La Hidrologa es la ciencia queestudia el agua y sus manifestacionesen la atmsfera, sobre y debajo de la superficie terrestre; estudia asimismo sus propiedades y sus interrelaciones naturales.En el concepto anterior se debe entender que el concepto agua comprende el conjunto de fases en las que sta se encuentra en la naturaleza (slida, lquida o gaseosa), segn se esquematiza en la siguiente figura:

Se puede establecer que, de acuerdo con la terminologa estandarizada internacionalmente, laHidrologase refiere al agua sobre la superficie del terreno (Aguas Continentales), diferencindose as de laOceanografaque estudia el agua en los mares (Aguas Martimas) y de laMeteorologaque estudia el Agua en la atmsfera.Asimismo podramos subdividir a la Hidrologa en: HidrologaSuperficial:la cual estudia las corrientes de agua que riegan la superficie de la tierra y su almacenamiento en depsitos naturales (lagos, lagunas, cinagas). Hidrologa Subterrnea:en la que se incluyen los estudios del agua subterrnea (acuferos).Desde el punto de vista de laIngeniera Civil, veremos que laHidrologa incluye los mtodos para determinar el caudal como elemento de diseo de las obrasque tienen relacin con el uso y proteccin del agua, como es el caso derepresas, canales, acueductos y drenaje pluvial, entre otros.En el aspecto ms general,un Proyecto Hidrulico est ntimamente ligado a los usos que el hombre hace del agua, pudiendo ser stos los que la utilizan con fines de aprovechamiento y los que suministran proteccin contra los posibles efectos dainos de sta.Se acepta que laIngeniera Hidrulicaes la rama de la Ingeniera Civil quese ocupa de planificar, proyectar y construir las obras hidrulicas, entendindose que son stas las que cumplirn la funcin de captar, conducir, regular y protegernos de las aguas. Cualquier obra civil, cuyas dimensiones y caractersticas hayan sido establecidas atendiendo principalmente a criterios y normas hidrulicas e hidrolgicas, es una obra o proyecto hidrulico.De esta forma, el uso de laHidrologaen la Ingeniera Civil,es fundamental para el planeamiento, diseo y operacin de los proyectos hidrulicos, pues es el que se orienta hacia los parmetros hidrolgicos de diseo. Sin embargo, dada la dependencia de esta ciencia de los aspectos meteorolgicos y ambientales, los resultados debern ser considerados como estimados en muchos casos y por lo tanto ser necesario complementar las incertidumbres conmtodos probabilsticos.Si el diseo en Ingeniera Civil se orientaal uso del agua confines de Aprovechamiento, la Hidrologa es empleada, por ejemplo, para estimar la posibilidad o no de realizar elabastecimiento de demandas de agua en una poblacin, desde fuentes superficiales (Ros, lagos) o Subterrneas.Entre los usos ms comunes del agua con fines deAprovechamientose destacan: Abastecimiento Urbano.Es el uso asociado a la satisfaccin de los requerimientos futuros deDemanda de aguapara consumo domstico, uso pblico, comercial, e industrial, principalmente. Una vez que se ha determinado el valor de la Demanda de agua, los mtodos de la Hidrologa permiten realizar el anlisis de la fuente que va a suministrarla. El estudio hidrolgico incluye aqu el anlisis de Caudales Medios y Mnimos en la fuente, entre otros. Riego Agrcola.Mediante el aprovechamiento del agua se garantiza la oferta de agua necesaria en el suelo para garantizar el crecimiento de las plantas empleadas en la produccin agrcola (consumo consuntivo). Los estudios hidrolgicos en este uso se centran en el anlisis del Clima, Evapotranspiracin y Lluvia en perodos cortos.

Hidroelectricidad.Este es el caso en que secaptan caudales de corrientes superficiales (ros) y se aprovechan las diferencias de cota para generar energa elctrica a travs de la transformacin de la energa hidrulica. Para este tipo de Proyectos de Ingeniera Civil, los estudios hidrolgicos determinan la capacidad que tiene la fuente para suministrar la demanda de energa, analizan las magnitudes de las crecientes que pueden atacar a las obras civiles y cuantifican los procesos de sedimentacin y determinan las condiciones de la descarga.

Otro de los usos del agua es cuando se realizan obras deProteccin, entre las que podramos mencionar: Control de Crecidas.Comprende las obras y acciones encaminadas a impedir los daos que ocasionan los desbordamientos de aguas en los ros u otros cuerpos superficiales en centros urbanos, plantaciones, etc. Control de Erosin.Consiste en impedir la accin erosiva del agua, tanto en cauces como en el suelo.Con las obras de Proteccin, la Hidrologa da a la Ingeniera Civil los mtodos que analizan los regmenes de caudales medios y extremos (mximos) de las corrientes de agua en los tramos de influencia de las obras viales, en las zonas que requieren de alcantarillados de aguas lluvias, y en las zonas inundables adyacentes a los cauces.Finalmente, sean Obras de Aprovechamiento o de Proteccin, podremos pensar que los mtodos de la Hidrologa recolectan y procesan informacin histrica, programan y ejecutan actividades de campo en topografa, batimetras, aforos lquidos y slidos, toma y anlisis de muestras de sedimentos, entre otros. Los resultados de stos producen informacin sobre los siguientes aspectos: Caractersticas climatolgicas y morfomtricas de las zonasque tienen influencia sobre el rea del proyecto Civil. Seleccin y capacidad de la fuente que suministrar el caudalque se entregar a los beneficiarios del proyecto. Magnitud de los eventos extremos (Crecientes y Sequas), que pueden poner en peligro la estabilidad de las obras civiles, o a los procesos de navegacin o el suministro confiable de agua a los usuarios. Transporte desedimentos hacia las obras de captacin y almacenamiento, o erosin de cauces naturales.Hidrologa Ambiental, Primera Edicin. Edilberto Guevara P., Humberto Cartaya. Facultad de Ingeniera de la Universidad de Carabobo, Venezuela. Mayo 2.004.Proyectos de Ingeniera Hidrulica. Juan J. Bolinaga y Colaboradores. Fundacin Polar, Caracas, Venezuela 1.999.

