permeabilidad en rocas
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MECANICA DE SUELOS Y ROCAS II
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INDICE
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SI LAS ROCAS SON LAS PAGINAS DEL LIBRO DE LA HISTORIA GEOLOGICA, LOS MINERALES SON LAS LETRAS CON LAS QUE EL LIBRO ESTA IMPRESO Y SOLO CON UN CONOCIMIENTO DE ELLOS Y DE SUS ESTRUCTURAS ES POSIBLE LEER EL MENCIONADO LIBRO.
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INTRODUCCIÓN Los suelos y las rocas no son sólidos ideales, sino que forman sistemas con 2 ó 3 fases: partículas sólidas y gas, partículas sólidas y líquido, o bien, partículas sólidas, gas y líquido. El líquido es normalmente agua y el gas se manifiesta a través de vapor de agua. Por lo tanto, se habla de medios porosos. A estos medios se los caracteriza a través de su porosidad y a su vez esta propiedad condiciona la permeabilidad del medio o del material en estudio. Se dice que un material es permeable cuando contiene vacíos continuos, estos vacíos existen en todos los suelos, incluyendo las arcillas más compactas, y en todos los materiales de construcción no metálicos, incluido el granito sano y la pasta de cemento, por lo tanto, dichos materiales son permeables. La circulación de agua a través de la masa de éstos obedece aproximadamente a leyes idénticas, de modo que la diferencia entre una arena limpia y un granito es, en este concepto, solo una diferencia de magnitud. La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el agua pasa a través de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a encontrar en muchas operaciones constructivas, como los son, por ejemplo, las excavaciones a cielo abierto en arena bajo agua o la velocidad de consolidación de un estrato de arcilla bajo el peso de un terraplén, de allí la importancia de su estudio y determinación, aspectos que se desarrollarán a continuación.
PERMEABILIDAD
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DEFINICION
Definimos permeabilidad como la capacidad de un cuerpo (en términos particulares, un suelo) para permitir en su seno el paso de un fluido (en términos particulares, el agua) sin que dicho tránsito altere la estructura interna del cuerpo. Dicha propiedad se determina objetivamente mediante la imposición de un gradiente hidráulico en una sección del cuerpo, y a lo largo de una trayectoria determinada.
El concepto permeabilidad puede recibir también las acepciones de conductividad o transmisividad hidráulica, dependiendo del contexto en el cual sea empleado.
1. PERMEABILIDAD EN SUELOS
La permeabilidad se cuantifica en base al coeficiente de permeabilidad, definido como la velocidad de traslación del agua en el seno del terreno y para un gradiente unitario. El coeficiente de permeabilidad puede ser expresado según la siguiente función:
k = Q / I A
Donde:
– k: coeficiente de permeabilidad o conductividad hidráulica [m/s]
– Q: caudal [m3/s]
– I: gradiente [m/m]
– A: sección [m2)]
En proyectos de ingeniería y arquitectura, las unidades con las que se expresa generalmente el coeficiente de permeabilidad son cm/s y m/s; en los ámbitos de la
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hidráulica o la hidrogeología es habitual observar notaciones como cm/dia, m/año y similares.
Son diversos los factores que determinan la permeabilidad del suelo, entre los cuales, los más significativos son los siguientes:
– Granulometría (tamaño de grano y distribución granulométrica.)
– Composición química del material (naturaleza mineralógica)
Como regla general podemos considerar que a menor tamaño de grano, menor permeabilidad, y para una granulometría semejante (arenas, por ejemplo) a mejor gradación, mayor permeabilidad. En cuanto al quimismo, y para el caso de arcillas y limos, la presencia de ciertos cationes (Sodio, Potasio) es un factor que disminuye la permeabilidad en relación a otros (Calcio, Magnesio).
A efectos únicamente indicativos, el DB SE-C propone los siguientes rangos de variación para la permeabilidad en función del tipo de terreno (tabla D28):
kz: coeficiente de permeabilidad vertical (se asume que la anisotropía de los suelos, especialmente de las arcillas estratificadas, puede comportar variaciones significativas en la magnitud del coeficiente de permeabilidad medido en el plano horizontal.)
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA VELOCIDAD DEL FLUJO:
La porosidad del material. La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura. La presión a que está sometido el fluido.
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POROSIDAD DEL SUELO
Se define como el espacio de suelo que no está ocupado por solidos y se expresa en porcentajes. Se define también como la porción de suelo que está ocupada por aire y/o por agua. En suelos secos los poros estarán ocupados por aire y en suelos inundados, por agua. Los factores que la determinan son principalmente la textura, estructura y la cantidad de materia organica (Donoso, 1992).
