PERMEABILIDAD E INFILTRACIÓN

RESUMEN :

La permeabilidad es cuando un material permite que un flujo lo atraviese sin alterar su estructura interna, pero la permeabilidad de los suelos depende de varios factores como la viscosidad del fluido, distribución del tamaño de los poros, distribución granulométrica, relación de vacios, rugosidad de las partículas minerales y grado de saturación del suelo. En los suelos arcillosos, la estructura juega un papel importante en la permeabilidad. Otros factores mayores que afectan la permeabilidad. Otros factores mayores que afectan la permeabilidad de las arcillas son la concentración iónica y el espesor de las capas de agua adherida a las partículas de arcilla.

Para la determinación en laboratorio de la permeabilidad. Para determinar la permeabilidad se hacen dos pruebas de laboratorio la prueba de carga constante y la prueba de carga variable.

Prueba de carga constante. El suministro de agua de manera que la diferencia de carga entre la entrada y salida permanecen constantes, se recolecta el agua en una probeta graduada durante cierto tiempo y el volumen total de agua se expresa como. Prueba de carga variable. Esto consiste cuando el agua de una bureta fluye a través del suelo donde la diferencia inicial de carga h1 en el tiempo t=0 es registrada y se permite que a través de la muestra de suelo, de manera que La diferencia total de carga en el t=t2 sea h2. El flujo q en cualquier tiempo se expresa.

Prueba de permeabilidad en el campo por bombeo de pozos. Para determinar la dirección del flujo se hacen pozas y se bombea el agua durante la prueba de bombeo también se realizan posas de observación a diferentes distancias donde hacen observaciones continuas del nivel de agua.

Infiltración en las Es el movimiento del agua de la superficie al interior del suelo. El flujo de agua no es uniforme sobre todo el área perpendicular al flujo, se calcula usando graficas llamas redes de flujo basada en la ecuación de Laplace.

Ecuación de LAPLACE Se procede poniendo tablestacas impermeables, el flujo de aguas arribas a aguas abajo, a través del estrato permeable.

Redes de flujo. La ecuación de continuidad en un medio isotrópico representa dos ortogonales de curvas.

Líneas de flujo. Una partícula viaja aguas arriba al lado aguas abajo en medio de suelo permeable

Líneas equipotenciales. Es una línea a lo largo de la cual la carga de potencial es igual en todos los puntos

La combinación de estos dos se llama red de flujo que sirve para completar un grafico.

CONDICIONES PARA DIBUJAR UNA RED DEFLUJO

1: Las superficies aguas arriba y aguas abajo des estrato permeable (líneas ab y de) , son líneas equipotenciales.

2: Como ab y de son líneas equipotenciales, las líneas de flujo las intersecan en ángulos rectos.

3: Las fronteras del estrato impermeable las líneas fg es una línea de flujo y también lo es la superficie de la tabla estaca impermeable o línea acd.

Las líneas equipotenciales intersecan acd y fg, en ángulos rectos.

ASCENCION CAPILAR EN SUELOS. Los vacios continuos en el suelo actúan como montones de tubos capilares con sección transversales variables por lo tanto considerando la propiedad que tienen los líquidos depende de su tensión superficial que le otorga la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar de un radio determinado.

La altura del ascenso del agua en un tubo capilar se obtiene sumando las fuerzas en dirección vertical o la presión en cualquier punto del tubo. La altura del ascenso del agua en un tubo capilar se obtiene sumando las fuerzas en dirección vertical o la presión en cualquier punto del tubo En los suelos los tubos capilares no son uniformes siendo de secciones transversales variables, si se tiene una muestra seca, después de un cierto tiempo el grado de saturación aumenta. Hazen dio la siguiente formula para determinar la altura ascensión capilar

INTRODUCCION

El suelo se usa muchas veces como material de construcción en los proyectos de ingeniería civil y sirve para soportar las cimentaciones estructurales previamente diseñadas, los ingenieros civiles tenemos la obligación de estudiar las propiedades del suelos, tales como, origen distribución granulometría etc. y lo que no mas interesa es el tema que tratamos que es la capacidad de drenar agua, con la ayuda de la tecnología se puede hacer un estudio detallado de la naturaleza y sus propiedades. En el estudio de las propiedades hidráulicas del suelo, la permeabilidad en los suelos juega un papel preponderante en el drenaje del mismo, es por eso que para hacer un diagnostico es necesario medir la permeabilidad en los estratos de un suelo.

