Estimación del coeficiente de permeabilidad del suelo en la ciudad de Macas -Ecuador utilizando permeámetro de carga variable

• Camacho-López, Christian Orlando ^[2] ; Zabala-Alarcón, Nancy Viviana ^[3] ; Flores-Carpio, Yetzabel Gerarda ^[1]
  1. [1] University of Miskolc

     University of Miskolc

     Hungría

     
  2. [2] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Grupo de Investigación de Recursos Mineros e Ingeniería. Macas.
  3. [3] Estudiante de Minas de la Facultad de Recursos Naturales en la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Macas.

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• Localización: Dominio de las Ciencias, ISSN-e 2477-8818, Vol. 6, Nº. 3, 2020 (Ejemplar dedicado a: Julio-Septiembre 2020), págs. 78-94
• Idioma: español
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• Resumen

  • El movimiento del agua a través de los poros del suelo es un factor de interés geotécnico, su desconocimiento genera riesgos de agrietamiento en estructuras, subsidencia de la superficie o expansión en las áreas de implantación de obras civiles, entre otros. Los patrones de flujo de agua a través de los suelos dependen de las características geomecánicas del sustrato edafológico, y son definidos por: (1) la distribución granulométrica, (2) grado de saturación y (3) porosidad, variables que definen la permeabilidad del material.

    La permeabilidad es la capacidad que posee una roca para permitir el paso de un fluido y la estimación de su coeficiente puede obtenerse a partir de su medición in situ y en laboratorio. Una técnica usual para determinar el coeficiente de permeabilidad de suelos finos, como arenas finas, limos y arcillas es la prueba de carga variable. Así, la presente investigación tiene como objetivo calcular diferentes variables hidrogeológicas de los suelos del área urbana de la ciudad de Macas-Ecuador que sirvan como información de referencia para la ejecución de proyectos de ingeniería como obras viales o edificaciones, permitiendo advertir la necesidad de implementar medidas correctivas que mejoren las características del suelo para la correcta ejecución de cualquier tipo de proyecto. Para su estimación se recogieron 30 muestras de suelo a una profundidad de 0.90m utilizando el método de muestreo aleatorio simple, luego dichas muestras fueron preparadas y analizadas utilizando un permeámetro de carga variable en base al procedimiento descrito por la norma ASTM D5084-16a y determinando el coeficiente de permeabilidad mediante la aplicación de la ley de Darcy.

    Posteriormente, los datos obtenidos fueron transformados a un modelo vectorial, generando un mapa de distribución espacial a través de interpolación con IDW (Inverse Distance Weighted), que permita clasificar la distribución espacial del suelo del área de estudio en función de su coeficiente de permeabilidad y porosidad obteniendo como producto final el primer mapa de la ciudad de Macas con este tipo de información hidro-geológica aplicable al ámbito geotécnico y de planeación urbana. Así, se establece que las muestras de suelo recolectadas en el perímetro de crecimiento urbano de la ciudad de Macas presentan valores de conductividad hidráulica entre 2,85 y 35,60m/d con tendencia lineal cercana a 17m/d, un rango de porosidad entre 30 y 70% con una tendencia lineal cercana a 55%, y un índice de vacíos en un rango de 0.4 y 2.3, presentando características propias de depósitos no consolidados con tamaños de grano fino entre arena limosa (SM) y arcillosa de baja plasticidad (CL). Los datos permiten definir suelos de baja conductividad hidráulica y alta capacidad de saturación, lo que podría ocasionar un problema de suelos expansivos durante el desarrollo o implementación de obras ingenieriles, haciendo necesaria la ejecución de medidas correctivas y adecuadas técnicas de construcción que permitan un apropiado aprovechamiento del suelo, disminuyendo los índices de riegos geológicos que afecten la seguridad de las obras civiles.