Calculadora de conductividad hidráulica

Aplica la ley de Darcy para estimar la facilidad con la que el agua atraviesa suelos, sedimentos o rocas.

Conductividad según la ley de Darcy
Introduce caudal, área, diferencia de carga y longitud de flujo en unidades SI.

Acerca de la conductividad hidráulica

La conductividad hidráulica mide la facilidad con la que un fluido circula por poros o fracturas conectados bajo un gradiente hidráulico. Tiene dimensiones de velocidad y suele expresarse en metros por segundo, centímetros por segundo o metros por día. Los valores altos se asocian con materiales como grava limpia o roca muy fracturada, mientras que las arcillas y las rocas intactas de baja porosidad suelen presentar valores mucho menores. Es fundamental en análisis de aguas subterráneas, drenaje, filtraciones, filtración y geotecnia. Esta calculadora despeja la ley de Darcy para un ensayo unidimensional en régimen estacionario. El caudal equivale al producto de la conductividad hidráulica, el área transversal y el gradiente hidráulico. El gradiente es la diferencia de carga dividida entre la longitud del recorrido. Al despejar la conductividad, se obtiene caudal por longitud dividido entre área por diferencia de carga. Introducir metros cúbicos por segundo, metros cuadrados y metros produce una conductividad en metros por segundo. La herramienta también convierte el resultado a centímetros por segundo y metros por día. La conductividad hidráulica no es una propiedad exclusiva del sólido. Depende tanto de la permeabilidad intrínseca del medio poroso como de la densidad y la viscosidad dinámica del fluido. Por ello, la temperatura del agua afecta a la medición y los resultados de laboratorio pueden normalizarse a una temperatura de referencia. La granulometría, la conectividad de los poros, la compactación, la saturación, la estructura del suelo, las fracturas, la estratificación y la dirección del flujo pueden causar grandes diferencias. Las formaciones naturales suelen ser heterogéneas y anisótropas, por lo que un solo ensayo puede no representar todo el sitio. La ley de Darcy supone flujo laminar en un medio saturado representativo, un gradiente bien definido y condiciones razonablemente estables. Gradientes muy altos en medios gruesos pueden generar efectos inerciales no darcianos. Los suelos no saturados requieren una conductividad dependiente de la humedad, y los sistemas fracturados pueden necesitar modelos de fracturas discretas o de continuo equivalente. Comprueba que el caudal medido atraviese el área indicada y que la pérdida de carga corresponda a la longitud de muestra indicada. Usa el resultado para revisar cálculos de ensayos de carga constante o de campo, comparar muestras y estimar caudales preliminares. Un diseño fiable exige muestreo adecuado, equipos calibrados, control de temperatura, mediciones repetidas, análisis de incertidumbre y un método de ensayo acorde con el rango esperado de conductividad. Los modelos de aguas subterráneas a escala de sitio también requieren condiciones de contorno, propiedades de almacenamiento, estratigrafía, recarga y parámetros distribuidos espacialmente. La conductividad puede abarcar muchos órdenes de magnitud: presenta suficientes cifras significativas para las mediciones, sin sugerir una precisión irreal.

Ejemplos de conductividad hidráulica

Valores del ensayo de DarcyConductividadInterpretación
Q 0.001 m³/s, A 0.5 m², carga 1 m, longitud 2 m0.004 m/s o 345.6 m/dayMedio muy permeable
Q 0.0002 m³/s, A 1.2 m², carga 2 m, longitud 5 m0.000417 m/s o 36 m/dayMuestra moderadamente permeable
Q 0.00001 m³/s, A 0.2 m², carga 0.5 m, longitud 1 m0.0001 m/s o 8.64 m/dayEnsayo con menor caudal

Cómo calcular la conductividad hidráulica

  1. Introduce el caudal volumétrico estacionario que atraviesa el medio en metros cúbicos por segundo.
  2. Introduce el área transversal perpendicular al flujo y la diferencia de carga hidráulica medida.
  3. Introduce la longitud del recorrido o de la muestra en la que se midió la diferencia de carga.
  4. Selecciona Calcular conductividad y revisa el resultado en tres unidades habituales.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre conductividad y permeabilidad?

La permeabilidad intrínseca describe la estructura de poros sin depender del fluido. La conductividad hidráulica también depende de la densidad y la viscosidad del fluido, por lo que cambia con el fluido y la temperatura.

¿Qué es la diferencia de carga hidráulica?

Es la diferencia de carga hidráulica total entre dos puntos de medición. En problemas de aguas subterráneas, la carga total incluye las contribuciones de elevación y presión.

¿Puede variar la conductividad hidráulica según la dirección?

Sí, los depósitos estratificados y las rocas fracturadas suelen ser anisótropos. La conductividad horizontal puede diferir mucho de la vertical en una misma formación.

¿Siempre se aplica la ley de Darcy?

Se aplica bien a muchos flujos laminares en medios porosos saturados. Los flujos muy rápidos, las condiciones no saturadas o las fracturas discretas pueden requerir relaciones más especializadas.

¿Por qué importa la temperatura?

La viscosidad del agua disminuye al aumentar la temperatura, facilitando el paso por la misma estructura de poros. Por ello, las normas de ensayo pueden corregir la conductividad medida a una temperatura de referencia.