Agua en los suelos

CAPÍTULO 3: EL AGUA EN LOS SUELOS

3.1 FORMAS EN QUE SE ENCUENTRA EL AGUA En Mecánica de Suelos es importante el estudio del agua en el terreno, especialmente lo relacionado con sus efectos en las propiedades mecánicas del suelo. También es importante, en los casos en que sea necesario abatir el nivel freático producto de una construcción, conocer las propiedades hidráulicas y lascaracterísticas de drenaje de los materiales del subsuelo. A través de los límites de Atterberg, por ejemplo, se puede visualizar como un suelo fino varía su estado a medida que el contenido de agua aumenta o disminuye. En términos generales, la radiación solar evapora el agua de los océanos, elevándola y aglomerándola en forma de nubes hasta la atmósfera. Bajo ciertas condiciones, el agua contenida en lasnubes se condensa y precipita en forma de lluvia. Una parte de ella humedece el terreno y luego escurre sobre la superficie llegando hasta los ríos. Otra parte se infiltra dentro del suelo. El agua infiltrada, que proviene de las lluvias, corrientes de agua o hielo, incluso de lagos o del mar, se denomina agua de infiltración. Otra fuente de procedencia corresponde al agua de sedimentación, la cual haquedado incluida en los suelos sedimentarios al producirse el depósito de sus partículas. El agua que infiltra en el terreno puede seguir algunos caminos, como por ejemplo, ser devuelta a la superficie por capilaridad y posteriormente evaporarse, para regresar a la atmósfera y continuar el ciclo; puede ser absorbida por las raíces de las plantas que crecen en el suelo; o bien, puede infiltrarprofundamente en el terreno y descender por gravedad, hasta llegar a una zona de saturación que constituye el depósito de agua subterránea. En el suelo y en el subsuelo existen varias zonas donde el movimiento del agua tiene características propias y leyes particulares. Se pueden distinguir cuatro zonas: suelo, zona no saturada, zona capilar y zona saturada. Para comprender la distribución que puedetener el agua en el terreno, se observa la figura 3.1.

Suelo
Zona no saturada Zona capilar Zona saturada

Nivel de terreno

Nivel piezométrico

Figura 3.1

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En la parte más superficial de las formaciones acuíferas (materiales capaces de almacenar y transmitir el agua, tales como gravas y arenas, entre otros), y en contacto con la atmósfera, se encuentra una zona húmeda, según lasestaciones, caracterizada en general por su alta porosidad y abundancia de materia orgánica. Esta zona se conoce como suelo y en ella el movimiento del agua está caracterizado por los fenómenos de almacenamiento, evaporación y transpiración. Es una zona donde existe absorción y por lo tanto, debido a las presiones negativas, el nivel piezométrico es inferior a la altura de posición. El movimientodel agua en la zona no saturada es por gravedad, y por lo tanto vertical descendente. También en esta zona existe absorción, y debido a las presiones negativas el nivel piezométrico es inferior a la altura de posición. La franja capilar corresponde a una zona de transición entre las zonas no saturada y saturada debida a la absorción de la parte de formación acuífera situada inmediatamente encimade la zona saturada. En la parte superior de la franja capilar las bolsas de aire pueden constituir un freno al movimiento descendente, mientras que en la parte inferior el movimiento del agua es muy similar al movimiento del agua en la zona saturada. Debido a la absorción, el nivel piezométrico es inferior a la altura de posición. En la zona inferior el agua satura totalmente los poros delacuífero, zona saturada. En ella, el nivel piezométrico nunca es inferior a la altura de posición. En la parte más alta, junto a la franja capilar, el nivel piezométrico y la altura de posición son coincidentes y la altura de presión es nula. A medida que se desciende en la zona saturada, el nivel piezométrico se mantiene, pero las pérdidas de altura de posición se compensan con el incremento de...