Recordar también que la tasa de infiltración, en la ciencia del suelo, es una medida de la tasa a la cual el suelo es capaz de absorber la precipitación o la irrigación. Se mide en pulgadas por hora o milímetros por hora. Las disminuciones de tasa hacen que el suelo se sature.

ANTECEDENTES

Los antecedentes comprenden los hechos ya ocurridos así como la

DESARROLLO DEL TEMA

PERMEABILIDAD

Es aquella cualidad del suelo que permite la circulación de agua y de aire. Ejerce una gran influencia en la penetración de las raíces, grado de absorción de agua, drenaje interno, asi como la infiltración de los llamados solutos (tales como nutrimentos y contaminantes). Dicha característica depende de tanto las propiedades del perfil del suelo.

Los suelos tienen vacios interconectados a través de los cuales el agua puede fluir de puntos de alta energía a puntos de baja energía. El estudio del flujo de agua a través de un suelo como medio poroso es importante en la mecánica de suelos, siendo necesario para estimar la cantidad de infiltración subterránea bajo varias condiciones hidráulicas, para investigar problemas que implican el bombeo de agua para construcciones subterráneas y para el análisis de la estabilidad de las presas de tierra y de estructuras de retención de tierras sometidas a fuerzas de infiltración.

Para determinar la permeabilidad se considera individualmente a cada horizonte o capa de un suelo En un perfil de suelos, la capa de permeabilidad más lenta es la que controla el movimiento de aire y agua. En general la capa de penetración lenta se encuentra en el subsuelo, siendo los mejores indicadores de la permeabilidad la estructura y el color del subsuelo

PERMEABILIDAD LENTA:

En este caso, el movimiento de agua es tan lento que no permite la penetración eficiente del aire. Estos suelos no se adaptan al crecimiento de muchos cultivos, debido a que sufren largos periodos con exceso de agua en épocas de lluvia, y hasta puede suceder que en la época de sequía las plantas sufran como consecuencia de que no almacenaron suficiente humedad para permitir su adecuado crecimiento

Los suelos con permeabilidad lenta se conocen porque tienen un subsuelo de textura fina, muy compactada o roca dura sana. Su color puede ser gris moteado, verdoso o azul, como la serie Méndez, en Nuevo León, Tamaulipas y Veracruz. Los colores varían de acuerdo al grado de permeabilidad del horizonte u horizontes. También es una característica de este subsuelo una arcilla extremadamente pesada, firme y pegajosa. En algunos casos la permeabilidad podría clasificarse como excesivamente lenta

PERMEABILIDAD MODERADA:

Ésta es la condición más favorable para el movimiento del agua y del aire. El suelo y el subsuelo tienen un color brillante, de rojo a negro, uniforme (no aparecen moteados), por lo menos en los primeros 75 centímetros de su perfil. Esta es la condición ideal y se encuentra, según la clasificación por capacidad de uso del suelo, en la primera clase, es decir, en los terrenos considerados más aptos para ser cultivados (por ejemplo: los suelos de aluvión como en San Rafael, La Antigua y Chacaltianguis, en el estado de Veracruz, o los de la planicie costera en el estado de Tabasco). A escala mundial, son famosos los del delta del Nilo, entre otros.

La permeabilidad del suelo se relaciona con su textura y estructura

El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.

Variación de la permeabilidad según la textura del suelo

Por regla general, como se muestra a continuación, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad:

Arenosos 5.0 cm/HR

Franco arenosos 2.5 cm/HR

Franco 1.3 cm/HR

Franco arcillosos 0.8 cm/HR

Arcilloso limosos 0.25 cm/HR

Arcilloso 0.05 cm/HR

Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo

La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:

Tipo de estructura Permeabilidad

Laminar - Gran traslapo De

muy lenta

a

muy rápida

- Ligero traslapo

En bloque

Prismática

Granular

Capacidad de Infiltración

Es una propiedad hidrofísica muy importante del suelo y representa un fenómeno complejo mediante el cual se puede explicar tanto el ingreso

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