los resultados, demandan experiencia y criterio de parte del técnico, quien deberá ignorar las normas cuando las considere inaplicables.
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