Suelo (ingeniera)Para otros usos de este trmino, vaseSuelo (desambiguacin).Desde el punto de vista de laingeniera,sueloes el sustrato fsico sobre el que se realizan las obras, del que importan las propiedades fsico-qumicas, especialmente las propiedades mecnicas. Desde el punto de vista ingenieril se diferencia del trminorocaal considerarse especficamente bajo este trmino un sustrato formado por elementos que pueden ser separados sin un aporte significativamente alto de energa.Se considera el suelo como un sistema multifase formado por: slidos, que constituyen el esqueleto de la composicin del suelo fase lquida (generalmente agua) fase gaseosa (generalmente aire) que ocupan los intersticios entre los slidos.Pueden distinguirse tres grupos de parmetros que permiten definir el comportamiento del suelo ante la obra que en l incide: los parmetros de identificacin los parmetros de estado los parmetros estrictamente geomecnicos.Entre los parmetros de identificacin son los ms significativos la granulometra (distribucin de los tamaos de grano que constituyen el agregado) y la plasticidad (la variacin de consistencia del agregado en funcin del contenido en agua). El tamao de las partculas va desde los tamaos granulares conocidos comogravasyarenas, hasta los finos como laarcillay ellimo. Las variaciones en la consistencia del suelo en funcin del contenido en agua diferencian tambin las mencionadas clases granulomtricas principales.Los parmetros de estado fundamentales son la humedad (contenido en agua del agregado), y la densidad, referida al grado de compacidad que muestren las partculas constituyentes.En funcin de la variacin de los parmetros de identificacin y de los parmetros de estado vara el comportamiento geomecnico del suelo, definindose un segundo orden de parmetros tales como la resistencia al esfuerzo cortante, la deformabilidad o la permeabilidad.La composicin qumica y/o mineralgica de la fase slida tambin influye en el comportamiento del suelo, si bien dicha influencia se manifiesta esencialmente en suelos de grano muy fino (arcillas). De la composicin depende la capacidad de retencin del agua y la estabilidad del volumen, presentando los mayores problemas los minerales arcillosos. stos sonfilosilicatos hidrfiloscapaces de retener grandes cantidades de agua poradsorcin, lo que provoca su expansin, desestabilizando las obras si no se realiza una cimentacin apropiada. Tambin son problemticos los sustratos colapsables y los suelos solubles.De manera genrica, es usual hablar demovimiento de suelosincluyendo en el concepto el trabajo con materiales, comorocasy otros, que sobrepasan la definicin formal.ndice[ocultar] 1Proceso de formacin 1.1Suelos sedimentarios 1.1.1Formacin de sedimentos 1.1.2Transporte de los sedimentos 1.1.3Depsito de los sedimentos 1.2Suelos residuales 1.3Depsitos artificiales 2Alteraciones de los suelos despus de su formacin 2.1Presiones 2.2Tiempo 2.3Agua 2.4Entorno o ambiente 3Suelos y agricultura 4Referencias 5Vase tambinProceso de formacin[editareditar cdigo]Segn el proceso de formacin, el suelo puede ser: Sedimentario. En este tipo de suelo, las partculas se formaron en un lugar diferente, y fueron transportadas y se depositaron en otro emplazamiento; Residual. Este suelo se ha formado por la meteorizacin de las rocas en el mismo local donde ahora se encuentra, con escaso o nulo desplazamiento de las partculas; Relleno artificial. Estos son construidos por el hombre para los ms diversos fines.Suelos sedimentarios[editareditar cdigo]Para explicar la formacin de los suelos sedimentarios deben considerarse las tres fases del proceso de: (I) La formacin del sedimento; (II) El transporte; y, (III) El depsito de los sedimentos.Formacin de sedimentos[editareditar cdigo]El principal modo de formacin de los sedimentos lo constituye la meteorizacin fsica y qumica de las rocas de la superficie terrestre. En general las partculas de limo, arena y grava se forman por la meteorizacin fsica de la roca, mientras que las partculas arcillosas son formadas por procesos de alteracin qumica de las mismas. La formacin de particulas arcillosas a partir de las rocas puede producirse, por combinacin de elementos en disolucin o por ladescomposicin qumicade otros minerales.Transporte de los sedimentos[editareditar cdigo]Los sedimentos pueden ser transportados por uno de los cinco agentes siguientes: agua, aire, hielo, gravedad y organismos vivos. La forma de transporte afecta los sedimentos principalmente de dos formas: a) modifica la forma, el tamao y la textura de las partculas por abrasin, desgaste, impacto y disolucin; b) produce una clasificacin o graduacin de las partculas.Depsito de los sedimentos[editareditar cdigo]Despus de que las partculas se han formado y se han transportado se depositan para formar el suelo sedimentario. Las tres causas de este depsito en el agua son: la reduccin de la velocidad, la disminucin de la solubilidad y el aumento de electrolitos. Cuando una corriente desemboca en un lago, ocano, o un gran volumen de agua, pierde la mayor parte de su velocidad. Disminuye as la fuerza de la corriente y se produce una sedimentacin. Cualquier cambio en la temperatura del agua o en su naturaleza qumica puede provocar una reduccin en la solubilidad de la corriente, producindose la precipitacin de alguno de los elementos disueltos.La tabla resume algunos de los efectos de los cinco agentes citados sobre los sedimentos.

-AguaAireHieloGravedadOrganismos

TamaoReduccin por disolucin, ligera abrasin en superficie, abrasin e impacto en el arrastre.Considerable reduccinConsiderable abrasin e impactoImpacto considerableLigeros efectos de abrasin por el transporte directo por organismos vivos.

