Permeabilidad cabeza constante y variable

MARCO TEÓRICO
Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades mas importantes que han de considerarse para el diseño de obra de ingeniería como por ejemplo un estanque construido en suelo impermeable perdera poca agua por filtración. Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y carcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. 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. La prueba en laboratorios se ve por dos caminos permeametro por carga constante y permeametro por carga variable.

CARGACONSTANTE
K = Permeabilidad carga constante
V = Velocidad de descarga
A= area del permeametro
L = Longitud del medio poroso
t = Tiempo total de desagüe
h = Diferencia de cabeza de altura
D = Diametro de la sección transversal del medio poroso
CARGA VARIABLE
K = Permeabilidad de carga variable
a = Area del tubo de inyección del agua
L = Longitud del medio poroso
A = Area del medio poroso
t = Tiempos de absorción
h = Cambios de alturas con respecto al tiempo Norma De Referencia: Norma INV E-130-07

Equipos De Laboratorio

Cilindro: Con una geometría especifica es dentro de este que se apisona el material y por medio de los filtro se introduce el agua de forma uniforme.

Llave de Expansión: Con aproximadamente 20cm de largo y 7.5mm de grosor se utiliza en el laboratorio para ajustar los tornillos de los permeametros.

Probetas: probetas estandar utilizadas pala la practica de cabeza constante, es un instrumento plastico con capacidad de 1 litro.

Balanza: la precisión de las balanzas depende del nivel de precisión que se necesite, de acuerdo al tipo de muestra a pesar y la precisión que se necesita. La balanza utilizada en el laboratorio es una balanza digital de buena precisión.

Cronometro: aparato electricoutilizado para medir intervalos de tiempo exactos evidenciados en una pantalla digital, controlado por dos botones marca casio.

Tamiz #10: con una abertura de 2,06 mm todo el material apisonado paso por este tamiz aproximadamente 1500 gr de sub-base.

2x (rojo) (3,05 ± 0,05) cm
2x (verde) (3,00 ± 0,05) cm
x (rojo) (0,0153 ± 0,0003) m
x (verde) (0,0150 ± 0,0003) m

Teniendo ya los valores de “x”, “λ” y “D”, podemos calcular el ancho de la ranura “b” como: b=λD/x
Ancho de la ranura
1,424 x 10-4 m

Para comprobar este valor, calcularemos la longitud de onda del láser verde utilizando el “b” encontrado, como: λ=xb/D Nótese que el valor de “x” y “D” utilizados ahora sonlos correspondientes al láser verde, distintos al del rojo.
Longitud de onda láser verde
5,229 x 10-9 m

“La luz verde tiene una longitud de onda de unos 520–570 nm”
Cálculo del Error:
Para encontrar el valor de “b” utilizamos “x”, “D” y “λ” en multiplicaciones, por lo que su error será la suma de los errores porcentuales de los factores:
δb=(δx/x+δD/D+δλr/λr)×b, o sea, b= (1,42 ± 0,04) x 10-4 m
Para la longitud de onda del laser verde, el error será:
δλv=(δx/x+δD/D+δb/b)×λv, δλv = (5,2 ± 0,2) x 10-9

Conclusión:
En conclusión, el objetivo del práctico se logró claramente. Pudimos calcular el ancho de la ranura utilizando el patrón de difracción de un láser, y comprobamos el valor calculando una longitud de onda conocida (o que pertenece a un rango conocido, el del color verde más precisamente). No podemos sin embargo tener una idea precisa de la exactitud de nuestro valor, ya que no conocemos la longitud exacta del láser verde de comprobación. Podemos asumir que probablemente el valor se encuentra más hacia el centro del intervalo 520 - 570 nm, por el brillo del color del láser (más cercano al amarillo que al cian). La incertidumbre del práctico fue de un 4% para la longitud de onda del segundo láser,un rango muy aceptable.
El procedimiento fue correcto, aunque hay un par de detalles que podrían mejorarlo. Para comenzar, al medir la distancia láser - pantalla se utilizó una cinta métrica metálica. Al ser de metal, su propio peso la curvaba, arrojando una medida mayor a la real. Claro que esta diferencia puede tanto haber aumentado como disminuido el valor de longitud de onda, dependiendo de en que “D” se haya cometido mayor error (esto es porque en las ecuaciones, los valores “D” se encuentran tanto en el numerador como en el denominador). En segundo lugar, el proceso de copiar el patrón a una hoja de papel es trabajoso e inexacto. Podría lograrse una mejor aproximación de la distancia entre mínimos si los mismos se marcaran y midieran directamente sobre la pantalla. Además, en el patrón no solo hay mínimos y máximos, sino que la intensidad de la luz varía gradualmente. Hay un momento en que la intensidad ya no puede percibirse con nuestros ojos, por lo que en vez de un punto teórico donde no hay luz, vemos una pequeña sección oscura. Esto puede atenuarse si se utiliza un láser con mayor intensidad, como puede observarse en la diferencia entre los patrones del láser rojo y del verde, que era evidentemente más potente.