suelos parcialemente saturados

CAPITULO 4

PRINCIPIOS DE SUELOS NO SATURADOS Y SU
APLICACIÓN EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

4.1. Generalidades de suelos no saturados
Como se explica en capítulos anteriores, los bordos de las lagunas de estabilización son
construidos principalmente de materiales arcillosos. Hasta el momento, el diseño de estas
estructuras se ha basado en los conocimientos de la mecánica de suelosclásica, la cual se
fundamenta en suelos totalmente saturados; es decir, en el suelo que se encuentra por debajo
del nivel de agua freática. Lo cierto es, que cuando se construye y opera un bordo con estas
características, su comportamiento esta dividido entre suelos totalmente saturados y suelos
parcialmente saturados, siendo estos últimos los que se encuentran por encima del nivel
freático o de lalínea de saturación; a estos suelos también se les conoce como suelos no
saturados.
Entre los suelos saturados y no saturados, existen tanto similitudes como diferencias; éstas
últimas causan impacto especialmente en la correcta asignación de las propiedades del suelo.
En este capítulo se pretende dar una introducción de las diferentes propiedades del suelo desde
el punto de vista de suelosparcialmente saturados.
Un punto clave que muestra la relevancia del estudio de suelos parcialmente saturados dentro
de un proyecto de lagunas de estabilización, son las deformaciones volumétricas que sufren
estos suelos al modificarse su grado de saturación, provocándose expansiones o colapsos;
ambos considerados como procesos de inestabilidad estructural, Anexo B.
Otro punto importante, esque durante la construcción de los bordos la humedad utilizada será
establecida en el diseño, pero el suelo no estará saturado ni antes ni después de la
compactación. Aunado a esto, una vez que la obra esta en operación se inicia un proceso de
hidratación y de flujo de agua a través de la estructura de tierra, lo que puede provocar
condiciones inestabilidad. Cuando el flujo se vuelve estable,una parte del bordo esta
completamente saturado, mientras que otra parte permanecerá parcialmente saturada. Ésta
última zona se refiere a la corona y a los taludes expuestos directamente al aire; aquí se
tendrán además perdidas de humedad, especialmente durante el día cuando actúa la luz solar.
Todo esto forma en la estructura del bordo un flujo de agua que va de la zona de mayor
contenido dehumedad a la de menor contenido, Figura 4.1.
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CAPITULO 4

PRINCIPIOS DE

SUELOS NO SATURADOS Y SU APLICACIÓN EN LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN

FLUJO DE AGUA
(ZONA NO SATURADA)
FLUJO DE AGUA
(ZONA SATURADA)
DREN
IMPERMEABLE

Figura 4.1. Ejemplos de flujo de agua en suelos parcialmente saturados (Fredlund & Rahardjo, 1993)

Por otro lado, cuando se tienen épocas de estiaje o cuandoes necesario vaciar la laguna para
mantenimiento o por algún problema que se presente, se provoca que la estructura pierda
humedad, principalmente en las zonas externas como corona y taludes, favoreciéndose con
ésto la aparición de grietas. A su vez, al presentarse lluvia el agua penetra cambiando las
condiciones de flujo y afectando la integridad de la estructura. Con ésto se explica laimportancia de proteger los taludes del bordo ante la evaporación y erosión, sección 3.2.3.
4.1.1. Naturaleza y presencia en México de suelos no saturados
Teniendo en cuenta su origen, los suelos parcialmente saturados pueden ser naturales o
artificiales. Dentro de las formaciones naturales se encuentran los suelos sedimentarios
(eólicos, aluviales, coluviales, etc.), los residuales lateríticos ysaprolíticos, entre otros. Los
suelos sedimentarios por ejemplo, muchas veces depositados en ambientes acuosos, quedan
saturados inicialmente pero posteriormente son desecados debido a las circunstancias
ambientales; los suelos residuales lateríticos y saprolíticos son originados por la intensa y
profunda descomposición de la roca matriz, y pueden llegar a ser saturados o parcialmente...