Informe laboratorio ecuacion darcy

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Laboratorio infiltración.

Aplicación de la ecuación de Darcy.

Resumen Ejecutivo

La siguiente experiencia fue realizada el día 24 de noviembre del presente año, en el laboratorio de Hidrología perteneciente al Departamento de Ingeniería en Minas de la Universidad de Santiago de Chile, la cual hace referencia a la determinación de la porosidad y el coeficiente de infiltración para el material poroso trabajado, que fue la arena fina.

La porosidad calculada para el material trabajado fue de un 30%. Para determinar el coeficiente de infiltración de utilizó la ley de Darcy, de modo que se  obtuvo un resultado de  . En donde este coeficiente calculado se comparó con el entregado por la tabla “coeficientes de permeabilidad de los suelos”, en donde el coeficiente de infiltración para arena fina fluctúa entre entre  , de modo que el K calculado está fuera del rango entregado por la tabla, esto es debido a que nuestro material se encontraba contaminado con fino a pesar de haberlo lavado. Con estos resultados y los obtenidos por los compañeros que trabajaron para otros materiales como la arena media y gruesa, se logra realizar un análisis de las características de la arena fina, media y gruesa.[pic 2][pic 3]

Índice

Introducción        

Objetivos        

Alcances        

Metodología        

Presentación de los datos        

Desarrollo y resultados        

Conclusiones y recomendaciones        

Referencias        

Anexo        

Índice de tablas, gráficos e imágenes:

Introducción

En hidrología, se denomina capacidad de infiltración a la velocidad máxima con que el agua penetra en el suelo. La infiltración se define como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie del suelo y llega hasta sus capas inferiores. La capacidad de infiltración depende de muchos factores; un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración mayor que un suelo arcilloso y compactado, como es vuestro caso de arena fina.

Se determinara de forma experimental el coeficiente de infiltración de la Arena fina mediante la ley de Darcy,  para luego comparar con el  valor teórico con el ya calculado y verificar si se encuentra dentro de los parámetros.

Objetivos

Objetivo General

• Determinar de forma experimental la porosidad total de la Arena muy Fina.
• Determinar a partir de la experiencia el Coeficiente de infiltración K de un material poroso determinado. 
• Familiarizarse experimentalmente con las diferentes permeabilidades de los materiales, observando la experiencia propia y la de los compañeros.

Objetivos Específicos

• Comparar el coeficiente de infiltración K obtenido experimentalmente con el coeficiente de infiltración obtenido de tabla.
• Comparar la permeabilidad del material propio con otro utilizado por nuestros compañeros.

Alcances

En el siguiente informe se estudiara la permeabilidad de un tipo de material, en este caso se analizara y calculara el coeficiente de infiltración K de la arena fina y a su vez con los datos obtenidos de otros compañeros se compararan como es que actúa cada material.

Para calcular el coeficiente de permeabilidad se utilizara la ley propuesta por Darcy, de allí se despejara K para obtener su valor a partir de los parámetros de caudal, gradiente hidráulico y área de salida del fluido.

Además de comparar los Coeficientes de infiltración tanto experimental como teórica a partir de tablas.

Metodología

Se comenzó con lavar la arena fina para quitar todo el exceso de fino que estuviese contaminando a la muestra, ya que se intentó antes sin limpiarla y el material no pasaba la malla. Luego se calculó la porosidad de la arena fina. Para esto, en un vaso milimetrado se depositó una pequeña cantidad de arena, donde se midió el volumen en seco. Después de a poco se comienzo a mojar el material, vertiendo el agua, con el fin de saturarlo completamente y así obtener el registro del volumen saturado.  Con estos valores es posible obtener la porosidad de la arena fina.

Posteriormente, se fijó la botella ya cortada boca abajo en una argolla, para luego amarrar la tela de calcetín en la boca de esta, que impide que el material caiga. Luego se llena la botella con arena fina hasta una cierta altura L y se le adiciona una pequeña cantidad de agua hasta que la arena se sature. Finalmente se agregó agua hasta llegar a una altura H y debajo de la botella se posicionó una probeta milimetrada, la que recibirá el goteo del sistema para registrar el tiempo que demoraba en llenar 3 ml de la probeta hasta completar 16 mediciones.

Presentación de los datos

A continuación se presenta los datos obtenidos en el laboratorio de forma experimental en cada uno da las repeticiones que se hicieron.

Determinación de la porosidad:

• La cantidad de material seco fue de 100 ml, lo cual equivale a 100 grs. de Arena muy Final.
• La cantidad de agua agregada para saturar la arena muy fina fue de 30ml.

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Determinación del coeficiente de filtración (K):

• El diámetro interior de la botella por la cual brotaba el fluido es de 0,021 [mts.]
• La altura de arena muy fina H= 0,009[mts.]
• La altura del fluido (agua), la cual tiene que permanecer constante, es de 0.27 [mts.]

Tabla 1: Caudal en función del Tiempo

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