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Permeabilidad en Campo (Lefranc/Lugeon) en Concepción: Valores Reales del Terreno

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En la ribera norte del Biobío, una excavación para 4 subterráneos se inundó en 48 horas con un caudal que duplicaba el cálculo de gabinete. El proyecto, sobre depósitos fluviales gruesos con lentes de arena limpia, había subestimado la conductividad hidráulica real. Llevamos el equipo a terreno en 72 horas: perforación con lavado, ensayo Lefranc a carga variable en 3 profundidades distintas, y medición de la recuperación cada 30 segundos. Los valores de k oscilaron entre 10⁻³ y 10⁻⁴ cm/s en los lentes arenosos, muy por encima de lo estimado con correlaciones de gabinete. Para definición de la cuña de agotamiento en el sector de Collao recomendamos complementar con sondajes SPT que verifiquen la continuidad de los estratos drenantes, y en la zona de roca meteorizada aplicar Lefranc en sondeo rotatorio para diferenciar permeabilidad de matriz y fractura. El ensayo Lugeon se vuelve mandatorio cuando la cota de fundación alcanza el basamento granítico alterado típico de la Cordillera de la Costa en Concepción, donde las diaclasas abiertas pueden generar flujos preferenciales que ningún modelo homogéneo predice.

La conductividad hidráulica medida in situ puede diferir en dos órdenes de magnitud de la estimada en laboratorio: un Lefranc bien ejecutado en el Biobío evita redimensionar el agotamiento a mitad de obra.

Procedimiento y alcance

Las condiciones hidrogeológicas cambian radicalmente entre el sector de Pedro de Valdivia y el eje de Avenida Costanera. En el primero dominan suelos residuales de roca granítica con permeabilidad secundaria controlada por fracturas, donde un ensayo Lugeon bien ejecutado revela unidades Lugeon de 3 a 15 en los tramos diaclasados frente a valores inferiores a 1 en roca sana. En la terraza fluvial de la Costanera los depósitos de grava arenosa del Biobío muestran una permeabilidad primaria elevada que exige ensayos Lefranc a carga constante porque la variable se estabiliza en menos de 20 segundos. La diferencia práctica es enorme: un mismo caudal de bombeo puede deprimir el nivel freático en un radio de 15 metros en la terraza o de 60 metros en el macizo fracturado. Por eso incorporamos la granulometría de las muestras extraídas durante la perforación para correlacionar la curva granulométrica con la conductividad medida in situ, y verificamos la plasticidad de los finos con límites de Atterberg cuando los lentes arcillosos aparecen interdigitados con las gravas. La norma ASTM D6391 rige el procedimiento en medios porosos no consolidados.
Permeabilidad en Campo (Lefranc/Lugeon) en Concepción: Valores Reales del Terreno
Imagen técnica de referencia — Concepción

Contexto geotécnico local

El error de manual que vemos repetirse en Concepción es asumir un coeficiente de permeabilidad de bibliografía sin verificación in situ, particularmente en los contactos entre la terraza fluvial y el basamento meteorizado. Un proyecto en el sector de Lorenzo Arenas dimensionó el sistema de agotamiento con un k de 5×10⁻⁵ cm/s sacado de una tabla de suelos típicos. La realidad del terreno —grava arenosa limpia con <5% de finos— entregó un Lefranc de 2×10⁻² cm/s, cuatrocientas veces mayor. El resultado fue un caudal de infiltración que superó la capacidad de las bombas instaladas, con la consecuente inundación del sello de fundación y un retraso de tres semanas. En macizos rocosos, ignorar el ensayo Lugeon y confiar solo en el RQD del testigo de perforación lleva a subestimar flujos por fracturas que no se ven en el recovery. Las consecuencias de un mal dimensionamiento hidrogeológico en Concepción no son solo contractuales: la estabilidad de las excavaciones profundas en depósitos saturados pasa directamente por controlar las presiones intersticiales que un permeámetro de campo mide donde realmente importa.

