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Mecnica de Suelos Capilaridad10 de enero de 2012 Publicado por Monica Gonzlez
Ascensin del agua por encima del nivel fretico del terreno a travs de los espacios
intersticiales del suelo, en un movimiento contrario al de la gravedad.
El movimiento ascendente del agua en un tubo capilar representa el fenmeno de
capilaridad. Dos fuerzas son responsables por la capilaridad: 1 atraccin del agua por
superficies slidas (adhesin o adsorcin) y 2 tensin superficial del agua, que en gran
parte est debida a la atraccin entre las molculas de agua (cohesin).
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Las fuerzas de cohesin entre molculas de agua y de adhesin entre el agua y
superficies slidas en un sistema suelo-agua. Esas fuerzas son en gran parte, resultado
de los puentes de hidrgeno representados por las lneas punteadas.
La fuerza de adhesin o adsorcin
disminuye rpidamente con la distancia
de la superficie slida. La cohesin entre
molculas de agua resulta en la
formacin de agrupaciones temporales
que estn constantemente cambiando
de tamao y forma a medida que
molculas individuales de agua son
liberadas o se unen a otras. La cohesin
entre molculas de agua tambin hace
que la fase slida se restrinja
indirectamente la libertad del movimiento del agua hasta determinada distancia, adems
de la interface slido-lquido.
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Donde:
P: Es el peso de la columna de agua
F: Fuerza de ascensin capilar:
T : tensin superficial del agua por unidad de lnea de contacto entre el agua y el tubo
(0,0764 g/cm para agua pura y vidrio limpio).
h : altura de la ascensin capilar;
d: dimetro del tubo
= peso especfico del agua
= ngulo de contacto (en el caso del agua y vidrio limpio este ngulo es cero).
Observaciones:
En suelos arenosos es comn que la ascensin capilar alcance alturas del orden de 30cm
a 50cm. Sin embargo, en terrenos arcillosos la capilaridad puede alcanzar hasta los 80 m
de
Segn Souza Pinto (2003), la altura de ascensin capilar mxima es de pocos centmetros
para pedregullos, 1 a 2 metros para arenas, 3 a 4 metros para el limo y decenas de
metros para las arcillas.
Frmula Emprica de Hazen
Puede ser empleada para una estimativa grosso modo de la altura de la ascensin
capilar.
s
c
a
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La Importancia de los Fenmenos Capilares
En la construccin de pavimentos de carreteras: si el terreno donde se funda un
pavimento est constituido por un suelo limoso y el nivel fretico est poco profundo,
para evitar la ascensin capilar de agua es necesario substituir el material limoso por
otro con menor potencial de capilaridad.
La contraccin de los suelos: Cuando toda la superficie de un suelo esta
sumergida en agua, no hay fuerza capilar, pues = 90. Sin embargo, a medida que el
agua va siendo evaporada, se van formando meniscos apareciendo fuerzas capilares
que aproximan las partculas.
Cohesin aparente de arenas hmedas: Si la arena fuese seca o saturada, la
cohesin se deshace. Los meniscos se deshacen cuando el movimiento entre los
granos aumenta y las deformaciones son muy grandes.
Sifn Capilar: Observado en las presas, el sifn, o sifonamiento capilar consiste en la
filtracin del agua bajo el ncleo impermeable de la presa.
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