¿Qué es la conductividad hidráulica?
La conductividad hidráulica (K) mide la facilidad con la que el agua se desplaza a través de un medio poroso como el suelo, la arena, la grava o la roca fracturada. Es un parámetro fundamental en la hidrología de aguas subterráneas, la ingeniería geotécnica y la evaluación ambiental de emplazamientos. Un valor de K alto (por ejemplo, en grava limpia) permite que el agua circule libremente; un valor bajo (como en la arcilla) dificulta el flujo. Esta calculadora obtiene K a partir de un ensayo en permeámetro de carga constante aplicando la ley de Darcy.
La fórmula
Según la ley de Darcy, la conductividad hidráulica se expresa como:
$$K = \frac{\text{Q} \cdot \text{L}}{\text{A} \cdot \Delta h}$$
donde Q es el caudal volumétrico (m³/s), L es la longitud de la muestra de suelo a lo largo de la trayectoria del flujo (m), A es el área de la sección transversal perpendicular al flujo (m²) y Δh es la diferencia de carga (la pérdida de carga hidráulica) a lo largo de la muestra (m). El resultado K tiene unidades de velocidad (m/s).
Cómo utilizarla
Introduce el caudal medido, la longitud de la muestra, el área de su sección transversal y la diferencia de carga entre la entrada y la salida. La calculadora devuelve K en m/s y la convierte a m/día para mayor comodidad. Asegúrate de que todos los datos estén expresados en unidades del SI coherentes entre sí.
Ejemplo resuelto
Supongamos que \(Q = 0{,}0001\) m³/s, \(L = 0{,}5\) m, \(A = 0{,}01\) m² y \(\Delta h = 1{,}0\) m. Entonces $$K = \frac{0{,}0001 \times 0{,}5}{0{,}01 \times 1{,}0} = \frac{0{,}00005}{0{,}01} = 0{,}005 \ \text{m/s}.$$ Al multiplicar por los 86.400 segundos que tiene un día se obtienen 432 m/día, un valor típico de una arena gruesa.
Preguntas frecuentes
¿Qué unidades debo usar? Utiliza unidades del SI en todo el cálculo: m³/s para el caudal y metros para la longitud, el área y la carga. Así, K queda expresada en m/s.
¿Cuál es un valor típico de K? Grava: \(10^{-2}\)–\(1\) m/s; arena: \(10^{-5}\)–\(10^{-2}\); limo: \(10^{-9}\)–\(10^{-5}\); arcilla: por debajo de \(10^{-9}\) m/s.
¿Es lo mismo que la permeabilidad? No. La permeabilidad intrínseca depende únicamente del medio, mientras que la conductividad hidráulica depende también de la densidad y la viscosidad del fluido (es decir, de las propiedades del agua).
