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PERMEABILIDAD DE SUELOS Y ROCAS

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jeisson leal

on 4 June 2014

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Transcript of PERMEABILIDAD DE SUELOS Y ROCAS

PERMEABILIDAD DE SUELOS Y ROCAS

LEONARDO PANQUEBA GOMEZ
CODIGO 1116862476

JEISSON JAVIER LEAL ROJAS
CODIGO 1094242932

EDUARDO EMILIO MILLAN BARRERA
CODIGO 1090407683

¿Que es la permeabilidad?
es la capacidad que tiene un material u objeto de permitirle a un flujo ya sea aire, agua, entre otros, que lo atraviese sin alterar su estructura interna.
Factores que intervienen en la velocidad:
⦁ La porosidad del material
⦁ La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura
⦁ La presión a que está sometido el fluido
Para ser permeable, un material debe ser poroso, es decir, debe contener espacios vacíos o poros que le permitan absorber fluido. A su vez, tales espacios deben estar interconectados para que el fluido disponga de caminos para pasar a través del material.
La corteza terrestre está
compuesta por dos tipos de
materiales que genéricamente
se denominan roca y suelo.
La mecánica del suelo forma parte de la teoría de las estructuras. En general, se acostumbra a proyectar las estructuras en el esquema simple de que la misma comienza a nivel del suelo de fundación, olvidándose de la parte inferior.
SUELO
Cuando se proyecta una estructura es necesario analizar
las condiciones de los suelos. Estrictamente, nos interesan las propiedades hidráulicas y las mecánicas: resistencia y deformabilidad, y las propiedades físicas.


Las propiedades físicas de la partícula de suelo son las siguientes:

⦁ Peso específico
⦁ Tamaño
⦁ Forma
⦁ Características mineralógicas
⦁ Rugosidad

En los suelos formados por partículas relativamente grandes (gravas y arenas) las fuerzas que intervienen para formar la estructura son conocidas y sus efectos son relativamente simples de calificar; por ello, prácticamente no hay discusión respecto al mecanismo de estructuración que, por otra parte, es verificable a simple vista. Por el contrario, en los suelos formados por partículas muy pequeñas (limos y arcillas), las fuerzas que intervienen en los procesos de estructuración son de un carácter mucho más complejo y las estructuras resultantes son sólo parcialmente verificables por métodos indirectos, relativamente complicados.

Esto permite clasificar los suelos en: suelos permeables y suelos impermeables, la permeabilidad está influenciada por el tamaño de las partículas, espacio de los vanos y la estructura del suelo.

Tabla 1. Grado de permeabilidad dependiendo del suelo
Fuente: A. Casagrande (Mecánica de Suelo, Juárez Badillo Pág.198)

LEY DE DARCY
La Ley de Darcy describe, con base en experimentos de laboratorio, las características del movimiento del agua a través de un medio poroso.
La ley de Darcy es válida en un medio saturado, continuo, homogéneo e isótropo y cuando las fuerzas inerciales son despreciables
Muchos factores intervienen en la permeabilidad de suelos, 7 de los más importantes son:

⦁ La relación de vacíos del suelo
⦁ La estructura y estratificación del suelo
⦁ Tamaño de las partículas
⦁ Grado de saturación
⦁ Polaridad
⦁ Densidad del suelo
⦁ Peso específico
ROCAS
A la capacidad de las rocas para transmitir el agua a través de sus intersticios se la denomina permeabilidad. Ésta depende de las propiedades físicas de la roca y de su historia genética (factores y procesos geológicos). Los intersticios de la roca, en cuanto a caminos por los que pasa el flujo subterráneo y la circulación (acuífero), se clasifican en:
Poros: son los intersticios intergranulares que
hay entre los granos de los sedimentos clásticos
consolidados y no consolidados, o en las tobas
volcánicas sueltas.

Imagen 1. Depósitos sedimentarios con una elevada porosidad

Fuente: Hidrología y Propiedades de los Acuíferos. Art. Isótopos Ambientales en el Ciclo Hidrológico. pdf
FISURAS:
Imagen 2. rocas porosas por fisuración.
Fuente: Hidrología y Propiedades de los Acuíferos. Art. Isótopos Ambientales en el Ciclo Hidrológico. Pdf.

son fracturas o grietas en las rocas.

presentes en las rocas carbonatadas y en los tubos de lava de las rocas volcánicas.