Forma y redondezRedondeo de arena y gravaElevado grado de redondeoPartculas angulosas y planasAngulosas, no esfricas-

Textura superficial Arena: liza pulimentada brillante Limo: escaso efectoEl impacto produce superficies matesSuperficies estriadasSuperficies estriadas-

Clasificacin por tamaoConsiderableMuy considerable (progresiva)Muy escasaNulaLimitada

Suelos residuales[editareditar cdigo]Los suelos residuales se originan cuando los productos de la meteorizacin no son transportados como sedimentos, sino que se acumulan en el sitio en que se van formando. Si la velocidad de descomposicin de la roca supera a la de arrastre de los productos de la descomposicin se produce una acumulacin de suelo residual. Entre los factores que influyen en la velocidad de alteracin de la naturaleza de los productos de la meteorizacin estn el clima (Temperatura y lluvia), la naturaleza de la roca original, el drenaje y la actividad bacteriana.El perfil de un suelo residual puede dividirse en tres zonas: a) la zona superior, en la que existe un elevado grado de meteorizacin, pero tambin cierto arrastre de materiales; b) la zona intermedia en cuya parte superior existe una cierta meteorizacin, pero tambin cierto grado de deposicin hacia la parte inferior de la misma; y, c) la zona parcialmente meteorizada que sirve de transicin del suelo residual a la roca original inalterada.La temperatura y otros factores han favorecido el desarrollo de espesores importantes de suelos residuales en muchas partes del mundo.Los espesores de los suelos residuales pueden alcanzar espesores considerables:1

Sudeste deEE. UU.6 a 23 m

Angola8 m

Sur de la India8 a 15 m

Africa del Sur9 a 18 m

Africa Occidental10 a 20 m

Brasil10 a 25 m

Depsitos artificiales[editareditar cdigo]En los dos apartados anteriores se ha comentado la formacin de depsitos de suelo por la naturaleza. Un depsito hecho por el hombre se denominaterraplenorelleno. El terraplen constituye realmente un depsitosedimentarioen el que el hombre realiza todos los procesos de formacin, de una forma controlada para alcanzar resultados previamente definidos. El suelo se extrae, por excavacin o voladura de un determinado yacimiento cuyo material cumple con las especificaciones pre-establecidas; se transporta mediante un vehculo que puede ser un camin, una vagoneta, un buldozer, o por medio de barcazas o tuberas y se deposita en el lugar predeterminado. El material puede dejarse tal como cae, o puede acomodarse y compactarse, para alcanzar las caractersticas mecnicas deseadas.Alteraciones de los suelos despus de su formacin[editareditar cdigo]El especialista en suelos, al concebir un proyecto, debe proyectar las estructuras no solamente para las propiedades del suelo al comienzo de la obra sino que tambin para toda la vida til de la misma. El tamao y la forma de un depsito determinado, como las propiedades mecnicas del suelo que lo componen, pueden presentar grandes variaciones de manera muy significativa. Muchas de estas variaciones se producen independientemente de la actividad humana, mientras que otras se deben a la presencia de la obra. El suelo no es inerte, sino que es bastante activo y muy sensible a las condiciones de su entorno.Presiones[editareditar cdigo]Vase tambin:Presin lateral del suelo.En general un aumento de lapresinsobre un elemento de suelo produce un incremento de la resistencia alesfuerzo cortante, una disminucin de lacompresibilidady una reduccin de lapermeabilidad; los efectos contrarios se producen si las presiones disminuyen. Los cambios producidos por la reduccin de la presin suelen ser menores que los producidos por un incremento de presiones de igual magnitud. El suelo se comporta por lo tanto como un cuerpo no perfectamente elstico.Durante la formacin de un suelo sedimentario la presin total a una cota determinada contina aumentando al ir creciendo la altura de la capa de suelo sobre el punto considerado. As pues, las propiedades de un suelo sedimentario a una determinada profundidad estn cambiando continuamente a medida que se va formando el depsito. La eliminacin de las tierras superiores, por ejemplo por efecto de laerosin, da lugar a la reduccin de las presiones. Un elemento de suelo que est en equilibrio bajo la mxima presin que ha experimentado en toda su historia se denominanormalmenteconsolidado, mientras que un suelo en equilibrio bajo una presin inferior a la que lo consolid se denominasobre consolidado.Tiempo[editareditar cdigo]El tiempo es una variable que interviene en los dems factores que contribuyen a las variaciones del comportamiento del suelo (en especial las presiones, la humedad y las condiciones del medio). Para apreciar las variaciones los efectos complejos de una variacin de presiones, el agua debe ser expulsada o absorbida por el elemento del suelo. Debido a la permeabilidad relativamente baja de los suelos de grano fino, se requiere un cierto tiempo para que esta agua escape o penetre en tales suelos. Por otro lado el tiempo es un factor evidente en las reacciones qumicas, como las que se producen en los procesos demeteorizacin.El tiempo meteorolgico, o atmosfrico, se define como el estado de la atmsfera en un determinado momento. Se toma en cuenta la humedad (absoluta y relativa), la temperatura y la presin, en un determinado lugar y momento. Como cada uno de los instantes son ms o menos prolongados en el tiempo, y en extensin, se le denomina tipo de tiempo.Agua[editareditar cdigo]El agua puede tener dos efectos perjudiciales sobre el suelo. En primer lugar, la sola presencia del agua disminuye las fuerzas de atraccin entre las particulas arcillosas. En segundo lugar, el agua intersticial puede, en determinadas situaciones particulares, soportar los esfuerzos aplicados, modificando as el comportamiento del suelo.Una muestra de arcilla, que puede tener una resistencia similar a la del cemento pobre cuando seca, puede convertirse en fango al sumergirse en agua. As pues, el aumento de la humedad en un suelo reduce, por lo general, la resistencia del mismo.Las condiciones delagua intersticialpueden variar por causas naturales y por intervenciones andrgenas. Entre las causas naturales est la variacin anual de precipitaciones, y por ende de la humedad en el suelo. En la estacin seca, a causa de las pocas precipitaciones el nivel fretico disminuye, en oposicin a esto, en el perodo lluvioso, la abundancia de agua provoca una elevacin del nivel fretico. Esta variacin de humedad en el suelo produce una variacin significativa de las propiedades del suelo a lo largo del ao.Por otro lado, muchos procesos constructivos modifican las condiciones del agua freticas, y consecuentemente provocan variaciones importantes en las caractersticas de los suelos.El contenido de humedad influye en las propiedades fsicas de una sustancia: en el peso, la densidad, la viscosidad, el ndice de refraccin, la conductividad elctrica y en muchas otras.Entorno o ambiente[editareditar cdigo]Existen varias caractersticas del entorno de un suelo que pueden tener una influencia importante en el comportamiento mecnico de este. Entre estas caractersticas estn la naturaleza del fluido intersticial y la temperatura.Por ejemplo una arcilla sedimentaria o compactada puede haberse formado con un fluido intersticial de una cierta composicin qumica y a una determinada temperatura, pero ambos factores pueden variar a lo largo de la vida del depsito. Un ejemplo clsico es el de la arcilla marina, depositada en agua con un elevado contenido de sales: 35gde sal por litro de agua, en las condiciones marinas tpicas. Las arcillas marinas han sufrido frecuentemente levantamientos tectnicos por lo cual se encuentran por encima del nivel del mar, y el agua que se filtra a travs de las mismas tiene un contenido en sales muy inferior al agua del mar. As a lo largo del tiempo se produce una disminucin lenta y gradual de la sal contenida en los poros del sedimento arcilloso, de forma que al cabo de muchos miles de aos de lavado o lixiviacin, el fluido intersticial puede ser muy diferente del original que exista en el momento de la formacin del sedimento. La reduccin del contenido de los electrolitos del agua en torno a las partculas del suelo puede reducir la fuerza neta de atraccin entre las mismas. En otras palabras el arrastre de la sal de entre los poros puede reducir la resistencia al corte del terreno.Suelos y agricultura[editareditar cdigo]Los suelos que pueden utilizarse para el cultivo se dice que son frtiles. Esto significa que el suelo es lo suficientemente rico en los nutrientes necesarios como para permitir el crecimiento sostenido de las plantas y rboles tiles para el ser humano.La capacidad real de un suelo para mantener tal crecimiento se denomina productividad u depende de que el suelo sea frtil y de que tenga una estructura y consistencia adecuada que permita trabajarlo con facilidad. El arado airea el suelo, permite la circulacin de agua y facilita el crecimiento de las races de las plantas. A pesar de que las precicpitaciones sena adecuadas, algunos suelos, son improductivos porque drenan demasiado rpido, esto es, son demasiado permeables. Otros suelos pueden ser estriles debido a que son impermeables.Referencias[editareditar cdigo]1. Jump upG.F. Sowers. "Engineering Properties of Residual SoilsDerived from Igneous and Metamorphics Rocks. T.W.Lambe, R.V. Whitman. Mecnica de suelos, (La formacin de suelos). 1997. Vicente Perez Alama. Materiales y procedimientos de construccin (Mecnica de suelos y cimentaciones). 2004 James R. Craig, David J. Vaughan, Brian J. Skinner Recursos de la Tierra: Origen, uso e impacto ambiental. 2006. Madrid Espaa.

