Presión del agua de pozo

En cualquier punto por encima del nivel freático, en la zona vadosa, la tensión efectiva es aproximadamente igual a la tensión total, como lo demuestra el principio de Terzaghi. En realidad, la tensión efectiva es mayor que la tensión total, ya que la presión del agua de los poros en estos suelos parcialmente saturados es realmente negativa. Esto se debe principalmente a la tensión superficial del agua de los poros en los huecos de toda la zona vadosa, que provoca un efecto de succión en las partículas circundantes, es decir, succión matricial. Esta acción capilar es el «movimiento ascendente del agua a través de la zona vadosa» (Coduto, 266). El aumento de la infiltración de agua, como el causado por las fuertes lluvias, provoca una reducción de la succión mátrica, siguiendo la relación descrita por la curva característica del agua en el suelo (SWCC), lo que da lugar a una reducción de la resistencia al cizallamiento del suelo, y a una disminución de la estabilidad de los taludes. Los efectos capilares en el suelo son más complejos que en el agua libre, debido al espacio vacío conectado aleatoriamente y a la interferencia de partículas a través de las cuales fluir; no obstante, la altura de esta zona de subida capilar, en la que la presión negativa del agua de poros es generalmente máxima, puede aproximarse estrechamente mediante una ecuación simple. La altura del ascenso capilar es inversamente proporcional al diámetro del espacio vacío en contacto con el agua. Por lo tanto, cuanto menor sea el espacio vacío, mayor será el ascenso del agua debido a las fuerzas de tensión. Los suelos arenosos se componen de un material más grueso con más espacio para los vacíos y, por lo tanto, tienden a tener una zona capilar mucho menos profunda que los suelos más cohesivos, como las arcillas y los limos.

Ecuación para el cálculoEditar

Si el nivel freático está a la profundidad dw en suelos de grano fino, entonces la presión de poros en la superficie del suelo es:

p g = – g w d w {\displaystyle p_{g}=-g_{w}d_{w}} ,

donde:

• pg es la presión de agua de poros no saturada (Pa) a nivel del suelo,
• gw es el peso unitario del agua (kN/m3),

g w = 9,81 k N / m 3 {displaystyle g_{w}=9,81kN/m^{3}}

• dw es la profundidad del nivel freático (m),

y la presión de poros a la profundidad, z, bajo la superficie es:

p u = g w ( z – d w ) {\displaystyle p_{u}=g_{w}(z-d_{w})} ,

donde:

• pu es la presión de agua de poros no saturada (Pa) en el punto, z, por debajo del nivel del suelo,
• zu es la profundidad por debajo del nivel del suelo.

Métodos de medición y normasEditar

Un tensiómetro es un instrumento utilizado para determinar el potencial hídrico mátrico ( Ψ m {\displaystyle \Psi _{m}} ) (tensión de humedad del suelo) en la zona vadosa. Una norma ISO, «Soil quality – Determination of pore water pressure – Tensiometer method», ISO 11276:1995, «describe métodos para la determinación de la presión del agua de los poros (mediciones puntuales) en suelos insaturados y saturados utilizando tensiómetros. Se aplica a las mediciones in situ en el campo y, por ejemplo, a los núcleos de suelo utilizados en exámenes experimentales». Define la presión del agua de los poros como «la suma de las presiones mátrica y neumática».

Presión mátricaEditar

Cantidad de trabajo que debe realizarse para transportar reversible e isotérmicamente una cantidad infinitesimal de agua, idéntica en composición al agua del suelo, desde un estanque a la elevación y la presión de gas externa del punto considerado, hasta el agua del suelo en el punto considerado, dividida por el volumen de agua transportada.

Presión neumáticaEditar

La cantidad de trabajo que debe realizarse para transportar reversible e isotérmicamente una cantidad infinitesimal de agua, idéntica en composición al agua del suelo, desde una piscina a presión atmosférica y a la elevación del punto considerado, hasta una piscina similar a una presión de gas externa del punto considerado, dividida por el volumen de agua transportada.