2 CommentsINSTRUCCIONES GENERALES SOBRE OPERACIONES DE PRUEBAS DE PERMEABILIDAD
CONSIDERACIONES GENERALES
Las pruebas sobre permeabilidad en una boquilla en estudio, son operaciones de campo básicamente encaminadas a conocer el grado de permeabilidad de la cimentación de una cortina que se proyecta construir.
Determinación de permeabilidad en la boquilla como complemento necesario de su estudio geológico.
Se considera para esta exposición de carácter general, que hay dos tipos esenciales de materiales del subsuelo, desde el punto de vista de la facilidad mayor o menor que presente para el paso de un flujo de agua a través de su constitución siendo las que tienen permeabilidad en pequeño y las que corresponden a permeabilidad en general.
Los materiales que para los fines de este instructivo se consideran con permeabilidad en pequeño, son todos los granulares, incluyendo las arcillas, limos, arenas y gravas. Se consideran con permeabilidad en grande, las rocas con juntas fracturas, fisuras, lajeados y grietas, vacías o rellenas de material granular.
Para la permeabilidad en pequeño si es posible obtener una muestra inalterada del campo, se podrá determinar en el laboratorio, pero la permeabilidad en grande solo se podrá medir mediante operaciones en el campo.
En una roca fisurada existe la permeabilidad en grande por el flujo que se establece a través de los huecos o fisuras y ante la magnitud de este flujo, la permeabilidad en pequeño de los bloques que quedan limitados por las fisuras, resulta despreciable. En la mayor parte de los casos la permeabilidad en rocas fisuradas podrán definirse como coeficientes de permeabilidad semejante a los determinados y usados para materiales granulares.
Las pruebas de permeabilidad a que se refiere el presente instructivo, consisten en inyectar agua en el terreno por medio de una perforación, en tramos de ella de longitud conocida, con presiones escalonadas registrando los gastos correlativos que se aplican.
Es indudable que el gasto Q de absorción provocado por la inyección del agua, esta ligado a la presión en el tramo de perforación por una ley que ira desde la formula conocida de:
En la que admitiendo que el escurrimiento es laminar y que por lo tanto puede aceptarse para la velocidad la expresión
Resulta aplicable la formula
hasta una en que el escurrimiento sea turbulento y en el que seguramente no es aplicable la formula de Darcy. La transición de uno a otro limite es paulatina y por lo tanto va siendo también paulatina la posibilidad de ampliar el uso de la formula anterior.
Cuando se investiga permeabilidad en formaciones geológicas que no son granulares, conviene expresar la como un gasto de absorción con una unidad adoptada.
La unidad Lugeon ( U. L ) es el gasto de un litro por minuto en 1.0 m. de longitud en el tramo de prueba, bajo la presión de 10 kilogramos por centímetro cuadrado.
Se admite que la perforación en el tramo de prueba no tiene ademe y que es de 7.6 cm ( 3") de diámetro aproximadamente. Los tramos de pruebas conviene que sean de 5.0 m. y se deben hacer las pruebas conforme avance la perforación, para que el fondo de ella, constituya el limite inferior de ese tramo, quedando como superior el empaque u obturador del tipo que sea mas conveniente para la formación geológica que se prueba.
Con el fin de hacer comparables los datos que se obtengan las pruebas de permeabilidad se llega a un equivalente del valor de K de la formula (3) al valor del Lugeon, para que queden expresadas las permeabilidades en grande en Lugoones y también con sus valores equivalentes en coeficientes K de permeabilidad. Para esta transformación se requiere para cada caso, admitir en primer lugar que solo se trata de establecer una similitud, pero sabiendo que el gasto Q estará en función de K determinada con los valores que en seguida se señalan y además, que estos valores son solo estimativos:
log 500/ 3.8 = log 131.7 = 2.12
Q = un litro por minuto = 0.0000167 m3/s
Se admite como valor de r el de 500 cm. y el de r como 3.6 cm.
B = 1 m
H = H1 + H2 + Hf = 10 kg/cm2 = 100 m.
K = 2.3 x 0.0000167 x 2.12
Admitiendo la equivalencia en esas condiciones, se podrá siempre expresar la permeabilidad como gasto de absorción en Lugeon ( U. L .) o en su coeficiente aproximado de permeabilidad ( K ).
Por comodidad en el campo y por ser valor real, se usara el Lugeon como se ha definido antes.
Conviene adoptar como tramo de prueba 5.0 m. pero cualquiera que sea el que se use, el primer paso para transformar un gasto de absorción (Q en litros por minuto) en Lugeon ( U. L. ) es dividirlo por la longitud del tramo ( b ) en metros.
El gasto de absorción en litros por minuto y por metro, para la presión P en kg/cm2 se tendrá que multiplicar por 10/P admitiendo que hay correlación en línea recta entre presión y gasto.
Ejemplos:
Para un gasto de absorción de 15 litros por minuto en prueba con tramo de 5 m. y presión de 6 kg/cm2 se tendrán.
Para un gasto de absorción de 30 litros por minuto en tramo de prueba de 15.0 m con presión de 10 kg/cm2 se tendrá.
Para un gasto de absorción de 60 litros por minuto en prueba de un tramo de 5.0 m con presión de 12 kg/cm2.