Escorrenta y erosin del sueloEnviado porJesus Santiago

Partes:1,21. Definicin e importancia2. Divisin de las aguas de escorrenta3. La erosin del suelo4. Medicin de la erosin del suelo5. El caudal de los ros6. El control de las crecidas7. Aguas freticas y rgimen de los ros8. ReferenciasDefinicin e importanciaLa escorrenta es una fase del ciclo hidrolgico. Recurdese queel aguapasa de ser el vapor deaguacontenido dentro de las masas deairede laatmsfera, para luego convertirse en precipitacin o lluvia. A su vez, el agua se evapora directamente desde elsuelo, o es liberada en forma de vapor a travs de lasplantas(evapotranspiracin). Otra parte del agua es infiltrada a travs del suelo para alimentar a las aguas freticas o subterrneas. Las aguas que logran mantenerse enmovimientosobre la superficie se convierten entonces en aguas de escorrenta.

Figura 1. El ciclo hidrolgico es una especie de crculo por donde el agua se desplaza en distintos estados: slido, lquido y gaseoso, pasando por la atmsfera, la superficie dela tierray el subsuelo. (googleimages.com).El agua de escorrenta creasistemasde desage o de drenaje; stos poseen la forma de la hoja de una planta, cuyas nervaduras se asemejan a laredde ros y el pecolo (palito que sostiene la hoja) al canal de desage. Dichos sistemas son un mecanismo de convergencia, donde los ros ms pequeos desembocan en ros cada vez ms grandes. De tal manera que los cuerpos de agua pueden clasificarse ordenadamente desde las nacientes; as, los ros de las cabeceras sern los de primer orden, los cuales desembocarn en los de segundo orden, y as sucesivamente. Unsistemao una cuenca de drenaje puede delimitarse en un plano trazando una lnea a lo largo de la divisoria de aguas (Fig. 2). Una divisoria de aguas es un lmite natural desde donde el agua de escorrenta fluye en direcciones opuestas. Desde tiempos remotos, estas lneas imaginarias han servido delmitespolticos entre estados, as como de lnderos entre propiedades privadas. Es importante el trazado de las divisorias de aguas de una regin para el caso de estudios de climatologa o de hidrologa aplicada.

