Permeametro

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA MAESTRÍA EN INGENIERÍA GEOTÉCNICA CATEDRATICO: MSC. VICTOR LÓPEZ

TEMA: PERMEAMETRO

ALUMNO: ERICK ESTUARDO GALDÁMEZ SOBERANIS CARNÉ: 1000-30972

DISEÑO DE CONSTRUCCIÓN DE OBRAS HIDRAULICAS

INDICE INTRODUCCIÓN ………………………………………………………………… ..…………3 OBJETIVOS

…………………………………………………………………… .....…....4

1. PERMEABILIDAD..…………………………………………………………..……...…5 1.1 Determinación del coeficiente de permeabilidad... …………………..………......5 1.1.1 Laboratorio 1.1.2 In situ 1.1.3 Empíricos

2. LEY DE DARCY………………………………………………………………….…......6 3. PERMEÁMETRO..…………………………………………………………………...…7 3.1 Tipos de permeámetro ………………………...…………………………..……......7 3.1.1 Permeámetro de carga constante 3.1.2 Permeámetro de carga variable

CONCLUSIONES …………………………………………………………………………. 10 RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA

………………………………………………………………….. 11

………………………………………………………………………..… 12

2


INTRODUCCIÓN La permeabilidad es una de las características que contienen los suelos, en donde se puede establecer la capacidad que tienen de transmitir agua, en función de su textura. Para medir la permeabilidad de los suelos, existen métodos de campo, de laboratorio y empíricos. Entre los métodos de laboratorio de medición de la permeabilidad encontramos, el realizado por medio de un permeámetro, el cuál es considerado un método directo de medición del coeficiente de permeabilidad.

3


OBJETIVOS 

GENERAL: Describir y conocer la utilización del permeámetro, como método directo de medición del coeficiente de permeabilidad de los suelos .



ESPECÍFICOS: a) Conocer la permeabilidad de los suelos. b) Conocer los tipos de ensayos para determinar la permeabilidad. c) Describir y entender la utilización del permeámetro.

4


1. PERMEABILIDAD: Es el parámetro que permite evaluar la capacidad de transmitir agua de una formación en función de la textura, sin relacionarla con su estructura o forma geométrica (Angelone, 2006). La permeabilidad que relaciona las caracteristicas de la textura con el fluido es llamada: permeabilidad efectiva.

Y la que sólo

depende de las caracteristicas del medio permeable es llamada: permeabilidad intrinseca.

1.1. Determinación del coeficiente de Permeabilidad: La determinación del coeficiente de permeabilidad, se puede efectuar por medio de ensayos in situ, laboratorio, y empiricos (Angelone, 2006). Estos ensayos se describen a continuación:

1.1.1. Laboratorio: Este tipo de ensayos son utilizados en muestras de suelo que han sido extraidas, ya sea por medio de una calicata o de una perforación, entre los más utilizados se encuentran: Permeámetro de carga constante, y de carga variable.

Figura Permeametro de carga constante (Angelone, 2006)

5


1.1.2. In situ: Estos métodos son efectuados en el lugar, entre los más utilizados se encuentran: ensayo de carga variable, carga constante, slug y pozos de bombeo. Para este tipo de ensayos se necesita disponer de un área grande para poderlos efectuar.

Figura: Pozo de bombeo (Angelone, 2006)

1.1.3. Empíricos: Estos métodos se basan en caracteristicas como la granulometria y estructura del suelo.

Entre estos se encuentran: Allen-

Hazen, Loudon, Terzaghi, prueba de capilaridad, entre otros.

2. LEY DE DARCY: El flujo de agua a través de medios porosos está gobernado por una ley descubierta

experimentalmente

por

Darcy

en

1856,

quien

investigó

las

características del flujo de agua a través de filtros de material térreo (Ingenieria). Utilizando determinados dispositivos de diseño, Darcy encontró que para velocidades suficientemente pequeñas el gasto o caudal Q es:

Donde: Q: Caudal o gasto [cm 3 /seg] ∂V:

Variación del volumen en un diferencial de tiempo

6

DISEÑO DE CONSTRUCCIÓN DE OBRAS HIDRAULICAS ∂t:

Diferencial de tiempo

k: Coeficiente de permeabilidad (cm/seg) i: Gradiente hidráulico (adimensional) A: Sección transversal del filtro (cm 2) Si se considera la ecuación de la continuidad:

Donde: Q: Caudal o gasto (cm3 /seg)

v: Velocidad (cm /seg) A: Area transversal (cm2) Es posible relacionarlos de tal forma que: V = k .i

Expresión conocida como Ley de Darcy

3. PERMEAMETRO: Es un equipo utilizado para medir la permeabilidad de los materiales ante el paso de fluidos a través de ellos. Es un método directo de medir el coeficiente de permeabilidad.

