DETERMINACION DE LA CONDUCTIVDAD HIDRAULICA EN EL SUELO DE LA CIUDAD UNIVERSITARIA DE LA UNASAM

NDICE Pag.i) INTRODUCCIN.. 02

ii) MARCO CONCEPTUAL.. 03

iii) MATERIALES Y MTODOS.. 09

iv) CLCULOS Y RESULTADOS.. 10

v) DISCUSIN.. 13

vi) CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES.. 13

vii) BIBLIOGRAFA.. 13

I. INTRODUCCION

La conductividad hidrulica es una propiedad muy importante de los medios porosos, que indica la movilidad del agua dentro del suelo y depende del grado de saturacin y la naturaleza del mismo. Las utilidades del conocimiento del valor de la conductividad hidrulica, son innumerables, de ah la importancia de su estimacin. Dentro de estosbeneficios se puede resaltar, que sirve como indicador de la hidrodinmica del aguaSubterrnea, y este entendimiento es fundamental para analizar problemas hidrogeolgicos en relacin con las obras civiles, como en presas y embalses; problemas hidrogeolgicos en estudios geotcnicos y de minera; y el diseo de drenajes. Otra utilidad del conocimiento de la hidrodinmica del acufero es la caracterizacin para su explotacin y gestin, ya sea para abastecimiento de agua potable o para riego o uso conjunto, y por lo tanto definir los permetros de proteccin de las captaciones y modelos de simulacin y de gestin con el fin de plantear regulaciones de los sistemas de explotacin, y hacer el seguimiento del estado de las aguas subterrneas, por medio de redes de control piezomtrico y redes de monitoreo de calidad y cantidad. La conductividad hidrulica sirve para la definicin de la interaccin agua superficial agua subterrnea, esto permite realizar la valoracin de las reservas y recursos subterrneos, porque ayuda a la estimacin de la recarga, siendo insumo de los modelos precipitacin infiltracin recarga, procesos que se presentan en el trnsito de flujo por la zona parcialmente saturada.

1.1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Al tener un suelo con presencia de nivel fretico, nos es de consideracin saber la conductividad hidrulica de este, ya que al momento de realizar una construccin poder determinar si este recibir algn dao por las aguas vertidas por el primer suelo.

1.2. OBJETIVOS

1.2.1. Objetivo General

Estudiar la influencia de la distribucin de tamaos de poros de los suelos en la estimacin de la conductividad hidrulica

1.2.2. Objetivos Especficos

Calificar los modelos existentes para estimar la conductividad hidrulica en funcin de la distribucin de tamaos de poros, clasificar las distribuciones de tamao de poros de diferentes suelos con el fin de determinar funciones tpicas de densidad de tamao de poros

II. MARCO CONCEPTUAL

2.1. ANTECEDENTES

Debido a que la permeabilidad del suelo es la propiedad que tiene este de transmitir el agua y el aire a travs de sus poros, es importante tener en cuenta este parmetro antes de realizar una obra, dichas pruebas se realizan en cualquier parte del mundo para verificar las propiedades que tiene el suelo y asi poder ver la edificacin que se pueda realizar. Al igual que en otras partes del mundo tambin en nuestro pas se realizan estas pruebas de los suelos generalmente en las zonas urbanas para construcciones de edificios y viviendas y tambin en las zas rurales en las construcciones de reservorios, canales y distintas obras de arte. En nuestra zona se puede ver o apreciar de la misma manera en las zonas urbanas y rurales como es el caso de nuestra UNASAM que debido a los grandes pozos de agua se tuvo que disear un drenaje y para ello se estudi la permeabilidad que tiene nuestro suelo.

2.2. BASES TEORICAS2.2.1. PERMEABILIDAD(1) Segn Jurez Badillo (1980) la permeabilidad es la capacidad de un material para que un fluido lo atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si deja pasar a travs de l una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores bsicos: La porosidad del material. La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura. La presin a que est sometido el fluido. El coeficiente de permeabilidad (k) es una constante de proporcionalidad relacionada con la facilidad de movimiento de un flujo a travs de un medio poroso (Bowles, 1980, p. 97). Se pueden determinar por medio de dos mtodos generales de laboratorio llamados mtodo de la carga constante y el mtodo de la carga variable. Dichos mtodos estn basados en el uso de la ley de Darcy, con las condiciones de un flujo laminar. Con el mtodo de la cabeza constante, el coeficiente de permeabilidad se calcula con a siguiente ecuacin:

Donde:Q es el volumen de agua recolectadoL distancia entre manmetrosA es el rea de la seccin transversal en el espciment es el tiempo de la descargah es la cabeza hidrulica total.[footnoteRef:1] [1: Determinacin de coeficiente de permeabilidad; Instituto Tecnolgico de Costa Rica; Steven Quesada Guerrero; 1980]

(2) Segn Bowles (1980) ninguno de los dos ensayos permiten obtener valores de coeficiente de permeabilidad de un suelo demasiado confiables. Las principales razones de esto son:

1. El suelo que se utiliza en el aparato de permeabilidad nunca es igual al suelo que se tiene en el terreno siempre est algo alterado. 2. La orientacin in situ de los estratos respecto al flujo de agua es probablemente diferente en el laboratorio. 3. Las condiciones de frontera son diferentes en el laboratorio. Las paredes del molde de permeabilidad mejoran los caminos del flujo con respecto a los caminos naturales en el terreno.4. La cabeza hidrulica h puede ser diferente (a menudo mucho mayor) en el laboratorio, lo cual causa un lavado del material fino hacia las fronteras con una posible reduccin en el valor de k.5. El efecto del aire atrapado en la muestra de laboratorio es grande an para pequeas burbujas de aire debido al tamao tan pequeo de la muestra.[footnoteRef:2] [2: Determinacin de coeficiente de permeabilidad; Instituto Tecnolgico de Costa Rica; Steven Quesada Guerrero; 1980]

Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades ms importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perder poca agua por filtracinFigura N1

Fuente - FAO

Mientras ms permeable sea el suelo, mayor sera la filtracin. Algunos suelos son tan permeables y la filtracin tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar tcnicas de construccin especiales. En un volumen de esta coleccin que aparecer prximamente se ofrecer informacin sobre dichas tcnicas.[footnoteRef:3] [3: Permeabilidad del suelo; FAO; 2000; disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm] Figura N2Fuente - FAO

Figura N3

Fuente - FAO

Por lo general, los suelos se componen decapasy, a menudo, la calidad del suelo vara considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posicin relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseo de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en elfondopara impedir una prdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtracin.[footnoteRef:4] [4: Permeabilidad del suelo; FAO; 2000; disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm]

Figura N4

Fuente - FAO

Losdiquesdel estanque se deben construir con un tipo de suelo que garantice una buena retencin del agua. La calidad del suelo tendr que comprobarse, repetimos, teniendo presente ese aspecto.[footnoteRef:5] [5: Permeabilidad del suelo; FAO; 2000; disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm]

Figura N5Figura N6

Fuente - FAOFuente - FAO

2.2.2. Variacin de la permeabilidad segn la textura del sueloSueloTexturaPermeabilidad

Suelos arcillososFinaDe muy lentaamuy rpida

Suelos limososModeradamente fina

Moderadamente gruesa

Suelos arenososGruesa

Por regla general, como se muestra a continuacin, mientras ms fina sea la textura del suelo, ms lenta sera la permeabilidad:[footnoteRef:6] [6: Permeabilidad del suelo; FAO; 2000; disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm]

TABLA N1

Relacin de textura y permeabilidad

TABLA N2

Arenosos5.0

Franco arenosos2.5

Franco1.3

Franco arcillosos0.8

Arcilloso limosos0.25

Arcilloso0.05

Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/hora

2.2.3. Variacin de la permeabilidad segnla estructura del suelo

La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:TABLA N3

Tipo de estructuraPermeabilidad1

Laminar- Gran traslapoDemuy lentaamuy rpida

- Ligero traslapo

En bloque

Prismtica

Granular

1Puede variar de acuerdo con el grado en que se desarrolle la estructura.[footnoteRef:7] [7: Permeabilidad del suelo; FAO; 2000; disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm]

III. MATERIALES Y METODOS

3.1. MATERIALES

Resultados del anlisis granulomtrico del suelo en estudio.Una computadora con programa office.Calculadora.

VI. PROCEDIMIENTOS

Se selecciona el suelo (seco) de textura granular(arena)

Se hallar los dimetros de los recipientes donde se alojara el suelo. Para posteriormente determinar su rea con la siguiente expresin: A= se introduce el suelo en ambos recipientes

posteriormente se satura el suelo

se mide las altura de columna de suelo(L)

posteriormente se abre los grifos a caudal constante,

una vez que el agua empieza a filtrarse hacia los recipientes (milimetrados) ubicados en la parte inferior, se procede a medir el tiempo en llenar determinado volumen(para ambos recipientes de manera independiente), e inmediatamente se mide la lmina de agua en cima del suelo ()

con el tiempo y volumen obtenido, se determina el caudal con la siguiente formulaQ = con todo los parmetros obtenidos se procede a calcular la conductividad hidrulica(K) con la siguiente formula K = se procede con los mismos procedimientos para diferentes tipos de suelos.

IV. CALCULOS DEL EXPERIMENTO RELIZADODATOS MUESTAR 1 Volumen de agua que paso por la muestra (V) = 250 mililitros. Tiempo de medida del volumen de agua (T) = 57.19 segundos. Dimetro del recipiente (d) =10.45 centmetros. Altura de la columna del suelo (L)= 4.3 centmetros. Lmina de agua encima del suelo (l) =3.5 centmetros.Formulas a utilizar para el clculo de conductividad hidrulica1. rea transversal del recipiente que contiene la muestraA= A= A= 0.008581. Caudal que pasa por la muestraQ = Q = Q =0.00437 Q =4.37x 1. Conductividad hidrulicaK = K = K = 3.22x

DATOS MUESTAR 2 Volumen de agua que paso por la muestra (V) = 250 mililitros. Tiempo de medida del volumen de agua (T) = 39.92 segundos. Dimetro del recipiente (d) =10.45 centmetros. Altura de la columna del suelo (L)= 2.1 centmetros. Lmina de agua encima del suelo (l) =4.6 centmetros.Formulas a utilizar para el clculo de conductividad hidrulica1. rea transversal del recipiente que contiene la muestraA= A= A= 0.008581. Caudal que pasa por la muestraQ = Q = Q =0.00626 Q =6.26x 1. Conductividad hidrulicaK = K = K = 5.01x

V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1. CONCLUSIONES

La conductividad hidrulica (K) para ambos suelos fueron muestra1: K = 3.22x muestra 2. K = 5.01x

5.2. RECOMENDACIONES

se recomienda trabajar con un suelo homogneo, para no alterar los resultados. Se recomienda realizar varios ensayos a una sola muestra, para asi poder tener un resultado representativoBIBLIOGRAFA

FAO. (2000). ftp://ftp.fao.org. Recuperado el 23 de 09 de 2013, de ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm(1) Guerrero, S. Q. (1980). Determinacion de Coeficiente de Permeabilidad. Instituto Tecnologico de Costa Rica.

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