2 CommentsENSAYOS DE AGUA-DETERMINACIÓN DEL BUZAMIENTO DE LAS CAPAS
ENSAYOS DE AGUA
La testificación de las rocas permite extraer unas muestras intactas del terreno o más o menos transportadas por la perforación. En este último caso (suelo pulverulento, rocas muy fisuradas), la testificación es insuficiente para definir el estado real del terreno y para el ingeniero resulta de una importancia muy grande la información complementaria que suministran los ensayos de agua. Por consiguiente, estos ensayos deben hacerse siempre en los sondeos de reconocimiento, incluso aunque estos no tengan por fin el estudio de las corrientes subterráneas.
GENERALIDADES
Los terrenos que forman la corteza terrestre sirven en general de asiento a corrientes de agua. Esta discurre o bien por los intersticios que separan los granos de arena o grava, o por las fisuras, diaclasas o capas de arena fina, casi impermeables, que existen frecuentemente en las rocas.
Al primer tipo de corriente, corresponde la permeabilidad en pequeño y al segundo la permeabilidad en grande. La permeabilidad en pequeño se puede medir en el laboratorio sobre muestras intactas, pero la permeabilidad en grande solamente se puede medir (sobre terreno).
El tamaño de los (bloques) separados por las fisuras es en general despreciable ante la dimensión de la corriente. La permeabilidad en pequeño también resulta insignificante ante la permeabilidad en grande; para estas rocas fisuradas se puede definir un coeficiente de permeabilidad, exactamente lo mismo que para los suelos pulverulentos.
El conocimiento de este coeficiente de permeabilidad en grande precisa el estado de fisuración del terreno y, eventualmente facilita la evaluación de los caudales de infiltración cuando se estudian las corrientes subterráneas. Solamente permiten llegar a estos resultados los ensayos que se efectúan en las perforaciones a medida que se hacen estas.
Para que las medidas sean correctas es preciso que la perforación no modifique las posibilidades de circulación de las aguas. En particular habrá que evitar los sondeos realizados con lodo que obturan sistemáticamente los poros y las fisuras pequeñas del terreno. Solamente se podrán localizar las figuras abiertas gracias al descenso del nivel del lodo en los tanques.
Desgraciadamente, las indicaciones que suministran (las pérdidas) no son suficientes para la determinación cuantitativa de la permeabilidad.
En los sondeos con agua también se observan pérdidas con este fluido. Pero en este caso el agua no circula en un circuito cerrado y no se puede comprobar la pérdida del líquido de retorno. La sonda corta un horizonte cuya capacidad de absorción es, bajo la carga correspondiente, superior al caudal delas bombas. Casi siempre basta aumentar este caudal para que el agua suba de nuevo a la superficie. En este caso conviene completar esta indicación con un ensayo cuantitativo. Por consiguiente, la perforación con agua es indispensable para ejecutar ensayos de agua correctos, pero no es suficiente.
En efecto, si la perforación se realiza a percusión, el trépano llena de ripio las fisuras, tritura sus labios y las colma mas o menos. Igualmente en la perforación rotatoria, una de las funciones del agua de circulación es elevar el ripio que ha arrancado el trépano, abandonado con anterioridad en el tubo de sedimentos los elementos más gruesos. Esta agua cargada de detritos circula por el exterior de los tubos, es decir, en contacto con el terreno y tiene generalmente una presión superior a la del manto acuífero, entonces se forma un fluido desde el pozo a las formaciones y los sedimentos finos taponan las paredes del sondeo. Este efecto será mayor cuanto más dure la circulación. Por consiguiente se acentuará mas de arriba abajo y siempre será más importante que en la perforación a percusión.
Sin embargo, este procedimiento es el único aceptable. Pero se debe aceptar la realización de los ensayos de agua sobre tramos muy largos, si se quiere medir la permeabilidad real del terreno. Parece ser conveniente una longitud máxima de 5 metros para estos intervalos con la condición de que se tomen siempre hasta el fondo de la perforación.
En particular no se debe calcular la permeabilidad considerando el distinto valor de las pérdidas en intervalos de 10 y 5 metros de longitud. En general estas pérdidas son tan poco diferentes que los resultados obtenidos por este procedimiento son siempre erróneos. Se emplean dos tipos de ensayos, según la naturaleza del terreno y el método de perforación adoptado:
Los ensayos Lefranc, en terrenos pulverulentos y
Los ensayos Lugeón, en las rocas duras
El principio de estos ensayos es idéntico.
Consiste en inyectar agua en el terreno a través de una porción conocida de la perforación llamada tramo o bolsa. Pero la experiencia demuestra que cuando sea posible es preferible extraer el agua del sondeo por bombeo.
Lefranc ha calculado por este procedimiento la permeabilidad de las arenas finas de Túnez y Lugeón que sirven de asiento a unas grandes presas.
El análisis matemático del fenómeno es el mismo en los dos casos. Permite determinar el coeficiente de permeabilidad del terreno homogéneo que presenta el mismo comportamiento hidráulico que el terreno real. Este no es casi nunca homogéneo, incluso aunque este constituido por aluviones. Si se trata de u macizo rocoso es preciso que la fisuración sea abundante para que la asimilación sea aceptable, por consiguiente, los resultados que se obtienen de este modo no son perfectos, pero sí suficientes para las necesidades prácticas. Pretender ignorarlos a causa de su imperfección sería un grosero error que impediría, casi siempre, conocer las propiedades o el estado del terreno explorado.
La indeterminación que existe sobre la longitud del intervalo realmente ensayado no permite realizar una interpretación precisa de las medidas; sin embargo, se puede deducir el orden de magnitud de la permeabilidad, lo que a menudo es suficiente.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS
El análisis matemático demuestra que, en una cavidad situada en un medio indefinido bañado por un manto acuífero, se crea una sobrepresión o una depresión con respecto al nivel estático del manto.
