Geología

Mecánica de suelos

El ensayo Lefranc es uno de los ensayos de permeabilidad, "in situ", que se aplica con mayor frecuencia. Consiste en introducir, o bombear agua desde un sondaje, donde la cavidad es mantenida constante, a una determinada profundidad. Se aplica principalmente a suelos sueltos. Para suelos rocosos fracturados se utiliza, para el mismo fin, el ensayo Lugeon. Existen dos modalidades, con presión constante, o, con presión variable.- ..............................................:http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Especial:Libro&bookcmd=download&collection_id=1b824db8b4e130e0c1836c6ce942065da56675e7&writer=rdf2latex&return_to=Ensayo+Lefranc

Ensayo de carga constante o variable; se lo emplea para medir el coeficiente de permeabilidad en suelos permeables o semipermeables, de tipo granular, situados por debajo del nivel freático y en rocas muy fracturadas. Consiste en rellenar de agua el sondeo y medir el caudal que se necesita para mantener constante el nivel (ensayo a régimen permanente); ó se mide la velocidad de descenso del nivel de agua (ensayo a régimen variable).

Se mide el caudal de admisión cada 5 minutos manteniendo en la boca del sondeo el nivel constante durante 45 minutos. Si la admisión es muy alta, se mide por minuto durante 20 minutos y luego cada 5 minutos hasta completar los 45'.

Este ensayo, antes de mediur tiempos y caudales, requiere que el sondeo se llene de agua, controlando que el aire es expulsado y luego se estabiliza el nivel y velocidad de descenso, lo cual indica que ya se ha logrado el régimen permanente.

Los ensayos tipo Lefranc sirven para determinar la permeabilidad (aproximada) de los suelos y/ material de sobre carga o relleno, estos ensayos son muy utilizados en la Ingeniera para el diseño y construcción de diques (tierra, concreto ciclópeo, armado), presas (relaves, agua, etc.), centrales hidroeléctricas, pozas, etc. Y para ello debemos tener una serie de equipos, accesorios, personal (calificado) para la instalación de los equipos y un supervisor (con experiencia) para que lleve la dirección de los trabajos (más adelante se presentaran videos y fotografías de estos ensayos). Es importante contar con un “manual de investigaciones geotécnicas” (sugerido) para que sirva como guía en las investigaciones a realizar, donde nos indicaran las pautas y las especificaciones técnicas de lo que vamos a realizar, y cumplir bien las normas presentes para obtener resultados cercanos a las características del terreno.

El primer paso para ejecutar estos ensayos es tener idea de los sondeos geotécnicos (es decir; tener conocimientos de sondeos geotécnicos que es diferente a sondeos exploratorios para la búsqueda de mineral), y dar un seguimiento estricto de cómo se desarrolla la perforación (chequeo del retorno de agua de perforación, presión y empuje al momento de perforar, etc.).  Y como segundo paso debemos clasificar los materiales que vamos atravesando (tener en cuenta que algunos suelos presentan lavado de los finos, esto; en suelos gravosos con presencia de cantos, bloques, etc.). Es así que debemos tener sólidos conocimientos en suelos (dominio de las mecánica de suelos) y rocas (tipos, parámetros de fractura miento, meteorización, resistencia, etc.), este último tiene que ir ligado a la geotécnica y evitar dar interpretaciones y conceptos geológicos puros. Recuerden que estamos realizando estudios geológicos geotécnicos o también llamada ingeniería geológica.

La prueba Lugeon, o ensayo Lugeon, es un ensayo que se hace en el campo para estimar la permeabilidad del suelo. Se aplica principalmente en rocas fracturadas. Consiste en medir el volumen de agua "" que se consigue inyectar en el suelo durante un tiempo determinado "", en otras palabras se mide el caudal , en un tramo de una longitud determinada "", a una presión constante  .^1 2

En una perforación impermeabilizada hasta una cierta profundidad, a partir de esta se perforan unos 5 metros y luego se fija un obturador neumático en la parte superior de este tramo se inyecta agua a presión con una bomba. En la boca del pozo se controla la presión con un manómetro. Un contador de agua y una válvula de descarga, permiten medir los caudales inyectados a una presión dada mantenida constante.

Las mediciones se efectúan en 5 niveles de presión, en los cuales el agua es inyectada. Antes de empezar, se define la presión máxima que va a ser utilizada, esta no debe exceder la presión de confinamiento esperada de la profundidad de la perforación; sobre esta presión máxima se trabaja durante el ensayo para no generar fracturas en la roca a causa de la presión generada por el agua.

La presión máxima está relacionada con el objetivo de la prueba, por ejemplo para evaluar las pérdidas por infiltración en un embalse a ser creado.

Para cada nivel de presión, el ensayo consiste en bombear la cantidad de agua que sea necesaria para mantener constante la presión en la zona de ensayo. Esta presión es incrementada en cada nivel subsecuente, hasta llegar a la presión máxima ya establecida. Una vez ésta es alcanzada, la presión del agua debe ser reducida pasando por las mismas presiones de los estados anteriores.

Los cinco estados son :

Estado 1	Estado 2	Estado 3	Estado 4	Estado 5
Bajo	Medio	Máximo	Medio	Bajo
0.50*PMAX	0.75*PMAX	PMAX	0.75*PMAX	0.50*PMAX

Siendo PMAX la presión máxima definida a la cual el agua debe ser inyectada.

La permeabilidad se determina con la fórmula:

Donde:  radio de la perforación de prueba

Habitualmente la permeabilidad se mide en "Lungeones", unidad así denominada en homenaje al geólogo Maurice Lugeon.

1 Lugeon = a la permeabilidad que absorbe un caudal de 1 litro por minuto, por cada metro de sondeo permeable inyectado a presión constante de 1 MPa, con un tiempo de 10 minutos.