Los poros que constituyen el espacio poroso del suelo se encuentran en un rango continuo de tamaño, sin embargo se dividen usualmente en dos tipos: los macroporos y los microporos o poros capilares. La tasa de movimiento del agua y del aire a través del suelo es determinada, en gran medida, por el tamaño de los poros. Los macroporos facilitan una rápida percolación del agua y el movimiento del aire, en tanto que los microporos dificultan el movimiento del aire y retienen gran cantidad de agua por capilaridad; por consiguiente, los microporos son muy importantes en lo que se refiere ala retención del agua en el suelo, y los macroporos son de gran valor en lo que se refiere a la aireación v al drenaje interno del suelo. (Donoso, 1992).
La diferencia que existe en dos suelos con la misma porosidad total, pueden ser muy diferentes en cuanto a su comportamiento frente al agua y al aire. Así, por ejemplo, un suelo puede tener un volumen muy pequeño de macroporos y uno mucho mayor de microporos, en cuyo caso se tendrá mucha capacidad de retención de agua, pero muy lenta percolación y poca aireación. Los suelos arcillosos son de este tipo a pesar del gran volumen total de poros. Un suelo con el mismo volumen combinado de poros puede tener una relación inversa de macroporos y microporos; en este caso la infiltración y percolación del agua serán rápidas, habrá muy poca retención de agua y el suelo estará bien aireado. Los suelos arenosos tienen estas características debido a la dominancia en ellos de los macroporos.
El espacio poroso de los suelos forestales está corrientemente ocupado por aire y agua en proporciones que cambian con frecuencia. La porosidad de estos suelos fluctúa entre 30y 65 % (Wilde, 1959) citado por Donoso, 1997 , siendo más porosos los suelos de texturas medias a finas y menos los suelos de texturas gruesas.
La porosidad del suelo tiene importancia especial porque constituye el medio por el cual el agua penetra al suelo y pasa a través de él para abastecer a la raíces y finalmente drenar el área; y también el espacio donde las raíces de las plantas y la fauna tienen una atmósfera es decir, constituye la fuente de donde aquéllos obtienen el aire.
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CLASIFICACION DE LOS SUELOS EN PERMEABLES E IMPERMEABLES:
PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO
Como se ha explicado, el suelo es una mezcla de materiales sólidos, líquidos (agua) y gaseosos (aire). La adecuada relación entre estos componentes determina la capacidad de hacer crecer las plantas y la disponibilidad de suficientes nutrientes para ellas. La proporción de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen comopropiedades físicas o mecánicas del suelo: textura, estructura, consistencia, densidad, aireación, temperatura y color.
La textura depende de la proporción de partículas minerales de diverso tamaño presentes en el suelo. Las partículas minerales se clasifican por tamaño en cuatro grupos:
· Fragmentos rocosos: diámetro superior a 2 mm, y son piedras, grava y cascajo.
· Arena: diámetro entre 0,05 a 2 mm. Puede ser gruesa, fina y muy fina. Los granos de arena son ásperos al tacto y no forman agregados estables, porque conservan su individualidad.
· Limo: diámetro entre 0,002 y 0,5 mm. Al tacto es como la harina o el talco, y tiene alta capacidad de retención de agua.
· Arcilla: diámetro inferior a 0,002 mm. Al ser humedecida es plástica y pegajosa; cuando seca forma terrones duros.
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La estructura es la forma en que las partículas del suelo se reúnen para formar agregados. De acuerdo a esta característica se distinguen suelos de estructura esferoidal (agregados redondeados), laminar (agregados en láminas), prismática (en forma de prisma), blocosa (en bloques), y granular (en granos).
La consistencia se refiere a la resistencia para la deformación o ruptura. Según la resistencia el suelo puede ser suelto, suave, duro, muy duro, etc. Esta característica tiene relación con la labranza del suelo y los instrumentos a usarse. A mayor dureza será mayor la energía (animal, humana o de maquinaria) a usarse para la labranza.
La densidad se refiere al peso por volumen del suelo, y está en relación a la porosidad. Un suelo muy poroso será menos denso; un suelo poco poroso será más denso. A mayor contenido de materia orgánica, más poroso y menos denso será el suelo.
La aireación se refiere al contenido de aire del suelo y es importante para el abastecimiento de oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono en el suelo. La aireación es crítica en los suelos anegados. Se mejora con la labranza, la rotación de cultivos, el drenaje, y la incorporación de materia orgánica.
La temperatura del suelo es importante porque determina la distribución de las plantas e influye en los procesos bióticos y químicos. Cada planta tiene sus requerimientos especiales. Encima de los 5º C es posible la germinación.
