2. Del total de agua dulce que hay en la tierra, el 80%
esta convertida en hielo.
Bajo forma liquida, el 1% , se considera superficial y
de ella, en los suelos habría entre un 20 y un 40%
utilizables para las plantas
Clasificación del agua presente en suelos
Se clasifica en la siguiente categoría
Agua absorbida: es el agua ligada a las partículas del
suelo por fuerzas de origen eléctrico, no se mueven
en el interior de la masa porosa y por lo tanto no
participa del flujo.
3. Agua capilar: es aquella que se encuentra sobre el nivel
freático en comunicación continua con el nivel freático.
Su flujo presenta una gran importancia en algunas
cuestiones de mecánica de suelos, tales como el
humedecimiento de un pavimento por flujo
ascendente y otras análogas. Sin embargo, en la
mayoría de los problemas de filtración de agua, el
efecto de flujo en la zona capilar es pequeña y suele
despreciarse en atención a las complicaciones que
platearía al ser tomada en cuenta teóricamente su
influencia.
4. Se define como el nivel freático al lugar
geométrico de puntos del suelo en los
que la presión en los que la presión del
agua es igual a la atmosférica.
Corresponde además al lugar
geométrico de los niveles que alcanza
la superficie del agua en los pozos de
observación en comunicación libre con
los huecos del suelo. Por debajo del
nivel freático las presiones neutras son
positivas.
Nivel freático
5. Ley de Darcy y el coeficiente de permeabilidad
El flujo de agua de medios porosos esta gobernado por
una ley descubierta experimentalmente por darcy en
1856. Quien investigo las características a través as de l
flujo de agua a través de filtros de material térreo.
Utilizando determinados dispositivos de diseño. Darcy
encontró que para velocidades suficientemente
pequeñas el gasto o caudal Q es
6.
7. Los estudios de Darcy también utilizan un valor de velocidad
v, dicha velocidad es la velocidad de descarga que se define
como la cantidad de agua que circula en la unidad de tiempo
a través de una superficie unitaria perpendicular a las líneas
de filtración.
En arenas firmes saturadas y en otros suelos de granos finos
también saturados, donde la circulación del agua no afecta la
estructura del material, la velocidad v, puede ser
determinada por:
COEFICIENTE DE PERMEABILIDAD
8. La viscosidad del agua disminuye con la temperatura, k es
constante para un material permeable dado, con porosidad
dada y además es independiente de las propiedades físicas del
liquido que filtra por el material si se reemplaza el valor de ip
por su equivalente 𝛾 𝑤 se tiene:
La mayoría de los problemas que enfrenta la ingeniería civil,
tratan filtraciones de agua a poca profundidad, con muy poca
variación de la temperatura del líquido, de modo que 𝛾 𝑤 es
prácticamente constante.
9. Como además, dentro de ese rango de temperaturas ŋ varía
entre límites poco extensos, es costumbre expresar la ecuación
anterior como:
k es el coeficiente de permeabilidad, que se expresa como una
función de constante de permeabilidad del material, la viscosidad
y el peso específico del fluido circulante.
Planteado así el valor de k, expresado en cm/s puede ser
considerado como la velocidad del agua a través de un suelo
cuando está sujeta a un gradiente hidráulico unitario.
k: coeficiente de permeabilidad
10. El coeficiente de permeabilidad es función, entre otras cosas
de la viscosidad del agua, que es función a su vez de la
temperatura (normalmente se establece la permeabilidad
para 20 0C; del tamaño y continuidad de los poros; y de la
presencia de grietas y discontinuidades.
Clasificación de los suelos según su coeficiente de
permeabilidad
Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)