Figura 2. Cuenca de drenaje delimitada por la divisoria de aguas (lnea imaginaria dibujada en rojo).(googleimages.com)Las aguas de escorrenta son de vital importancia parael hombre, puesto que sin este recurso las actividades humanas se ven seriamente restringidas. As, por ejemplo, muchas de las antiguas civilizaciones se desarrollaron entornoa grandes ejes de drenaje, pues el agua corriente se utiliza para el riego de los cultivos; es til en las actividades manufactureras; sirve para elconsumode las comunidades urbanas; por otra parte, la escorrenta alimenta los grandes embalses que son tiles para la generacin deenerga elctrica; los grandes ros sirven, adems, para la navegacin, convirtindose en especies de autopistas por donde circulan numerosas embarcaciones, y son, al mismotiempo, importantes para lapesca, por ser elhbitatde mltiples especies comestibles.Divisin de las aguas de escorrentaSe pueden dividir en dos tipos: en aguas de arroyada y encauzadas.Aguas de arroyada: Se desplazan sobre las vertientes a manera deredesde hilillos diseminados o en delgadas pelculas o mantos. En una vertiente determinada, en caso de que llueva en forma persistente, llega el momento en que la capa superficial del suelo queda completamente empapada, lo cual limitar la infiltracin, y har que el exceso de agua tienda a acumularse en la superficie. Posteriormente, los charquitos rebasarn sus lmites y se producir el escurrimiento. En superficies speras, donde el micro-relievees irregular o que presente obstculos como yerbas u otras plantas, la arroyada se desdobla formando redes de riachuelos, donde unos charquitos se conectan con los otros. Durante un aguacero, la circulacin de la arroyada es difcil de contemplarse, debido a las yerbas o al mantillo de hojarasca que se forma por debajo del bosque. Sobre superficies ms o menos lisas, como es el caso de afloramientos rocosos de perfil rectilneo, la arroyada se produce a modo de pelculas de agua. La arroyada en surcos es una situacin intermedia entre la arroyada en mantos y las aguas encauzadas, y como consecuencia la excavacin originar una serie de canales paralelos que en muchos casos se harn cada vez ms amplios y profundos. En casos especiales, la escorrenta se produce por la surgencia de aguas subterrneas a modo de manantiales.Aguas encauzadas: Como su nombre lo dice, a diferencia de las anteriores, stas discurren a lo largo de cauces bien definidos, para formar desde pequeas quebradas hasta ros de mayor tamao. Las aguas encauzadas son abastecidas tanto por las aguas subterrneas como por las aguas de arroyada; estas ltimas discurren por las vertientes y desembocan en los cauces ubicados aguas abajo. Los espacios por donde se mueven las aguas de arroyada reciben el nombre de interfluvios.

Leer ms:http://www.monografias.com/trabajos81/escorrentia-y-erosion-del-suelo/escorrentia-y-erosion-del-suelo.shtml#ixzz2hkatz9JiLaerosindel sueloElsueloes la capa superficial de la superficie terrestre constituida pormaterialesorgnicos e inorgnicos. Lossuelosresiduales, es decir, aquellos que se desarrollan sobre plena roca madre, poseen un corte quemuestrade arriba hacia abajo cuatro horizontes esenciales: a) hojarasca, b) capa mineral con humus, c) capa mineral sin humus y d) roca madre enprocesode meteorizacin. Los edaflogos (especialistas en el estudio de los suelos) afirman que un suelo es profundo cuando supera los 100 centmetros. El trmino suelo, segn la edafologa, se aplica entonces a la capa superficial donde se sustentan lasplantas, puesto que las races de losrbolestienden a extenderse ms lateralmente que en profundidad.

Figura 3. Corte 3D esquemtico de un suelo incluyendo todas sus partes.(googleimages.com)Una de las particularidades de los suelos es que estn conformados por materiales no consolidados, bien sea arcillas, limos, arenas, gravas, etc. Y es precisamente esta caracterstica la que los hace susceptibles a la erosin, especialmente a la erosin hdrica. En lanaturalezase tienen dosmodelosde erosin, a saber: 1.Modelode erosin geolgica: Ocurre en vertientes enestadodeequilibrioambiental, donde debe haber una capa devegetacinefectiva, como es el caso del bosque. Las gotas de lluvia se estrellarn primero contra las ramas de los rboles, antes de alcanzar la superficie; de esa manera podrn disminuir lavelocidady lafuerzadel impacto. Sin embargo, a los pocos instantes de comenzar a llover, el goteo sobre el piso del bosque ser inevitable, pero ya el impacto de las gotas no tendr la misma fuerza, de no ser por la previa amortiguacin ejercida por las ramas y troncos de las plantas. El impacto de dichas gotas se har casi nulo, a causa de la existencia de una especie de alfombra representada por el mantillo de hojarasca. Aunado a esto, elpoderde arrastre o socavacin de las aguas de arroyada se reduce notablemente a causa de los innumerables obstculos representados por las races, los tallos de los rboles y el mismo mantillo de hojarasca. Bajo estas condiciones, la prdida de suelo se hace mnima, aunque muchas sustanciasmineralessern evacuadas en solucin hacia los cauces ubicados al pie de las vertientes. Es de recalcar que en los suelos ricos en arcilla la escorrenta es mayor que la infiltracin y, por lo tanto, se estima que el desgaste o la prdida de materiales es superior que en aquellos suelos de texturas arenosas, sobre los cuales la infiltracin supera a la escorrenta. De la misma manera, el grado de inclinacin de las vertientes influye en la mayor o menor velocidad delaguade arroyada; por lo tanto, el desgaste de los suelos ser superior en los lugares ms empinados. 2.Modelo de erosin acelerada: Supngase queel hombreinterviene una zona boscosa, ya sea porque necesitamaderao porque desea explotar los minerales existentes. En caso de que el suelo quede enteramente desnudo y expuesto ante los agentes erosivos, uno de los primerosprocesosencargados de remover los materiales es la salpicadura; es decir, el efecto de remocin del suelo ante el impacto de las gotas de lluvia sobre un suelo empapado (Fig. 4). En vertientes inclinadas, la mayor parte de los materiales arrojados alrededor del pequeo crter formado por una gota de agua, se dirigirn ladera abajo. En consecuencia, el impacto de millares de gotas de lluvia se encargar de remover toneladas de suelo.