El color del suelo depende de sus componentes y puede usarse como una medida indirecta de ciertas propiedades. El color varía con el contenido de humedad. El color rojo indica contenido de óxidos de fierro y manganeso; el amarillo indica óxidos de fierro hidratado; el blanco y el gris indican presencia de cuarzo, yeso y caolín; y el negro y marrón indican materia orgánica. Cuanto más negro es un suelo, más productivo será, por los beneficios de la materia orgánica.
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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 expresión matemática de la Ley de Darcy es la siguiente:
Donde:
= gasto, descarga o caudal en m3/s.
= longitud en metros de la muestra.
= una constante, actualmente conocida como coeficiente de permeabilidad de Darcy, variable en función del material de la muestra, en m/s.
= área de la sección transversal de la muestra, en m2.
= altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un tubo colocado a la entrada de la capa filtrante.
= altura, sobre el plano de referencia que alcanza el agua en un tubo colocado a la salida de la capa filtrante.
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VALIDEZ DE LA LEY DE DARCY
La ley de Darcy es válida en un medio saturado, continuo, homogéneo e isótropo y cuando las fuerzas inerciales son despreciables (Re<1).
La Ley de Darcy es una de las piezas fundamentales de la mecánica de los suelos. A partir de los trabajos iniciales de Darcy, un trabajo monumental para la época, muchos otros investigadores han analizado y puesto a prueba esta ley. A través de estos trabajos posteriores se ha podido determinar que mantiene su validez para la mayoría
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de los tipos de flujo de fluidos en los suelos. Para filtraciones de líquidos a velocidades muy elevadas y la de gases a velocidades muy bajas, la ley de Darcy deja de ser válida.
En el caso de agua circulando en suelos, existen evidencias abrumadoras en el sentido de verificar la vigencia de la Ley de Darcy para suelos que van desde los limos hasta las arenas medias. Asimismo, es perfectamente aplicable en las arcillas, para flujos en régimen permanente.
Para suelos de mayor permeabilidad que la arena media, deberá determinarse experimentalmente la relación real entre el gradiente y la velocidad para cada suelo y porosidad estudiados.
FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA PERMEABILIDAD DE SUELOS
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 suelo 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.
1. La relación de vacios en el suelo.2. La estructura y estratificación del suelo3. Tamaño de las partículas.4. Grado de saturación.5. Polaridad6. Densidad del suelo.7. Peso específico.
VARIACIÓN DE LA PERMEABILIDAD SEGÚN LA TEXTURA DEL SUELO
Por regla general, como se muestra a continuación, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta sera la permeabilidad:
Suelo Textura Permeabilidad
Suelos arcillosos Fina De muy lentaa
Suelos limosos Moderadamente fina
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muy rápidaModeradamente gruesa
Suelos arenosos Gruesa
Ejemplo 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
Demuy lenta
amuy rápida- Ligero
traslapo
En bloque
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Prismática
Granular
Puede variar de acuerdo con el grado en que se desarrolle la estructura.
Existe la práctica general de alterar la estructura del suelo para reducir la permeabilidad, por ejemplo, en la agricultura de regadío mediante la pudelación de los campos de arroz, y en la ingeniería civil mediante la compactación por medios mecánicos de las presas de tierra. Se pueden aplicar prácticas similares en los estanques piscícolas con miras a reducir la filtración de agua.
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.
Ejemplo
Para fines agrícolas y de conservación, las clases de permeabilidad del suelo se basan en las tasas de permeabilidad, y para la ingeniería civil, , se basan en el coeficiente de permeabilidad.
Para la piscicultura, existen dos formás de describir la permeabilidad del suelo: Coeficiente de permeabilidad y Tasa de filtración.
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Para la ubicación de los estanques y la construcción de diques, el coeficiente de permeabilidad, casi siempre, se utiliza para determinar la aptitud de un horizonte de suelo específico:
Se pueden construir diques sin núcleo de arcilla impermeable en suelos cuyo coeficiente de permeabilidad sea inferior a K = 1 x 10-4 m/s.
Se pueden construir fondos de estanques en suelos con un coeficiente de permeabilidad inferior a K = 5 x 10-6 m/s.
Para la ordenación de estanques suele utilizarse la tasa de filtración:
Para la piscicultura en estanques con fines comerciales se considera aceptable una tasa media de filtración de 1 a 2 cm/d, pero es preciso tornar medídas correctivas para reducir la permeabilidad del suelo cuando existen valores más altos, en partícular cuando alcanzan los 10 cm/d o más.
