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lunes, 17 de abril de 2023 SUELOS II

Suelos ii

La permeabilidad en los suelos

DOCENTE: ING. JORGE AGUIRRE VILCAHUAMAN

INTEGRANTES:• PALOMINO PAUCAR FRANKLIN• ……………………………………..• ..…………………………………...• .…………………………………….• …..…………………………………

¿Por qué es importante determinar la permeabilidad del suelo?

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


Mientras más permeable sea el suelo, mayor será la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales.

En un volumen de está colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.lunes, 17 de abril de 2023 SUELOS II

Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.


Los diques del estanque se deben construir con un tipo de suelo que garantice una buena retención del agua. La calidad del suelo tendrá que comprobarse, repetimos, teniendo presente ese aspecto.


¿QUÉ FACTORES AFECTAN A LA PERMEABILIDAD DEL SUELO?

Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los perfiles de suelos proporciona una indispensable comprobación de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas.


LA PERMEABILIDAD DEL SUELO SE RELACIONA CON SU TEXTURA Y ESTRUCTURA

El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.


Variación de la permeabilidad según la textura del suelo

SUELOS TEXTURA PERMEABILIDAD SUELOS ARCILLOSOS

FINA DE MUY LENTAA

MUY RÁPIDASUELOS LIMOSOSMODERADAMENTE FINA

SUELOS ARENOSOSMODERADAMENTE GRUESA

GRUESA

PERMEABILIDAD MEDIA PARA DIFERENTES TEXTURAS DE SUELO EN CM/HORA

ARENOSOS 5.0

FRANCO ARENOSOS 2.5

FRANCO 1.3

FRANCO ARCILLOSOS 0.8

ARCILLOSO LIMOSOS 0.25

ARCILLOSO 0.05


Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo

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

TIPO DE ESTRUCTURA PERMEABILIDAD1

LAMINAR - GRAN TRASLAPO

EMUY LENTA A MUY RÁPIDA

- LIGERO TRASLAPO

EN BLOQUE

PRISMÁTICA

GRANULAR


CLASES DE PERMEABILIDAD DEL SUELO

La permeabilidad del suelo suele medirse en función de la velocidad del flujo de agua a través de éste durante un período determinado. Generalmente se expresa o bien como una tasa de permeabilidad en centímetros por hora (cm/h), milímetros por hora (mm/h), o centímetros por día (cm/d), o bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por segundo (m/s) o en centímetros por segundo (cm/s).


Medición de la permeabilidad del suelo en el laboratorio

Clases de permeabilidad de los suelos

Índice de permeabilidad1

cm/hora cm/dia

Muy lenta Lenta menor de 0.13 menor de 3Lenta 0.13 - 0.3 3 - 12Moderadamente lenta 0.5 - 2.0 12 - 48Moderada 2.0 - 6.3 48 - 151Moderadamente rápida 6.3 - 12.7 151 - 305rápida 12.7 - 25 305 - 600Muy rápida mayor de 25 mayor de 600

Clasesde permeabilidad de los suelos

Coeficiente de permeabilidad (K en m/s)

Límite inferior Límite superior

Permeable 2 x 10-7 2 x 10-1

Semipermeable 1 x 10-11 1 x 10-5

Impermeable 1 x 10-11 5 x 10-7

Clases de permeabilidad de los suelos para la agricultura y su conservación Cuadro 15

Clases de permeabilidad de los suelos para obras de ingeniería civilCuadro 16

MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO EN EL CAMPO

Para medir la permeabilidad del suelo en el campo, usted puede recurrir a una de las pruebas siguientes: La evaluación visual de la tasa de

permeabilidad del horizonte del suelo. Un ensayo de campo sencillo para estimar la

permeabilidad del suelo. Un ensayo de campo más preciso para medir

las tasas de permeabilidad.


EVALUACIÓN VISUAL DE LA TASA DE PERMEABILIDAD DE LOS HORIZONTES DEL SUELO

La permeabilidad de los distintos horizontes del suelo se puede evaluar mediante el estudio visual de determinadas características del suelo, que, según han demostrado los edafólogos, guardan estrecha relación con las clases de permeabilidad. El factor más importante para evaluar la permeabilidad del suelo es la estructura, su tipo, grado y características de agregación, tales como la relación entre la longitud de los ejes horizontal y vertical de los agregados y la dirección y el grado del traslapo.


Indicadores visuales de permeabilidad: características estructurales del suelo

17A

Indicadores visuales de permeabilidad: textura, comportamiento físico y color del suelo 17B

Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo

Excave un hoyo hasta la altura de la cintura.

En las primeras horas de la mañana llénelo de agua hasta el borde.


Por la noche, parte del agua se habrá filtrado en el suelo.

Vuelva a llenar el hoyo de agua basta el borde y cúbralo con tablas o ramas frondosas.


Si a la mañana siguiente la mayor parte del agua permanece en el hoyo, la permeabilidad del suelo es apta para construir un estanque piscícola en ese lugar.

Repita este ensayo en diferentes lugares las veces que sea necesario de acuerdo con la calidad del suelo.


Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad

Examine cuidadosamente los dibujos que hizo al estudiar los perfiles del suelo.

Basándose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta.

Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta.

Nota: Para estimar la permeabilidad, también puede utilizar el método visual. (véanse cuadro 17 A y 17B)


Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro hasta alcanzar el horizonte superior menos permeable.

Recubra completamente las paredes del hoyo con arcilla pesada mojada o revístalas con una lámina de material plástico, si dispone de ella, para impermeabilizarlas.


