El equipo desciende por el sondeo ya ejecutado: una sonda con obturador neumático para el ensayo Lugeon en roca fracturada, o una célula Lefranc con tubería ranurada cuando se trabaja en gravas del río Mapocho. En Santiago, la medición directa de la permeabilidad en campo no es un complemento, es un dato de diseño que define sistemas de drenaje y agotamiento. El contraste entre los depósitos fluviales del oriente y los suelos finos del centro cambia radicalmente el coeficiente de permeabilidad. Por eso, antes de dimensionar un sifón o una pantalla impermeable, el masw sirve para mapear la estratigrafía, pero es el ensayo Lefranc o Lugeon el que entrega el valor real de flujo con el que se modela la hidrogeología del sitio.
Un valor de absorción Lugeon superior a 10 UL en los primeros 15 metros de sondeo obliga a reconsiderar el diseño del sistema de impermeabilización en la mayoría de los proyectos bajo la cota freática de Santiago.
Metodología y alcance
Consideraciones locales
La expansión de la red de Metro de Santiago desde 1975 impulsó excavaciones cada vez más profundas bajo el nivel freático, revelando la heterogeneidad de los depósitos fluviales. Ignorar la variabilidad espacial de la permeabilidad en estos suelos supone subestimar los caudales de infiltración hacia la excavación. Una supresión inadecuada del agua subterránea puede provocar arrastre de finos, asientos diferenciales en edificios colindantes e incluso la falla del fondo de la excavación por sifonamiento. En los túneles de la Línea 3 y 6 se documentaron zonas con absorciones Lugeon superiores a 30 UL, que obligaron a campañas intensivas de inyección de contacto antes de colocar el revestimiento definitivo. El ensayo in situ permite zonificar el macizo y prever estos sobrecostos antes de que aparezcan en obra.
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Normativa aplicable
Para evaluar la permeabilidad en campo mediante ensayos Lefranc y Lugeon en proyectos desarrollados en Santiago, se aplican normativas y métodos reconocidos internacionalmente, como la ASTM D4630-19, que establece el procedimiento para determinar la transmisividad y el coeficiente de almacenamiento en rocas de baja permeabilidad mediante la técnica de pulso de presión in situ; la ISO 22282-2:2012, correspondiente a la investigación y ensayos geotécnicos para pruebas de permeabilidad al agua en sondeos con sistemas abiertos; el método sugerido por la ISRM para el ensayo Lugeon; y la norma chilena NCh1508:2014, que regula el estudio de mecánica de suelos en el ámbito geotécnico.
Servicios técnicos asociados
Ensayo Lefranc en suelos y roca alterada
Prueba a carga variable o constante ejecutada dentro del barreno. Se instala la célula ranurada en el tramo de interés, se satura el sistema y se registra la recuperación del nivel piezométrico. El cálculo de k se realiza según la fórmula de Hvorslev para régimen transitorio. Es el método estándar para caracterizar la permeabilidad de las gravas y arenas del cono de deyección del Maipo.
Ensayo Lugeon en macizo rocoso fracturado
Se emplea un obturador neumático doble para aislar tramos de 3 a 5 metros dentro del sondeo. La inyección escalonada en cinco presiones ascendentes y descendentes permite identificar el régimen de flujo (laminar, turbulento, lavado o colmatación) y corregir la permeabilidad equivalente. Imprescindible en la formación rocosa de los contrafuertes cordilleranos, donde se emplazan obras hidroeléctricas y túneles de aducción.
Parámetros típicos
Preguntas frecuentes
¿Cuánto cuesta un ensayo de permeabilidad Lefranc o Lugeon en Santiago?
¿En qué se diferencia el ensayo Lefranc del ensayo Lugeon?
El Lefranc mide la permeabilidad en suelos y roca muy alterada mediante la observación de la recuperación del nivel de agua en una cavidad, generalmente a carga variable. El Lugeon se aplica en macizo rocoso fracturado: se inyecta agua a presión en un tramo aislado y se mide el caudal absorbido. El Lefranc entrega un coeficiente k en m/s; el Lugeon expresa la absorción en unidades Lugeon, que describen el comportamiento hidráulico de las fracturas.
¿A qué profundidad se realiza el ensayo Lugeon en los proyectos de Santiago?
La profundidad del ensayo Lugeon depende de la cota de la roca competente y del objetivo de la investigación. En los túneles bajo el río Mapocho se han ensayado tramos entre 15 y 40 metros de profundidad. En proyectos hidroeléctricos de la zona cordillerana, los ensayos pueden superar los 60 metros. El tramo de ensayo típico es de 3 a 5 metros, aislado con obturador doble.