Concepción se consolidó sobre un valle fluvial entre el Biobío y el Andalién, y bajo su trazado urbano persisten las terrazas de arenas aluviales y los afloramientos del basamento metamórfico. La expansión hacia el cerro La Pólvora y los barrios de la ribera norte obliga a perforar macizos fracturados donde la conductividad hidráulica define todo: desde la estabilidad del frente de excavación hasta el riesgo de sifonamiento. La permeabilidad en campo mediante ensayos Lefranc y Lugeon mide ese parámetro donde los modelos de gabinete fallan.
El procedimiento registra el caudal de agua inyectado o extraído en un tramo aislado de la perforación, entregando un valor de conductividad que alimenta el diseño de drenajes, pantallas impermeables y redes de alivio freático. En la zona de la Diagonal Biobío, con napas colgadas a menos de cuatro metros, un valor de permeabilidad mal estimado subestima los caudales de agotamiento y retrasa la obra meses. Cuando el sustrato corresponde a roca meteorizada del Paleozoico, el ensayo Lugeon revela la apertura real de las diaclasas, información que complementamos con sondaje SPT en los suelos de cobertura y que es indispensable antes de abordar cualquier excavación profunda.
En el macizo fracturado de los cerros de Concepción, un Lugeon bien interpretado distingue la roca competente de la zona de lavado hidráulico que compromete la cimentación.
Metodología y alcance
La norma NCh1508:2014, que regula los estudios geotécnicos, exige caracterizar el régimen hidrogeológico cuando la cota de fundación intersecta el nivel freático o cuando se proyectan estructuras de contención de aguas subterráneas. En Concepción esa condición se cumple en casi todo el cuadrante norponiente: basta con excavar tres metros en el sector de Collao para encontrar un flujo subsuperficial que migra hacia el humedal Los Batros.
El ensayo Lefranc se ejecuta dentro de un sondeo revestido, inyectando o bombeando un caudal medido en un tramo filtrante de longitud conocida; la interpretación clásica con la fórmula de Hvorslev convierte la tasa de flujo estabilizada en un coeficiente de permeabilidad puntual. El ensayo Lugeon, específico para roca, aplica cinco escalones de presión creciente y decreciente, y el índice Lugeon resultante clasifica la fracturación del macizo. La respuesta histerética entre carga y descarga indica si las discontinuidades se lavan, se colmatan o permanecen elásticas. En el cordón de cerros isla que cruza la ciudad —Chepe, Caracol, La Pólvora— el macizo carbonífero presenta permeabilidades equivalentes de 10⁻⁵ a 10⁻⁷ m/s, valores que exigen un sistema de drenaje calibrado con precisión para evitar el colapso de taludes durante los siete meses de lluvia que registra la región cada año.
Consultas frecuentes
¿Cuándo se exige un ensayo Lefranc en Concepción y no basta con una estimación granulométrica?
La normativa NCh1508 exige medición directa de permeabilidad cuando la cota de fundación queda por debajo del nivel freático o cuando el proyecto contempla excavaciones bajo régimen de agotamiento. En Concepción, con napas colgadas a menos de 5 metros en gran parte del valle, la estimación indirecta de Hazen o Kozeny-Carman no captura la heterogeneidad de lentes de arena y grava. El Lefranc mide la permeabilidad in situ en el mismo horizonte que se va a drenar.
¿Qué diferencia al ensayo Lugeon de un simple ensayo de absorción en roca?
El Lugeon aplica cinco escalones de presión —creciente y luego decreciente— y mide el caudal inyectado en cada uno. Esa trayectoria de carga-descarga revela si las fracturas se abren, se lavan o se colmatan durante el ensayo. Un ensayo de absorción a presión única no distingue esos comportamientos y puede sobrestimar o subestimar la permeabilidad real del macizo en un orden de magnitud.
¿Qué profundidad mínima necesita un sondeo para realizar el ensayo Lefranc?
El tramo ensayado debe ubicarse al menos 1 metro por debajo del fondo de la entubación para garantizar sello hidráulico. En la práctica, con un revestimiento de 3 metros, el ensayo se ejecuta a partir de los 4 metros de profundidad. En Concepción, donde el basamento rocoso aparece a veces a 8 o 10 metros en los cerros isla, se programa el Lefranc en el suelo residual y el Lugeon en la roca subyacente dentro de la misma perforación.
¿Cuánto cuesta un ensayo de permeabilidad Lefranc o Lugeon en la región del Biobío?
El costo de un ensayo de permeabilidad en campo en Concepción varía entre $336.000 y $440.000 por tramo ensayado, incluyendo la movilización del equipo de inyección, el obturador neumático y el informe con la curva presión-caudal. El valor final depende de la accesibilidad del sondaje, la profundidad del tramo y la cantidad de escalones de presión requeridos.
