El documento describe los conceptos fundamentales relacionados con el agua en el suelo, incluyendo la tensión superficial, la capilaridad y la contracción y expansión de las arcillas. La tensión superficial causa que el agua ascienda a través de tubos capilares pequeños y da forma esférica a las gotas de agua. La capilaridad depende de las fuerzas de adherencia y cohesión entre moléculas. Las arcillas absorben y liberan agua, lo que causa que su volumen y diámetro cambien.
3. EL AGUA AL SUELO
Fuente: website, ABC GEOTECHNICAL CONSULTING
4. FENÓMENO CAPILAR Y PROCESO
DE CONTRACCIÓN
TENSIÓN SUPERFICIAL: Es la propiedad de un líquido en la interface “líquido – gas”, por la
cual las moléculas de la superficie soportan fuerzas de tensión. La tensión superficial
explica el fenómeno de ascensión de un líquido en tubos capilares. Se expresa en dina/cm
o erg/cm2, la tensión superficial se expresa con t y se define como la fuerza en newtons
por milímetro de longitud de superficie, que el agua es capaz de soportar. Ref, ABC
GEOTECHNICAL CONSULTING.
𝑇 =
ⅆ𝑤
ⅆ𝐴
5. El valor de la tensión es de 73 dinas/cm 0,074 gf/cm siendo gf,
gramos-fuerza. este coeficiente se mide en unidades de trabajo (w) o
energía entre unidades de área a y representa la fuerza por unidad de
longitud en cualquier línea sobre la superficie. t es entonces, el trabajo
w necesario para aumentar el área a de una superficie líquida.
La tensión superficial también juega un papel importante en
fenómenos como la capilaridad, es decir, la capacidad de un líquido
para ascender en contra de la gravedad a través de un tubo estrecho.
Ref, JUAREZ-BADILLO pág. 166
6. Como Funciona?
En un líquido, las moléculas en el interior están rodeadas y atraídas en todas las
direcciones por otras moléculas adyacentes. sin embargo, en la superficie del líquido,
las moléculas solo están rodeadas y atraídas hacia el interior y hacia los lados, lo que
crea una fuerza neta hacia el interior.
Debido a la tensión superficial, las gotas de líquido tienden a tener una forma
esférica, ya que esta forma minimiza la superficie expuesta al entorno.
Como se mide?
La tensión superficial se puede medir utilizando distintos métodos, como el uso de un
tensiómetro, que mide la fuerza necesaria para estirar o romper una película líquida.
Ref, ENERGÍA NUCLEAR, website
7. Capilaridad: fenómeno debido a la tensión superficial, en virtud del cual
un líquido asciende por tubos de pequeño diámetro o por entre
láminas muy próximas. pero no siempre ocurre así debido a que la
atracción entre moléculas iguales (cohesión) y moléculas diferentes
(adhesión) son fuerzas que dependen de las sustancias (figura 6.1).
Fuente: website, GEOMECANICA DE SUELOS, Cap. 6
8. Así, el menisco será cóncavo, plano o convexo dependiendo de la
acción combinada de las fuerzas de adherencia (a) y de cohesión (c),
que definen el ángulo α de contacto en la vecindad, y de gravedad.
Fuente: JUAREZ-BADILLO, MECANICA DE SUELOS, pg. 170
10. CONTRACCIÓN Y EXPANSIÓN DE LAS ARCILLAS:
En los suelos arcillosos pueden ver alterados su volumen y su
parámetro de cohesión así: consideremos un tubo horizontal.
11. CONTRACCIÓN Y EXPANSIÓN DE LAS ARCILLAS:
Cuando el tubo elástico pierde agua, pierde longitud; L1>L2>L3 en
consecuencia pierde diámetro, R1>R2>R3; de esta manera α1> α2> α3, lo que
significa que el menisco tiende a desarrollarse mejor y el ángulo tiende a cero(α
12. CONTRACCIÓN Y EXPANSIÓN DE LAS ARCILLAS:
Fuente: JUAREZ-BADILLO, MECANICA DE SUELOS, pg. 170
15. Dinámica de Fluidos: La dinámica de fluidos estudia los fluidos en
movimiento.
Aunque cada gota de fluido cumple con las leyes del movimiento de
Newton las ecuaciones que describen el movimiento del fluido pueden
ser extremadamente complejas. En muchos casos prácticos, sin
embargo el comportamiento del fluido se puede representar por
modelos ideales sencillos que permiten un análisis detallado.
PROPIEDADES HIDRAULICAS DEL SUELO
Fuente: Website, Dinámica de fluidos, google.
16. Flujo laminar y/o Turbulento:
Se llama flujo laminar al tipo de movimiento de un fluido cuando éste es
perfectamente ordenado, estratificado, suave, de manera que el fluido se
mueve en láminas paralelas sin entremezclarse.
Se llama flujo turbulento cuando se hace más irregular, caótico e
impredecible, las partículas se mueven desordenadamente y las trayectorias
de las partículas se encuentran formando pequeños remolinos aperiódicos.
PROPIEDADES HIDRAULICAS DEL SUELO
Fuente: Website, Dinámica de fluidos, google.
