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

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 óreas de implantación de obras civiles, entre otros. Los patrones de flujo de agua a través de los suelos dependen de las caracterí­sticas geomecónicas 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 órea 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 permeómetro 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 órea 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 ómbito 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 hidróulica 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 hidróulica 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.