MEDIDA DE LA PERMEABILIDAD: ENSAYOS DE LABORATORIO Y ENSAYOS “IN SITU”
La estimación de la permeabilidad en suelos tiene diversos intereses, algunos directos en el proyecto de una edificación, como puede ser la valoración de la influencia de las aguas subterráneas sobre construcciones soterradas (plantas sótano, por ejemplo) a efectos de diseño de sistemas o procedimientos de impermeabilización o drenaje.
En tal sentido, el Código Técnico de la Edificación – en su documento básico dedicado a la salubridad (DB HS) – requiere de la valoración cuantificada de la permeabilidad del terreno en contacto con las soleras y las estructuras de contención.
La estimación de la permeabilidad de los suelos (y en su caso, del macizo rocoso) puede realizarse mediante tres clases de procedimientos:
1. Valoración de la permeabilidad mediante relaciones empíricas establecidas entre la misma y alguna característica del suelo, generalmente su granulometría.
2. Medida directa de la permeabilidad sobre una muestra adecuada (inalterada) en laboratorio.
3. Estimación directa de la permeabilidad “in situ”, realizada durante la ejecución de sondeos o pozos, consistentes en la medida de las pérdidas en una columna de agua con la que se ha inundado la perforación.
De entre los ensayos “in situ”, los métodos que se citan generalmente corresponden a los ensayos Lugeon (habitualmente realizado en macizos rocosos fracturados), Lefranc (llevado a cabo generalmente en suelos relativamente permeables) y Slug Test (también en suelos permeables.)
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Para el caso de suelos poco permeables, los ensayos “in situ” son poco adecuados, requiriéndose la toma de muestras y la realización de ensayos en laboratorio sobre las mismas. Según el objeto de la investigación puede escogerse entre ensayar muestras adecuadamente inalteradas (si es posible su obtención), o representativas, las cuales se recompactan en el laboratorio para obtener probetas que reproduzcan las condiciones del terreno.
Una vez confeccionada la probeta a ensayar, el material se satura y se induce a través del mismo un flujo, cuyo caudal es medido en condiciones preestablecidas.
Los métodos habituales de laboratorio son los siguientes:
Sobre muestras inalteradas o recompactadas: ensayo en célula triaxial, con presión en cola, bajo carga constante o variable (se trata del ensayo más adecuado para suelos de muy baja permeabilidad.)
Sobre muestras recompactadas:1. Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga constante (generalmente
en suelos de permeabilidad alta).2. Ensayo en permeámetro de célula estanca bajo carga variable (apto para
suelos de permeabilidad media a baja).
Los ensayos de carga constante consisten en el mantenimiento del gradiente hidráulico, determinando el caudal necesario para que dicha carga hidráulica se mantenga constante. En los ensayos de carga variable, en cambio, se inicia el proceso bajo un gradiente determinado, y se observa la variación del mismo con el tiempo.Las siguientes figuras ilustran los métodos operativos descritos tanto para ensayos en sondeo como en el laboratorio:
Esquema del sistema utilizado para la medida de la permeabilidad “in situ” mediante el ensayo Lugeon (nótese la colocación de un obturador en el sondeo, que impide la subida del nivel de la columna de agua por la perforación, y el mantenimiento de la presión hidráulica en la sección ensayada a presión constante, midiendo el caudal inyectado.)
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Ensayo Lefranc bajo carga constante
Ensayo Lefranc bajo carga variable
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Esquemas de los procedimientos utilizados para la medida de la permeabilidad “in situ” mediante el ensayo Lefranc (en este caso se puede optar por mantener la columna de agua a nivel constante, midiendo el caudal necesario para estabilizarla, o variable, midiendo la variación del gradiente.)
Esquema del equipo de laboratorio para ensayos de suelos
en célula confinada y mediante carga constante (Das, 1998)
Esquema del equipo de laboratorio para ensayos de suelos
en célula confinada y mediante carga variable (Das, 1998)
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Equipo triaxial utilizado para la determinación de la
permeabilidad en suelos, ensayo con probeta confinada mediante presión hidráulica y presión en
cola
ENSAYO 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: el agua se filtra en el suelo tanto en sentido horizontal como vertical, pero usted sólo tiene que preocuparse por la filtración vertical, que es la que fundamentalmente tiene lugar en los estanques.
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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;
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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;
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Nota: Un horizonte de suelo con una permeabilidad apta para el fondo de un estanque también debe tener un espesor de por lo menos 0,7 a 1 m, a no ser que existan horizontes inferiores con la permeabilidad y el espesor adecuados.
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
5-20Infiltración excesiva: suelo no apto a menos que pueda reducirse la infiltración como se describe infra
PERMEABILIDAD EN ROCAS
A la capacidad de las rocas para transmitir el agua a travez de sus intersticios se le denomina “permeabilidad”.
Esta 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 subterraneo 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 tobas volcánicas sueltas.
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FISURAS:
Son fracturas o grietas en la roca que se originaron debido a esfuerzos posteriores a la formación de la roca: diaclasas, junturas.
CAVIDADES:
Presentes en las rocas carbonatadas y en los tubos de lava de las rocas volcánicas
Las rocas se pueden clasificar según sus propiedades hidrogeológicas, geohidraulicas (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.
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Los procesos de meteorización y otros procesos geológicos pueden ocasionar cambios durante el pasado geológico.
PERMEABILIDAD EN LOS DIFERENTES TIPOS DE ROCAS.
ROCAS IGNEAS:
Son permeables en zonas donde las fisuras están abiertas. Normalmente el ancho de las fisuras y por lo tanto la permeablidad decrecen con la profundidad.
ROCAS METAMORFICAS:
Son normalmente permeables en la zona donde las fisuras están abiertas. Estas se forman por meteorización a una cierta profundidad.
ROCAS SEDIMENTARIAS:
Según sus propiedades hidrogeológicas, existe una gran variedad de rocas sedimentarias, y forman los acuíferos mas importantes.
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Pueden presentar varios tipos de intersticios y poseen un gran rango de permeabilidad
TIPOS DE PERMEABILIDAD EN LAS ROCAS:
Existen 3 tipos:
ABSOLUTA
Este valor de permeabilidad es arrojado cuando un fluido homogéneo satura a una muestra al 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).
EFECTIVA
Se da cuando una muestra de roca este saturada por dos o más fases. En este caso, cada fase o fluido tendrá canales de flujo y la roca presentará una
permeabilidad efectiva hacia el fluido En caso de un sistema agua-petróleo se hablará de una permeabilidad efectiva al
petróleo y una efectiva al agua.
RELATIVA
Al obtener los valores de permeabilidad efectiva a cada fluido, estas 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 lo tanto existirán tantas permeabilidades relativas como fases coexistan en la roca.
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En la roca dura la permeabilidad está determinada por el tamaño de las fracturas, diaclasas y por 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.
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FRACTURAS Y DISCONTINUIDADES
Constituyen las estructuras geológicas mas 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
PLANO DE ESTRATIFICACIÓN
Plano de estratificación es una superficie paralela a la superficie de deposición, que puede tener o no una expresión física clara. En las pizarras arcillosas, por ejemplo, la roca rompe siguiendo los planos de estratificación, mientras que en algunas areniscas los planos de estratificación están caracterizados por cambios de color, tamaño del grano, etc., pero no hay ningún plano preferente de división.
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FOLIACIÓN
Se denomina foliación a la disposición en láminas que adquiere la materia que forma ciertas rocas cuando estas se ven sometidas a grandes presiones. Este rasgo se da cuando se produce metamorfismo. Se distinguen varios tipos de foliación dependiendo de la mineralogía de la roca madre y del grado de metamorfismo.
Pizarrosidad: Minerales planares y bajo grado de metamorfismo. Por ejemplo la pizarra.
Esquistosidad: Metamorfismo de grado medio-alto. Un ejemplo es el esquisto.
Bandeado gneísico: El grado de metamorfismo es alto, produciéndose la segregación de los minerales en capas. Por ejemplo el gneis.
CLIVAJE
Propensión que un mineral tiene a dividirse en capas paralelas.
DIACLASA
Una diaclasa (del griego « »διά dia, a través de, y klasis, rotura) 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, fracturas en las que sí hay deslizamiento de los bloques. Son estructuras muy abundantes. Son deformaciones frágiles de las rocas.
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FALLAS
En geología, una falla es una fractura en el terreno a lo largo de la cual hubo movimiento de uno de los lados respecto del otro.
Las fallas se forman por esfuerzos tectónicos o gravitatorios actuantes en la corteza. La zona de ruptura tiene una superficie ampliamente bien definida denominada plano de falla, aunque puede hablarse de banda de falla cuando la fractura y la deformación asociada tienen una cierta anchura.
Cuando las fallas alcanzan una profundidad en la que se sobrepasa el dominio de deformación frágil se transforman en bandas de cizalla, su equivalente en el dominio dúctil. El fallamiento (o formación de fallas) es uno de los procesos geológicos importantes durante la formación de montañas. Asimismo, los bordes de las placas tectónicas están formados por fallas de hasta miles de kilómetros de longitud.
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CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFIA
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