Elevada Superior a 10 -1
Media 10 -1 a 10 -3
Baja 10 -3 a 10 -5
Muy baja 10 -5 a 10 -7
Prácticamente impermeable Menor de 10 -7
11. En la tabla siguiente se dan algunos valores orientativos.
Tipo de formación o suelo Valor de k (cm/s)
Depósitos fluviales -
Ródano, en Genissiat Hasta 0.40
Pequeños ríos de los Alpes orientales 0.02 - 0.16
río Missouri 0.02 - 0.20
río Misisipi 0.02 - 0.12
Depósitos glaciares -
Llanura de aluvión 0.05 - 2.00
Esker, Westfield, Mass. 0.01 - 0.13
Delta, Chicopee, Mass. 0.0001 - 0.015
Till morrénico Menor de 0.0001
Depósitos eólicos -
Arena de médano 0.1 - 0.3
Loes1 (+ ó -) 0.001
Tierra loésicas (+ ó -) 0.0001
Depósitos lacustres y marinos (no costeros) -
Arena muy fina uniforme (Ua = 5 - 2)2 0.0001 - 0.0064
"Hígado de Toro"3 0.0001 - 0.0050
"Hígado de Toro"4 0.00001 - 0.0001
Arcilla Menor de 0.0000001
12. Influencia en la estratificación de suelos
Estratificación:
La estratificación es la propiedad que tienen las rocas sedimentarias de
disponerse en capas o estratos, uno sobre otros en una secuencia
vertical. Un estrato es un cuerpo tabular de roca sedimentaria, de
composición esencialmente homogénea, limitado por sus superficies
planas denominados planos de estratificación, que representan
cambios en las condiciones de sedimentación. Se denominan techo y
base del estrato al plano de estratificación superior e inferior
respectivamente, existen dos tipos de gradientes que causan la
estratificación: los físicos, producidos por la temperatura; y los
químicos, producidos por la diferente composición química de las
aguas superficiales y profundas.
13. La formación del gradiente
térmico de la densidad es el caso
más frecuente de la
estratificación. Es debida
generalmente al calentamiento
diferencial de las capas
superficiales con respecto a las
profundas. En los lagos ubicados
en zonas templadas y cálidas, las
capas superficiales durante el
verano están más calientes que
las capas frías, formándose la
estratificación.
En los lagos situados en latitudes frías, la estratificación tiene lugar
durante el invierno, en que se hiela las capas superficiales, mientras que
las profundas están más calientes; el periodo de mezcla es durante el
verano.
14. Coeficiente de permeabilidad en masas estratificadas
Los depósitos de suelos transportados consisten
generalmente en capas con diferentes permeabilidades. Para
determinar el coeficiente k medio, de tales depósitos, se
obtiene muestras representativas de cada capa y se ensayan
independientemente. Una vez conocidos los valores de k
correspondientes a cada estrato individual, el promedio para
el deposito puede ser calculado.
ki: viene a ser el coeficiente de permeabilidad promedio para
la filtración de agua en sentido paralelo a los planos de
estratificación.
15. Se considera que:
La carga hidráulica es constante para todos los estratos, y la longitud del recorrido es
L.
16. Suelos aluviales
Son suelos de origen fluvial, poco evolucionados aunque profundos.
Aparecen en las vegas de los principales ríos. Se incluyen dentro de los
fluvisoles, calcáreos y eútricos, así como antosoles áricos y cumúlicos, si la
superficie presenta elevación por aporte antrópico, o bien si han sido
sometidos a cultivo profundo.
El suelo aluvial es rico en nutrientes y puede contener metales pesados Las
partículas de suelo suspendidas son demasiado pesadas para que las lleve la
corriente decreciente y son depositadas en el lecho del río. Las partículas más
finas son depositadas en la boca del río, formando un delta. Los suelos
aluviales varían en contenido mineral y en las características específicas del
suelo en función de la región y del maquillaje geológico de la zona.
17. Clasificación de los suelos aluviales
Se ha realizado una clasificación de todos los tipos de suelos aluviales
atendiendo, en primera instancia, al grado o intensidad de hidromorfía que
presentan. Nos encontramos así con los siguientes:
Suelos aluviales caracterizados por su débil evolución hidromorfa:
A) suelos aluviales poco humíferos, entre los que nos encontramos con
los suelos aluviales grises, en sus variedades caliza y ácida y los suelos aluviales
empardecidos, característicos de aquellos ámbitos influenciados por
condiciones climáticas templadas.
B) suelos aluviales humíferos, entre los que destacan los suelos aluviales
rendisínicos y los chernosémicos.
18. A) suelos hidromorfos con gley y con poco contenido en humus, la presencia
de gley, es el elemento determinante para la evolución de este tipo de suelos
cuyo contenido en humus es verdaderamente escaso.
B) suelos hidromorfos con humus turba , son los suelos aluviales que ya han
alcanzado unas características tuberiformes tales que el grado de aireación ha
ido disminuyendo. Esta disminución de la aireación en el interior del perfil viene
originada por una reducción del contenido en oxígeno como consecuencia de
la enorme acumulación de materia orgánica que tiende a descomponerse de
forma progresiva. Este fenómeno hace también que se reduzca la propia
fertilidad de dicho suelo
La vegetación en estos dominios de llanuras de inundación es muy abundante
como consecuencia de las condiciones de abundante materia orgánica y de
humedad existentes. Dominan así los chopos, los sauces, los álamos, etc.;
conformándose de esta manera la propiamente denominada vegetación de
ribera.
Suelos aluviales hidromorfos:
