Permeabilidad en Campo (Lefranc/Lugeon) en Concepción: Ensayos en Suelos y Roca

La geografía de Concepción, emplazada entre el río Biobío y el océano Pacífico, genera un entorno donde el agua subterránea define el éxito o fracaso de cualquier obra civil. Los depósitos fluviales y las terrazas costeras de la ciudad presentan una hidrogeología compleja que no se revela con simples ensayos de laboratorio. Por eso, cuando se proyectan excavaciones profundas o cimentaciones bajo el nivel freático en sectores como Pedro de Valdivia, recurrimos a los ensayos de permeabilidad en campo Lefranc y Lugeon. Estos métodos permiten cuantificar la conductividad hidráulica directamente en el terreno, un dato indispensable para diseñar sistemas de drenaje eficaces. Complementar estos resultados con un ensayo CPT ayuda a correlacionar la estratigrafía con el comportamiento del agua en las arenas limosas típicas del sector Collao.

La conductividad hidráulica medida in situ en Concepción puede variar hasta tres órdenes de magnitud entre las arenas fluviales y los limos de la terraza, un contraste que define el sistema de drenaje.

Metodología y alcance

Las condiciones del subsuelo en Concepción varían drásticamente en pocos kilómetros. Mientras que en el Barrio Norte predominan los suelos finos de baja permeabilidad, en las cercanías del Parque Ecuador afloran formaciones rocosas con un alto grado de fracturamiento, donde el ensayo Lugeon se convierte en la herramienta principal para mapear flujos preferenciales. Una de las situaciones más recurrentes que encontramos es la subestimación de las presiones intersticiales en las laderas de los cerros, un factor que suele requerir un análisis de estabilidad de taludes para prevenir deslizamientos durante el invierno. La correcta ejecución del ensayo Lefranc implica estabilizar el tramo de prueba y saturar el terreno para evitar lecturas erróneas por aire ocluido, un procedimiento que seguimos bajo los lineamientos de la normativa chilena vigente. En nuestra experiencia, cuando los resultados de permeabilidad se integran con una prospección mediante calicatas en las terrazas más accesibles, se logra un modelo geotécnico mucho más robusto y representativo del comportamiento estacional del agua subterránea.

Consideraciones locales

Un error típico que observamos en la zona es asumir que el macizo rocoso de los cerros de Concepción es impermeable porque la matriz de la lutita es fina. Ignorar el flujo a través de las discontinuidades lleva a diseñar excavaciones sin el sostenimiento ni el drenaje adecuados, resultando en inestabilidad de las paredes durante los meses de lluvia intensa. Realizar únicamente ensayos de laboratorio sobre testigos de roca intacta sin complementar con pruebas de permeabilidad de campo Lugeon es una omisión que puede comprometer la seguridad de una obra subterránea. La presencia de napas colgadas en las terrazas altas, alimentadas por la alta pluviometría local que supera los 1100 mm anuales, exige un control riguroso de las presiones de poros antes de iniciar cualquier excavación mayor a dos metros de profundidad, especialmente si se planea utilizar sistemas de anclajes activos que requieren un bulbo de inyección estable.

Parámetros técnicos

Parámetro	Valor típico
Método de Ensayo	Lefranc (Carga Variable/Constante)
Normativa Técnica	NCh 1508, ISO 22282-2:2012
Rango de Medición en Suelos	10⁻⁷ m/s a 10⁻⁴ m/s
Ensayo en Roca	Lugeon (Presión Constante)
Unidad Lugeon	1 Lugeon ≈ 1 l/min/m a 1 MPa
Longitud de Tramo de Prueba	0.5 m a 5.0 m según litología
Diámetro de Sondeo	HQ (63.5 mm) o NQ (47.6 mm) en roca

Servicios técnicos asociados

Ensayo Lefranc en Suelos

Método de carga variable o constante ejecutado en sondeos para medir la permeabilidad en suelos granulares y limosos. Ideal para determinar la necesidad de agotamiento de napas durante la construcción de zapatas y losas en zonas bajas de Concepción.

Ensayo Lugeon en Macizo Rocoso

Prueba a presión en tramos aislados de sondeos rotativos para evaluar la fracturación y conductividad hidráulica de la roca. Aplicado frecuentemente en los cerros de la ciudad, donde la roca sedimentaria de la Formación Quiriquina presenta permeabilidad secundaria.

Caracterización de Acuíferos

Mediante ensayos de bombeo escalonados y medición de niveles piezométricos, definimos las propiedades hidrodinámicas del subsuelo, información clave para cumplir con los estudios de impacto ambiental en proyectos de la zona industrial de Talcahuano.

Monitoreo de Niveles Freáticos

Instalación de piezómetros Casagrande y monitoreo continuo de las oscilaciones del nivel freático durante un ciclo hidrológico completo, esencial para validar modelos de infiltración en grandes superficies de pavimento rígido o flexible.

Normativa aplicable

NCh 1508:2014 Geotecnia – Ensayo de permeabilidad Lefranc, ISO 22282-2:2012 Geotechnical investigation — Geohydraulic testing — Part 2: Water permeability tests in a borehole using open systems, ASTM D4630-19 Standard Test Method for Determining Transmissivity and Storage Coefficient of Low-Permeability Rocks by In Situ Measurements Using the Constant Head Injection Test, Manual de Carreteras de Chile, Volumen 3, Capítulo 3.700

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la diferencia entre el ensayo Lefranc y el Lugeon?

El ensayo Lefranc se aplica en suelos granulares o cohesivos para medir la permeabilidad en un tramo no revestido del sondeo, generalmente con agua a baja presión. El ensayo Lugeon está diseñado para macizos rocosos fracturados, inyectando agua a presión constante en tramos aislados para evaluar la permeabilidad secundaria de las discontinuidades.

¿En qué sectores de Concepción es más crítico un estudio de permeabilidad?

Es especialmente crítico en sectores cercanos al río Biobío como Pedro de Valdivia, donde el nivel freático es somero y los suelos aluviales son muy permeables. También en los cerros como Nonguén, donde la roca fracturada puede canalizar flujos de agua que desestabilizan taludes y requieren un control hidráulico preciso durante las excavaciones.

¿Cuánto cuesta un ensayo de permeabilidad en campo?

El costo de un ensayo de permeabilidad tipo Lefranc o Lugeon en Concepción varía según la profundidad, la cantidad de tramos a ensayar y la logística del equipo de perforación. En términos generales, el rango de inversión para un programa básico se sitúa entre $336.000 y $440.000, ajustándose a las condiciones específicas del terreno.

¿Qué normativa chilena regula estos ensayos?

La normativa principal que rige los ensayos de permeabilidad en campo en Chile es la NCh 1508:2014, la cual establece los procedimientos para el ensayo Lefranc. Para ensayos en roca bajo presión, se suelen seguir las recomendaciones de la ISO 22282-2:2012 y los criterios de Houlsby para la interpretación del ensayo Lugeon.