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PRUEBAS DE PERMEABILIDAD LEFRANC Las pruebas tipo Lefranc permiten determinar la permeabilidad local en suelos permeables y semipermeables, de tipo granular y rocas muy fracturadas, localizados siempre por abajo del nivel freático. El ensayo se efectúa en el interior del sondeo y puede realizarse durante la ejecución de la perforación o una vez finalizada ésta. La prueba Lefranc consiste en inyectar o extraer agua de una perforación, usualmente estabilizada con un ademe N (diámetro exterior 88.9 mm e interior de 76.2 mm), con una carga hidráulica pequeña y medir el gasto correspondiente; la carga hidráulica puede ser constante o variable según el tipo de suelo; en general es suelos permeables (k > 10 -4 cm/s) como arenas y gravas la prueba se hace de inyección y carga constante y en suelos poco permeables (k < 10 -4 cm/s) como arenas finas, limos y arcillas se hace la prueba de extracción con carga variable. PROCEDIMIENTO DE LA OPERACIÓN Una vez instalado el equipo, se coloca la parte inferior del ademe a una distancia L del fondo de la perforación (ejecutada sin lodo de perforación); esta distancia será nula para obtener la permeabilidad local vertical y 40 cm para obtener la permeabilidad local horizontal, luego se mide la profundidad del nivel freático (H0) respecto a la parte superior del ademe. En la prueba de inyección se llena el tanque y se abre la válvula de aguja y la de tres vías para introducir un gasto constante en la perforación; se mide con la sonda eléctrica la variación del nivel de agua en la perforación (Hi) con el tiempo, con respecto a la parte superior del ademe y se anota en la hoja de registro, cuando se haya estabilizado el nivel por 10 min se tendrá el valor de la profundidad (Hi) para el gasto (qi) que se mide descargando el agua en un recipiente de volumen conocido (V) y tomando el tiempo (t i) que tarda en llenarse. Una vez medido el gasto se hace pasar el agua nuevamente a la perforación mediante la válvula de tres vías y se abre más la válvula de aguja para incrementar el gasto. Se hacen generalmente 4 pruebas. En la prueba de extracción se determina la posición del nivel freático como en el caso anterior, se saca agua de la perforación con un recipiente de tubo, cerrado en la parte inferior, para abatir el nivel del agua y se determina la posición del nivel del agua dentro del ademe a diferentes tiempos, para elaborar la gráfica recuperación-tiempo. La medición del nivel de agua dentro del ademe se hace respecto a la parte superior del mismo. INTERPRETACIÓN DE LA PRUEBA

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Se basa en la Ley de Darcy para las condiciones de flujo y frontera impuestas en cada caso. Para ambas pruebas, las cargas (hi), se calculan mediante la expresión:

hi

qi

es la carga hidráulica para un gasto

qi

posición inicial del nivel freático

H i la posición estable del nivel de agua dentro

respecto a la parte superior del ademe (m), y del ademe para un gasto

H0

(m),

hi=H 0−H i Donde;

(m).

Para la prueba de carga constante el coeficiente de permeabilidad k, se determina dibujando la gráfica cargas - gastos (figura 1) y mediante la expresión:

k=

qi m = C hi c

Donde; k es el coeficiente de permeabilidad (m/s),

c

el coeficiente de relación

hi

L/ D ,

qi

es el gasto constante inyectado (m3/s),

la carga hidráulica (m), y

m la pendiente de la

recta en la gráfica. Para la prueba de carga variable el coeficiente de permeabilidad k, se determina dibujando la gráfica recuperación – tiempo (figura 1) y mediante la expresión:

k=

h π D2 ln 1 4 C (t 2−t 2 ) h2

Donde; k es el coeficiente de permeabilidad (m/s), agua en los tiempos

ti

y

t2

(m),

c

hi

y

h2

es la recuperación del nivel de

el coeficiente de relación

L/ D , y

D el

diámetro de la perforación (m).

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Figura 1. Gráficas para la obtención del coeficiente de permeabilidad k.

En conclusión es esencial advertir que la información que se obtiene con las Pruebas Lefranc corresponde mediciones puntuales; lo que significa que la permeabilidad medida pertenece sólo a los estratos en los que se realizaron las pruebas. Esto conlleva a reconocer que la permeabilidad del subsuelo del sitio no puede deducirse de estas pruebas.

BIBLIOGRAFÍA Santoyo V. E. (2010), Exploración de suelos, métodos directos e indirectos, muestreo y pruebas de campo, Vigésima Conferencia Nabor Carrillo, Sociedad Mexicana de Ingeniería Geotécnica A. C. Sánchez, F.J., (2011) Medidas Puntuales de Permeabilidad, Dpto. Geología. Universidad de Salamanca, España.

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EQUIPO PARA REALIZAR LA PRUEBA El equipo para realizar la prueba de inyección está integrado por: un tanque para suministrar un gasto constante, un tanque de volumen conocido para medir el gasto, una tubería de conducción, una sonda eléctrica para determinar la posición del nivel del agua y un cono con una válvula de tres vías que permite el paso del agua a la conducción y la medición del gasto usando el tanque de volumen conocido. El equipo para la prueba de bombeo y extracción es más simple, está compuesto por: una tubo metálico cerrado en el fondo con el que se extrae agua de la perforación bajándolo con un cable, una sonda eléctrica para determinar la variación del nivel dentro de la perforación y ademe metálico en caso de no haberse usado en la perforación.

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