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Parámetros de referencia

ParámetroValor típico
Norma de referenciaASTM D6391-11 (Lefranc) / ASTM D4630-19 (Lugeon)
Rango de medición (Lefranc)k = 1×10⁻¹ a 1×10⁻⁶ cm/s
Rango de medición (Lugeon)1 a 100 unidades Lugeon (1 Lu ≈ 1.3×10⁻⁵ cm/s)
Longitud de tramo ensayado0.5 a 1.0 m en Lefranc / 3.0 a 5.0 m en Lugeon
Diámetro de perforación mínimo76 mm (HQ) para Lugeon / 100 mm para Lefranc en suelos
Presión máxima de ensayo (Lugeon)Limitada a 0.23 MPa por cada 100 m de profundidad para evitar fracturamiento hidráulico
Factor de forma (Lefranc)Según geometría de la cavidad (Hvorslev, 1951) — esférica, cilíndrica o semiesférica

Servicios técnicos asociados

01

Ensayo Lefranc a Carga Variable

Medición directa en suelos y roca blanda. Se inyecta o extrae un volumen conocido de agua y se registra la recuperación del nivel en intervalos regulares. Ideal en depósitos fluviales del Biobío con permeabilidad media a baja.

02

Ensayo Lefranc a Carga Constante

Aplicable en materiales de alta permeabilidad donde la carga variable se disipa demasiado rápido. Mantenemos un caudal constante y medimos el gradiente estabilizado para calcular k según Hvorslev.

03

Ensayo Lugeon en Macizo Rocoso

Cinco escalones de presión creciente y decreciente en tramos aislados con obturador neumático. La curva presión-caudal revela el régimen de flujo: laminar, turbulento, lavado o colmatación de fracturas.

04

Perfil de Permeabilidad con Profundidad

Secuencia de ensayos puntuales cada 3 a 5 metros durante la perforación. Construimos un perfil continuo de conductividad hidráulica que alimenta directamente el modelo hidrogeológico para diseño de agotamiento.

Marco normativo

ASTM D6391-11: Standard Test Method for Field Measurement of Hydraulic Conductivity Using Borehole Infiltration, ASTM D4630-19: Standard Test Method for Determining Transmissivity and Storativity of Low Permeability Rocks by In Situ Measurements Using the Constant Head Injection Test, NCh 1508:2014 – Geotecnia – Estudio de Mecánica de Suelos, Hvorslev (1951) – Time Lag and Soil Permeability in Ground-Water Observations, USACE

Preguntas comunes

¿Cuál es el costo aproximado de un ensayo Lefranc o Lugeon en Concepción?

El rango de precio para un ensayo de permeabilidad en campo en Concepción varía entre $336.000 y $440.000, dependiendo de la profundidad, número de tramos a ensayar y si se requiere Lefranc en suelo o Lugeon con obturador neumático en roca. Este valor incluye la ejecución en perforación existente, instrumental calibrado, registro de recuperación cada 30 segundos y cálculo del coeficiente k según Hvorslev o del valor Lugeon con curva de presión-caudal.

¿Qué diferencia hay entre un ensayo Lefranc y un ensayo Lugeon?

El ensayo Lefranc mide la conductividad hidráulica en suelos y roca muy meteorizada mediante la inyección o extracción de un volumen de agua en una cavidad cilíndrica o esférica a poca profundidad, aplicando las fórmulas de Hvorslev. El ensayo Lugeon está diseñado para macizos rocosos fracturados: se aísla un tramo de 3 a 5 metros con obturadores neumáticos y se aplican escalones de presión creciente y decreciente para evaluar el comportamiento hidráulico de las discontinuidades y detectar lavado, colmatación o flujo turbulento.

¿En qué fase del proyecto se recomienda ejecutar estos ensayos en Concepción?

La campaña de permeabilidad en campo debe ejecutarse durante la fase de exploración geotécnica de detalle, una vez identificadas las unidades hidrogeológicas en los sondajes. En Concepción, donde la variabilidad entre los depósitos fluviales del Biobío y el basamento meteorizado de la Cordillera de la Costa es alta, recomendamos realizar al menos un ensayo Lefranc por cada unidad de suelo permeable y un perfil Lugeon completo si la cota de fundación alcanza la roca fracturada.

Ubicación y área de servicio

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