Vierta agua en el hoyo hasta que ésta alcance unos 10 cm de profundidad.

Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendrá que reponerla a medida que desaparece. La filtración disminuirá cuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podrá medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo.


Cerciórese de que el agua contenida en el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad como antes. Si no es así, añada agua hasta alcanzar esa profundidad.

Introduzca en el agua una vara de medir y anote la profundidad exacta del agua en milímetros (mm).


Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante varias horas. Anote la tasa de filtración por hora. Si el agua se filtra con demasiada rapidez, añada agua hasta alcanzar nuevamente el nivel de 10 cm. Mida con sumo cuidado la profundidad del agua.


Cuando las mediciones por hora sean casi iguales, la tasa de permeabilidad es constante y puede dejar de medir.

Si hay grandes diferencias en la filtración por hora, continúe añadiendo agua en el hoyo para mantener la profundidad de 10 cm hasta que la tasa de filtración se mantenga casi igual.


Compare ahora sus resultados con los valores siguientes.

Tasa de permeabilidad

en mm/hAptitud del horizonte para fondo de estanque

Inferior a 2 Infiltración aceptable: suelo apto

2-5Infiltración rápida: el suelo es apto SOLO si la infiltración se debe a la estructura del suelo que desaparecerá cuando se

llene el estanque

5-20 Infiltración excesiva: suelo no apto a menos que pueda reducirse la infiltración como se describe infra

Si la tasa de permeabilidad es superior a 5 mm/h, ello puede deberse a que la estructura del suelo se ha desarrollado fuertemente. En esos casos, trate de reducir

la tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la manera siguiente.


Pudele el suelo del fondo del hoyo a la mayor profundidad posible.

Repita el anterior ensayo de permeabilidad hasta que pueda medir un valor de filtración casi constante (véanse las dos páginas anteriores).


Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h. puede considerar que este horizonte de suelo es apto para el fondo del estanque. Sin embargo, será preciso pudelar el fondo del estanque antes de llenarlo de agua.

Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello puede deberse a la presencia de un horizonte de suelo permeable debajo del horizonte en que ha realizado el ensayo. Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre capas de suelo que son semipermeables o incluso impermeables.


Compruébelo con el ensayo siguiente. Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la capa superior

menos permeable (A) hasta la próxima capa menos permeable (B). Repita el ensayo de permeabilidad hasta obtener un valor de

filtración casi constante. Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede

considerar este horizonte de suelo apto para el fondo del estanque. No obstante, recuerde que una permeabilidad tan lenta debe encontrarse en una capa de no menos de 0,7 a 1 m de espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea limitada.


DETERMINACIÓN DE LOS COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD

Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que le dará un valor para el coeficiente de permeabilidad.

Utilizando una barrena de sondeo, perfore en el suelo un hoyo de aproximadamente 1 m de profundidad (A), en el lugar donde desea determinar el coeficiente de permeabilidad.

Llene el hoyo de agua hasta el borde (B/C).


Durante por lo menos 20 minutos (B/C), vuelva a llenar el hoyo hasta el borde cada cinco minutos para asegurarse de que el suelo está completamente saturado.

Añada agua basta el borde del hoyo y empiece a medir la velocidad a que baja la superficie del agua, utilizando un reloj para medir el tiempo y una regla graduada en centímetros para medir la distancia (P) entre la superficie del agua y el borde del hoyo (D). Deje de medir cuando la velocidad sea casi constante.


Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su diámetro (D).I. Exprese todas las mediciones en metros (m):

H = 1,15m y D=12cm o 0,12 m

Para cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de tiempo/distancia, calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizando la fórmula siguiente:

K= (D÷2) x In (h1÷ h2) / 2 (t2- t1)

Donde (D ÷ 2) es el radio del hoyo o la mitad de su diámetro en metros. In se refiere al logaritmo natural. h1 y h2 son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 al inicio y h2 al final del intervalo de tiempo.

(t2 - t1 ) expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones

consecutivas, en segundos.


Note: los valores de h se pueden calcular fácilmente como las diferencias entre la profundidad total del hoyo (H) y los valores de P sucesivos. Para obtener K en m/s cuide de expresar todas las mediciones en metros y segundos.

Ahora compare los valores de K (en m/s) con el ”cuadro 16.”


EjemploSi (D ÷ 2) = 0.12 m ÷ 2 = 0.06 m y H = 1.15 m, los cálculos de los diferentes valores de K se hacen progresivamente de acuerdo con la fórmula

(véase el cuadro 18).

Nota: para obtener el logaritmo natural de (h1 ÷ h2), tendrá que utilizar una tabla de logaritmos o una calculadora de bolsillo.

Recuerde también que10 - 6 = 0.000001 y 6.8 x 10-6 = 0.000006. Nota: recuerde que el exponente negativo de 10 refleja el lugar decimal

que hay que darle al multiplicando:

K=2X 10-3 =0,002 m/sK = 5 X 10-7 = 0,0000005 m/s

Si desea comparar el valor de K (m/s) con las tasas de permeabilidad (cm/día) multiplique

K por 8 640 000 ó 864 x 104

K = 1 x 10-5 m/s = 86.4 cm/dialunes, 17 de abril de 2023 SUELOS II

PASOS SUCESIVOS PARA EL CÁLCULO DE LOS COEFICIENTES DE PERMEABILIDAD SOBRE LA BASE DE MEDICIONES DE CAMPO

-(para la perforación de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)Cuadro

18


GRACIAS POR SU

ATENCIONlunes, 17 de abril de 2023 SUELOS II

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