Figura 4. Modelo que demuestra la forma que adopta el barro una vez que hace impacto una gota de lluvia.(googleimages.com)Los ambientes as afectados tendern a desarrollar surcos; dichos surcos al pasar eltiempose convertirn en crcavas. Estas condiciones favorecen tambin la formacin de pirmides detierra(para los geomorflogos franceses: "seoritas ensombreradas"), las que consisten de una elevacin ms o menos cnica, constituida por materiales sueltos y en cuya cspide debe haber un bloque, el cual hace las veces de un escudo protector ante el impacto de las gotas de lluvia (Fig. 5). Estas formas pueden medir desde unos pocos centmetros hasta varios metros de altura. La erosin acelerada no slo es producida por elhombre, tambin puede ser generada a partir deeventosnaturales catastrficos, como, por ejemplo, durante poderosas tormentas y huracanes.

Figura 5. Pirmides o torres de tierra: constan de un bloque en la cima y materiales sueltos por debajo. Pueden medir varios metros de altura.(googleimages.com)Las crcavas son canales o zanjas producidas por la erosin hdrica. En la terminologa universal, las reas con crcavas reciben el nombre debadlands. Una de las condiciones para que se formen las crcavas o barrancos es que los materiales deben ser blandos o no consolidados. Los climas ms propicios para la formacin de barrancos son los ridos o semiridos. Las crcavas evolucionan creciendo longitudinal, vertical y lateralmente. En planta, poseen una forma digitada, es decir, que poseen entrantes en forma de dedos, los cuales le ganarn espacio al terreno durante las pocas de lluvias fuertes. Es en esas circunstancias cuando se habla del retroceso de las crcavas (Fig. 6). Dicho retroceso es el responsable muchas veces de arruinar terrenos agrcolas, carreteras y el de hacer colapsar viviendas y otras infraestructuras. El crecimiento de las crcavas se puede combatir mediante la puesta en prctica de medidas no necesariamente tan costosas, tales como la concientizacin de las comunidades, el corte escalonado de taludes y su reforestacin. Las medidas ms caras incluyen laconstruccinde muros, alcantarillas y canales disipadores de energa.

Figura 6. Erosin en crcavas o barrancos,sistemasde zanjas profundas excavadas sobre materiales no consolidados.(googleimages.com)Medicin de la erosin del sueloExisten muchosmtodospara medir la erosin del suelo, parte de ellos sofisticados y asociados particularmente a los clculosmatemticos; sin embargo, hay mtodos sencillos como es el caso de las chapas. Estemtodoslo es aplicable en zonas de escasa vegetacin, como en reas de suelos desnudos empleados en actividades agrcolas. La idea es colocar tapas de refresco al revs, enterrndolas a ras del terreno. Se deben colocar siguiendo una cuadrcula con distancias no muy amplias como para obtenervaloresms exactos, por ejemplo, cada 5 metros. Despus de ocurrido un aguacero se acudir a la zona y se medir la altura del pedestal formado por debajo de cada chapa (ocurre lo mismo que en las pirmides de tierra). Se determina el promedio de la altura de los pedestales y, por ltimo, se multiplica por el rea de la zona en estudio. El resultado ser la prdida de suelo estimada en metros cbicos. Si se conoce el peso promedio del suelo, el resultado podr expresarse tambin en kilogramos o en toneladas. Veamos un ejemplo:Sea una zona de una hectrea, es decir de 10.000 metros cuadrados, donde obtuvimos un espesor promedio de 3 centmetros, es decir de 0,03 m. Aplicando la frmula:Prdida de suelo = Area x EspesorP.S. = 10.000 m x 0,03 m = 300 mCuando se trate de una zona muy lluviosa los pedestales bajo las chapas se vendrn abajo, y entonces ser necesario emplear estacas graduadas.En reas cubiertas de vegetacin se pueden utilizar bandejas o recipientes colocndolas al pie de las vertientes en estudio, justo donde desemboquen las aguas de arroyada. Al cesar el flujo, se procede a determinar la cantidad de materiales atrapados en dichos recipientes.El caudal de los rosEl caudal o el gasto es la cantidad de agua que pasa por una seccin determinada de un ro y se expresa en metros cbicos por segundo. Lamedicindel caudal de un ro se hace a travs de un instrumento llamado correntmetro, el cual sirve para determinar la velocidad de la corriente en una seccin determinada. Luego, esa velocidad se multiplica por el rea de la seccin en estudio y se obtendr el caudal correspondiente. El caudal vara de acuerdo a la poca del ao: en perodos de lluvias el caudal de los ros es alto, mientras que durante la sequa el caudal se hace bajo o incluso se hace nulo. El caudal de los ros de primer orden es siempre ms bajo que el caudal de los ros subsiguientes (segundo orden). Las mediciones del caudal de los ros pueden ser acompaadas por mediciones de sedimentos en suspensin (arcillas y limos), lo cual puede ser til en la estimacin de los grados de erosin de las cuencas de drenaje. Esto es de suma importancia en los estudios comparativos a la hora de elegir sitios para la construccin de represas, puesto que es de sumointersque la vida til del embalse sea lo ms prolongada posible.Elcontrolde las crecidasLas crecidas o avenidas de los ros se controlan de dos modos esenciales: 1) retrasando la escorrenta y 2) modificando los cauces bajos. Se retrasa la escorrenta reforestando las cabeceras de una cuenca de drenaje con la finalidad de evitar el desage violento de las aguas. Las plantas se encargarn de favorecer la infiltracin del agua en detrimento del exceso de aguas de arroyada. Existen especies de rboles de crecimiento rpido, as como de ciertas gramneas ptimas para la estabilizacin de las vertientes. Es decir que no slo servirn para amortiguar el desage, sino tambin para disminuir la erosin de los suelos. Otra de las medidas que sirve para mitigar el efecto nocivo de las crecidas, es la construccin de represas en las partes altas de las cuencas de drenaje. Aunque se trata de infraestructuras costosas, el impacto socioeconmico positivo de una represa podr manifestarse a corto plazo mediante la generacin deenerga elctricay la obtencin de agua tanto para las actividades agrcolas como urbanas. En casos donde la erosin y los movimientos de masas de las vertientes sean muy fuertes, el nico fin de las represas ser el entrampamiento de los sedimentos (Fig. 7).En los cauces bajos de los ros, particularmente donde los ros desarrollan un tren de meandros (curvas), una de las medidas ms tradicionales es la construccin de muros y malecones especialmente diseados por los ingenieros civiles. Por otra parte, los ros pueden desviarse mediante la construccin de canales que se encarguen de llevar el exceso de agua hacia lugares que se ubiquen pendiente abajo, lejos de los sitios que deseamos proteger (centros poblados, carreteras, etc.).

