Varios factores afectan la permeabilidad de los suelos, desde el tamaño de las partículas, las impurezas en el agua, la proporción de huecos , el grado de saturación y el agua adsorbida , hasta el aire atrapado y el material orgánico.
Fondo
La aireación del suelo mantiene los niveles de oxígeno en la zona de las raíces de las plantas , necesaria para la respiración microbiana y de las raíces, e importante para el crecimiento de las plantas . Además, los niveles de oxígeno regulan la temperatura del suelo y juegan un papel en algunos procesos químicos que apoyan la oxidación de elementos como Mn 2+ y Fe 2+ que pueden ser tóxicos. [1]
Composición
Existe una gran variabilidad en la composición del aire del suelo ya que las plantas consumen gases y los procesos microbianos liberan otros. El aire del suelo es relativamente húmedo en comparación con el aire atmosférico, y las concentraciones de CO 2 tienden a ser más altas, mientras que las de O 2 suelen ser bastante más bajas. Los niveles de O 2 son más altos en suelos bien aireados, que también tienen niveles más altos de CH 4 y N 2 O que el aire atmosférico. [1]
Tamaño de partícula
Allen Hazen estudió que el coeficiente de permeabilidad (k) de un suelo es directamente proporcional al cuadrado del tamaño de partícula (D). Por tanto, la permeabilidad del suelo de grano grueso es muy grande en comparación con la del suelo de grano fino. La permeabilidad de la arena gruesa puede ser más de un millón de veces mayor que la de la arcilla.
Impurezas en el suelo
La presencia de impurezas de partículas finas en un suelo puede disminuir su permeabilidad al obstruir progresivamente su porosidad.
Proporción de vacíos (e)
El coeficiente de permeabilidad varía con la relación de huecos como e / sup> / (1 + e). Para un suelo dado, cuanto mayor sea la relación de vacíos, mayor será el valor del coeficiente de permeabilidad. Aquí 'e' es la proporción de vacíos.
Con base en otros conceptos se ha establecido que la permeabilidad de un suelo varía como e 2 o e 2 / (1 + e). Cualquiera que sea la relación exacta, todos los suelos tienen una gráfica de e versus log k como una línea recta. [2]
Grado de saturación
Si el suelo no está completamente saturado, contiene bolsas de aire. La permeabilidad se reduce debido a la presencia de aire que provoca un bloqueo en el paso del agua. [3] En consecuencia, la permeabilidad de un suelo parcialmente saturado es considerablemente menor que la de un suelo totalmente saturado. De hecho, la Ley de Darcy no es estrictamente aplicable a tales suelos.
Agua absorbida
Los suelos de grano fino tienen una capa de agua adsorbida fuertemente adherida a su superficie. Esta capa adsorbida no puede moverse libremente bajo la gravedad. Provoca una obstrucción al flujo de agua en los poros y, por lo tanto, reduce la permeabilidad de los suelos. Según Casagrande , puede tomarse como la relación de vacíos ocupados por el agua absorbida y la permeabilidad puede asumirse aproximadamente como proporcional al cuadrado de la relación de vacíos netos de (e - 0,1) [4]
Aire atrapado y materia orgánica
El aire atrapado en el suelo y la materia orgánica bloquean el paso del agua a través del suelo, por lo que la permeabilidad disminuye considerablemente. En las pruebas de permeabilidad, la muestra de suelo utilizada debe estar completamente saturada para evitar errores. [5]
Ver también
Referencias
- ^ a b Enciclopedia de la ciencia del suelo
- ^ Arora, KR Ingeniería de cimientos y mecánica de suelos .
- ^ Li, S (2018). "Dinámica de zonas saturadas atrapadas viscosas en medios porosos parcialmente mojados". Transporte en medios porosos . 125 (2): 193–210. arXiv : 1802.07387 . doi : 10.1007 / s11242-018-1113-3 . S2CID 53323967 .
- ^ Sitharam, TG (2008). Ingeniería geotécnica . Publicaciones de S. Chand. pag. 89. ISBN 978-8121924573. Consultado el 14 de agosto de 2019 a través de GoogleBooks.
- ^ "Científicos de la ingeniería civil" . Consultado el 11 de noviembre de 2014 .