CAVIDADES:
Imagen 3. Rocas porosas debido a fracturas disueltas
Fuente: Hidrología y Propiedades de los Acuíferos. Art. Isótopos Ambientales en el Ciclo Hidrológico. pdf

Las rocas se pueden clasificar según sus propiedades hidrogeológicas, geohidráulicas (almacenamiento de agua, permeabilidad hidráulica) y edafológicas.
La permeabilidad de los sistemas fisurados refleja la historia geológica de las rocas, especialmente las exposiciones a tensiones tectónicas. Los procesos de meteorización y otros procesos geológicos pueden ocasionar cambios durante el pasado geológico.
ACONTINUACION SE PRESENTA LA PERMEABILIDAD DE ALGUNAS ROCAS:
Rocas ígneas: son permeables en las zonas donde las fisuras están abiertas. Normalmente el ancho de las fisuras y por lo tanto la permeabilidad decrecen con la profundidad.
Fuente: http://explorock.wordpress.com/2012/09/08/muestras-de-mano-de-rocas-volcanicas-e-intrusivas/

Rocas metamórficas: son normalmente permeables en la zona donde las fisuras están abiertas. Éstas se forman por meteorización a una cierta profundidad.
Fuente: https://www.google.com.co/search?q=rocas+metamorficas&source=

Imagen 4: Rocas volcanicas e intrusivas
Imagen 5. Gneis
⦁Rocas sedimentarias consolidadas: Según sus propiedades hidrogeológicas, existe una gran variedad
de rocas sedimentarias, y forman los acuíferos más importantes. Pueden presentar varios tipos
de intersticios y poseen un rango muy grande de permeabilidad.

Fuente: https://www.google.com.co/search?q=Rocas+sedimentarias+consolidadas&rlz=
Imagen 6: Rocas sedimentarias consolidadas
PERMEABILIDAD EN LAS ROCAS
Existen tres tipos de permeabilidad en las rocas:



Absoluta.

Efectiva.

Relativa.
Permeabilidad absoluta
este valor de permeabilidad es arrojado cuando
un fluido homogéneo satura una muestra 100%.
este valor es único, y es lógico pensar eso ya
dada la proporcionalidad inversa entre
viscosidad y caudal de flujo.

Sin embargo, en ocasiones este valor puede verse
afectado al momento de realizar los cálculos en el
laboratorio. Sobre todo al momento de escoger el fluido
que se utiliza (aire o agua).
Permeabilidad efectiva
se da cuando una muestra de roca está saturada por dos
o más fases. En este caso, cada fase o fluido tendrá canales
de flujo y la roca presentara una permeabilidad efectiva hacia
ese fluido. En caso de un sistema agua-petróleo se hablará
de una permeabilidad efectiva al petróleo y una efectiva al agua.

Permeabilidad relativa
Al obtener los valores de permeabilidad
efectiva a cada fluido, éstas siempre
serán menores al valor de permeabilidad
absoluta. A la relación entre permeabilidad efectiva de un fluido y la permeabilidad
absoluta de la roca es llamada permeabilidad relativa.
Por tanto existirán tantas permeabilidades
relativas como fases coexistan en la roca.
En las Rocas Duras la permeabilidad
está determinada por el tamaño de
las fracturas, diaclasas, y por el tamaño
de las aberturas a lo largo de los
planos de estratificación y el tamaño
de las cavidades producto de la
disolución. La conexión entre estas
es un factor determinante en el
grado de permeabilidad.

En las Rocas Blandas la Permeabilidad está relacionada con el tamaño de los granos y la selección de los mismos. Altas permeabilidades están asociadas a rocas compuestas de granos redondeados y gruesos que se encuentran bien seleccionados.

Tabla 2. Propiedades hidrogeológicas
básicas de diferentes rocas.

fuente: http://yacimiento-cacb24.tumblr.com/post/265479389/permeabilidad. Consultado 27 noviembre/2013.
FRACTURAS Y DISCONTINUDADES:
Constituyen las estructuras geológicas más importantes, desde el punto de vista hidrogeológico. Estas facilitan el almacenamiento y movimiento de fluido a través de ellas. Por otro lado, algunas discontinuidades (ej: fallas y diques) pueden actuar también como barreras para el flujo.
Tipos de fracturas y discontinuidades
Planos de estratificación:
es una superficie paralela a la superficie de deposición, que puede tener o no una expresión física clara, pero no hay ningún plano preferente de división. La posición original de un plano de estratificación no debe suponerse siempre horizontal .
Foliación:
termino generalmente utilizado para cualquier fabrica planar o curviplanar en rocas metamórficas pero puede también incluir los planos de estratificación primaria o planos formados durante la cristalización.
Clivaje: es la separación en planos de los cristales como consecuencia de la presión .
Diaclasas
es una fractura en las rocas que no va acompañada de deslizamiento de los
bloques que determina, no siendo el desplazamiento más que una mínima
separación transversal. Se distinguen
así de las fallas
Fallas
es una grieta en la corteza terrestre. Generalmente, las fallas están asociadas con, o forman, los límites entre las placas tectónicas de la Tierra. En una falla activa, las piezas de la corteza de la Tierra a lo largo de la falla, se mueven con el transcurrir del tiempo
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