3.1. TIPOS DE PERMEAMETRO: 3.1.1. Permeámetro de carga constante: En estos aparatos la cantidad de agua que fluye a través de una muestra de suelo, de dimensiones conocidas, en un tiempo determinado, puede ser medida. Los niveles de agua a la entrada y salida del permeámetro se pueden mantener constantes por medio de compuertas. La pérdida de carga h,

7


depende únicamente de la diferencia entre los niveles de agua. El diámetro D y el largo L de la muestra pueden ser medidos. El agua a la salida es recogida en una probeta graduada y la cantidad de descarga Q es medida. Cabe destacar que este permeámetro es aplicable a suelos relativamente permeables, por ejemplo limos, arenas y gravas. A continuación se muestran dos modelos de permeámetros y el cálculo del coeficiente de permeabilidad k.

Figura: Permeámetro de carga constante (Ingenieria)

Para el cálculo de k se determina primero el caudal circulante una vez que el sistema se encuentra en régimen (la cantidad de agua que ingresa es igual a la que sale), midiendo el tiempo t en el cual se llena un recipiente de volumen V conocido: En los ensayos de permeabilidad, las fuentes más importantes de error son la formación de una pequeña capa de material fino en la superficie de la muestra, que actúa luego como filtro, y la existencia o formación de burbujas

8


de aire dentro de la muestra de suelo. Ambos errores reducen la permeabilidad. El error originado por la formación de un filtro puede ser eliminado midiendo la pérdida de carga entre dos puntos situados en el interior de la muestra, en la forma indicada en el permeámetro.

3.1.2. Permeámetro de Carga Variable: Este tipo de dispositivo, brinda mayor exactitud para suelos menos permeables, como arcilla y limo. En este caso la cantidad de agua escurrida es medida en forma indirecta por medio de la observación de la relación entre la caída del nivel de agua en un tubo recto colocado sobre la muestra y el tiempo transcurrido. La longitud L, el área “A” de la muestra y el área “a” del tubo recto son

conocidos. En adición, las observaciones deben ser hechas en no menos de 2 niveles diferentes de agua en el tubo recto. Para la deducción del v alor de “k” obsérvese el permeámetro el que debe estar en régimen antes de efectuar cualquier medición.

Figura: Permeámetro de carga variable (Ingenieria)

9


CONCLUSIONES 

La permeabilidad es una de las caracteristicas más importantes de los suelos, ya que el determinar de forma exacta este parametro, nos permitirá poder establecer el comportamiento del agua dentro de la estructura del suelo.



. La ley de Darcy es la que rige el movimiento de flujos a traves del suelo, la cual se basa en el caudal del flujo que se encuentra en movimiento, la velocidad y el área, para poder calcular el coeficiente de permeabilidad.

10


RECOMENDACIÓN Se recomienda la utilización del permeámetro de carga constante, cuando el suelo tenga características de arcillas y limos, debido a que la característica de estos suelos, los hace menos permeables por lo que utilizar este permeámetro, permitirá tener una mejor lectura del coeficiente de permeabilidad.

11


BIBLIOGRAFIA

1. Vallejo, L. G. (2002). “Ing en iería Geo lóg ic a ”. Madrid, España: Prentice Hall. 2. Angelone, S. (2006). “Geológia y Geotécnia: Permeabilidad de Suelos”. Rosario, Argentina: Facultad de Ciencias exactas.

3. Ingenieria, Universidad

Nacional. (s.f.). “Dis eñ o d e Pe rm eám et ro s ”. Lima,

Perú.

12

Permeametro

Recommend Documents