Permeabilidad del suelo
La propiedad del suelo que permite el flujo de agua a través de los materiales que lo conforma se conoce como permeabilidad del suelo, el mismo que va a depender de varios factores como la porosidad efectiva.
La porosidad en los materiales que conforman el suelo es aportada por la presencia de intersticios dentro de él, que se genera por el contacto de los granos o partículas que conforman el suelo.
La propiedad de la permeabilidad surge cuando estos intersticios están conectados, lo que brinda una vía para el movimiento de los fluidos, estos poros interconectados se conocen como porosidad efectiva.
En general, el suelo es poroso y permeable en la naturaleza.
Un suelo con alta porosidad tiene alta permeabilidad. Un suelo con un menor valor de permeabilidad se clasifica como impermeable.
Aquí se explican algunas características básicas relacionadas con la permeabilidad del suelo.
¿Cuál es la necesidad de estudiar la permeabilidad del suelo?
La permeabilidad es una de las propiedades de ingeniería más importantes del suelo y es una solución para una serie de problemas de ingeniería civil que se encuentran en la construcción. Algunos de ellos son:
- Determinación de la profundidad de cimentaciones
- Filtración debajo de las estructuras de tierra
- Filtración a través de las estructuras terrestres.
- El rendimiento de los pozos.
- Control de la estabilidad hidráulica de las masas.
- Para diseñar filtros en estructuras hidráulicas para evitar socavones
¿Cómo se calcula la permeabilidad del suelo?
Para determinar la permeabilidad de un tipo de suelo, nos vamos a basar en los experimentos que realizó Darcy para definir la ley de Darcy.
Básicamente se va a definir una constante (K) que significa el valor de permeabilidad del suelo, mediante la medición del caudal (Q) y el gradiente hidráulico (Δh/Δl), con la ayuda de un permeámetro.
En la figura se trata de simular el flujo de un líquido en los estratos que conforman el suelo.
La muestra de suelo puede ser de cualquier material, arena, limo, arcilla o una mezcla de estas.
Básicamente se mide el caudal (Q) del líquido, en este caso agua que pasa a través de la sección con la ayuda de un grifo.
El gradiente hidráulico (Δh/Δl) se mide al menos en dos puntos diferentes de la sección del suelo, la altura de agua va a cambiar ya sea variando la altura del líquido (recipiente que alimenta el tubo) o ya sea variando el caudal del grifo.
Teniendo todos los parámetros se procede a calcular (K) que es la permeabilidad del suelo que se puso en el permeámetro, mediante la siguiente expresión:
Q=K (sección) (Δh/Δl)
Y el valor de (K) que se despeja de la ecuación permanece constante siempre que utilicemos el mismo tipo de suelo.
Si utilizamos otro suelo (más grueso o fino, o mezcla de grueso y fino, etc.) y jugando de nuevo con todas las variables, se vuelve a cumplir la ecuación anterior, pero la constante de proporcionalidad (K) es otra distinta.
Darcy concluyó, por tanto, que esa constante era propia y característica de cada tipo de suelo.
Esta constante se llamó permeabilidad (K) aunque su denominación correcta actual es conductividad hidráulica.
Y esa conductividad hidráulica nos puede dar una idea de la permeabilidad que tiene el suelo.
Coeficiente de permeabilidad para diferentes tipos de suelo
El coeficiente de permeabilidad depende del tamaño de partícula, la estructura de la masa del suelo, la relación de pros, las propiedades del agua, la forma de la partícula, las impurezas del agua, el agua adsorbida, etc.
| Tipo de suelo | Coeficiente de permeabilidad (mm / seg) | Propiedades de drenaje |
| Grava Limpia | 10 1 a 10 2 | Muy bueno |
| Arena gruesa y mediana | 10 -2 a 10 1 | Bueno |
| Arena fina, limo suelto | 10 -4 a 10 -2 | Medio o justa |
| Limo denso, limo arcilloso | 10 -5 a 10 -4 | Pobre |
| Arcilla limosa y arcilla | 10 -8 a 10 -5 | Muy pobre |
Soy ingeniero geólogo con experiencia y conocimiento en el área de exploración minera, hidrocarburos, evaluación de depósitos minerales metálicos y no metálicos, exploración de piedras preciosas y de metales preciosos, procesamiento de datos geológicos en software especializado y métodos de explotación de recursos naturales.
Además, tengo conocimiento en geología aplicada a la ingeniería geológica, donde se incluye el estudio de suelos, rocas y agua para la construcción de obras de ingeniería civil.
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