Fig. 7. Distintas formas para controlar las inundaciones: 1) Reforestacin, 2) represas, 3) canalizacin y 4) malecones; estos ltimos se aplican para evitar el desborde de los ros, as como para amortiguar laviolenciadel oleaje durante las tormentas.(googleimages.com)En estosproyectoslo ideal es que participen equipos multidisciplinarios, pues es una irresponsabilidad encomendarle una tarea de esta magnitud nicamente a un ingeniero civil (lo que no es raro en nuestro mundo subdesarrollado); adems de dicho profesional, debe haber un equipo donde hayan: un ingeniero forestal o agrnomo, un gelogo, un hidrlogo, un gegrafo, etc.Aguas freticas y rgimen de los rosLos materiales permeables como las arenas, gravas yrocasdiaclasadas tienen alta capacidad dealmacenamientode agua, debido a la existencia de abundantes espacios vacos o poros (Fig. 8). Encambio, son materiales impermeables las arcillas y las rocas no fracturadas, las cuales retienen o no dejan fluirel aguahacia otras posiciones. El lmite superior de las aguas freticas o subterrneas recibe el nombre de nivel fretico o mesa de agua. En la poca de lluvias el nivel fretico est cercano a la superficie, mientras que en la poca de sequa dicho nivel se hace ms profundo. Todo eso es un fiel reflejo de que las aguas subterrneas son alimentadas por las aguas de lluvia.

Figura 8. Relaciones entregeologa,relieve, aguas de lluvia, de escorrenta, de infiltracin y freticas; aprovechamiento humano ycontaminacinde las aguas subterrneas.(googleimages.com)El rgimen de los ros depende en gran medida de la fluctuacin del nivel fretico. Cuando a lo largo del ao el nivel fretico est ms alto que el cauce de los ros en el caso de paisajes acolinados-, la tendencia es que el agua corriente se mantenga y los ros nunca se sequen. Son entonces ros de rgimen permanente. Al contrario, son ros de rgimen intermitente aquellos que se secan en determinados perodos del ao (Fig. 9), especialmente durante la poca de sequa, cuando el nivel fretico desciende por debajo del cauce.

Figura 9. El cauce seco de un ro de rgimen intermitente supone que la poca de sequa est en pleno apogeo.(googleimages.com)Elmovimientode las aguas freticas es de sumo inters en los estudios geomorfolgicos, sobre todo en los casos en que la roca se disuelve y se forman extensasredesde galeras que alcanzan la superficie mediante cuevas y depresiones. Este fenmeno ocurre de forma espectacular en las calizas.Elconocimientode las aguas subterrneas es muy importante en la ubicacin de infraestructuras, y es fundamental en la localizacin y apertura de pozos de agua para elconsumohumano, as como en la ubicacin de infraestructuras que puedan contaminar tanto las aguas de escorrenta como las aguas freticas, por ejemplo, a travs de fbricas de qumicos, gasolineras, pozos spticos, y rellenos sanitarios. En estos casos tambin es imprescindible la asesora de equipos multidisciplinarios.ReferenciasSantiago, J.E. (1992). Generalidades sobre la erosin en crcavas. Disponible:.com [Revisado: noviembre 13, 2009]Santiago, J.E. (2010). El control de los eventos geomorfolgicos catastrficos. Boletn Geominas,Universidadde Oriente, CiudadBolvar.Strahler, A. (1989).GeografaFsica. Edic. Omega, Barcelona.Thornbury, W. (1965).Principiosde Geomorfologa. John Whiley & Sons, New York.Tricart, J. (1969). La epidermis dela tierra. Edit. Labor, Barcelona.www.googleimages.com[Revisado: Diciembre 3, 2009]

Mecnica de suelos

LaTorre de Pisa, ejemplo de un problema originado por deformaciones importantes.

Dique de contencin de inundaciones en Estados Unidos. La mecnica de suelos es bsica para comprender y estudiar la estabilidad de taludes.En ingeniera, lamecnica de sueloses la aplicacin de las leyes de lafsicay lasciencias naturalesa los problemas que involucran las cargas impuestas a la capa superficial de la corteza terrestre. Esta ciencia fue fundada porKarl von Terzaghi, a partir de1925.Todas las obras deingeniera civilse apoyan sobre el suelo de una u otra forma, y muchas de ellas, adems, utilizan la tierra como elemento de construccin para terraplenes,diquesy rellenos en general; por lo que, en consecuencia, su estabilidad y comportamiento funcional y esttico estarn determinados, entre otros factores, por el desempeo del material de asiento situado dentro de las profundidades de influencia de los esfuerzos que se generan, o por el del suelo utilizado para conformar los rellenos.Si se sobrepasan los lmites de la capacidad resistente del suelo o si, an sin llegar a ellos, las deformaciones son considerables, se pueden producir esfuerzos secundarios en los miembros estructurales, quizs no tomados en consideracin en el diseo, productores a su vez de deformaciones importantes, fisuras, grietas, alabeo o desplomos que pueden producir, en casos extremos, el colapso de la obra o su inutilizacin y abandono.En consecuencia, las condiciones delsuelocomo elemento de sustentacin y construccin y las del cimiento como dispositivo de transicin entre aquel y la supraestructura, han de ser siempre observadas, aunque esto se haga en proyectos pequeos fundados sobre suelos normales a la vista de datos estadsticos y experiencias locales, y en proyectos de mediana a gran importancia o en suelos dudosos, infaliblemente, al travs de una correcta investigacin de mecnica de suelos.ndice[ocultar] 1Gnesis y composicin de suelos 1.1Gnesis 2Transporte 3Composicin del suelo 3.1Mineraloga del suelo 3.2Relacin masa-suelo 4Tensin efectiva y capilaridad: condiciones hidrostticas 4.1Presin total 4.2Presin de poros de agua 4.2.1Condiciones hidrostticas 4.2.2Accin capilar 5Clasificacin del suelo 5.1Clasificacin de los granos del suelo 5.1.1Clasificacin de arenas y gravas 5.1.2Lmites de Atterberg 5.1.3Clasificacin de limos y arcillas 5.2ndices relativos a la resistencia del suelo 5.2.1ndice de liquidez 5.2.2Densidad relativa 6Roca y suelo 7Mtodos de prospeccin de suelos 8Vase tambin 9ReferenciasGnesis y composicin de suelos[editareditar cdigo]Gnesis[editareditar cdigo]

Tamices de laboratorio. Una investigacin sobre suelos siempre conlleva su caracterizacin de tamaos de partculas, lo que se denominagranulometra. Las granulometras son bsicas para el estudio de suelos.El mecanismo primario de creacin de suelos es la erosin de rocas. Todos los tipos de rocas (gneas,metamrficasysedimentarias) pueden ser reducidas a partculas menores para crear suelo. Los mecanismos deerosindependen del agente, pudiendo ser fsico, qumico y biolgico. Las actividades humanas como las excavaciones, explosiones y deposicin de residuos y material pueden crear tambin suelos. A lo largo del tiempo geolgico los suelos pueden ser alterados por presin y temperatura hasta convertirse en rocas metamrficas o sedimentarias, o volver a ser fundidos y solidificados, volviendo a ser gneos y cerrando elciclo de las rocas.La erosin fsica incluye los efectos de la temperatura, heladas, lluvia, viento, impacto y otros mecanismos. La erosin qumica incluye la disolucin del compuesto de la roca y la precipitacin en forma de otro mineral. Laarcilla, por ejemplo, puede formarse a travs de la erosin delfeldespato, que es uno de los minerales ms comunes de las rocasgneas. El mineral ms comn de laarenaes elcuarzo, que es tambin un componente importante de las rocasgneasy se le llamaxido de silicio (IV). En resumen todos los suelos del mundo son partculas ms pequeas provenientes de las rocas. Las partculas ms grandes son denominadasgravas. Si las gravas se parten en partes ms pequeas pueden convertirse enarena, de esta allimoy de este a laarcilla, que es la divisin ms pequea.De acuerdo con elSistema Unificado de Clasificacin de Suelos, las partculas limosas tienen un rango de tamaos entre los 0,002 mm a los 0,075 mm y las partculas de arena tienen un tamao entre 0,075 mm a 4,75 mm. Las partculas de gravas se consideran entre un rango que va de los 4,75 mm a los 100 mm y por encima de esto se denominan bloques.Transporte[editareditar cdigo]

Ejemplo de horizontes del suelo a) coluvin y suelo ms alto b) suelo residual maduro c) suelo residual joven d) roca erosionada.Los depsitos de suelo estn afectados por el mecanismo del transporte y la deposicin hasta su localizacin. Los suelos que no han sido transportados sino que provienen de la roca madre que subyace por debajo de stos se denominansuelos residuales. El granito descompuesto es un ejemplo comn de suelo residual. Los mecanismos ms comunes del transporte son la accin de la gravedad, hielo, viento y agua. Los procesos elicos incluyen lasdunasde arena y losloess. El agua transporta las partculas en funcin de su tamao y la velocidad de las aguas, de ah la distribucin granulomtrica que aparecen en muchos ros en funcin del punto donde se tome la muestra. Generalmente la arcilla y el limo se acumulan en las zonas ms lentas del ro, o en lagos y pantanos, mientras que las arenas y gravas se acumulan en el lecho de los ros. La erosin de los glaciares es capaz de desplazar grandes bloques de piedra y partirlos en su camino hacia la desembocadura. La gravedad tambin es capaz de transportar grandes cantidades de materiales desde la cima de las montaas a los valles. A estos depsitos formados en las faldas de las montaas se le denominancoluvin. El mecanismo del transporte tambin afecta a la forma de las partculas, por ejemplo, las partculas de los ros suelen ser redondeadas y los coluviones suelen presentar fracturas frescas.Composicin del suelo[editareditar cdigo]Mineraloga del suelo[editareditar cdigo]Arcillas, limos, arenas y gravas estn clasificados por su tamao, pero eso pueden consistir en una gran variedad de minerales. Debido a la estabilidad delcuarzorespecto a otras rocas minerales, es el material constituyente ms comn de laarenay ellimo.Micayfeldespatoson otros minerales comunes presentes en arenas y limos. Los minerales constituyentes de gravas suelen ser muy similares a los de la roca madre.Los minerales ms comunes en lasarcillasson la montmorillonita, la esmectita, la ilita y la kaolinita. Estos minerales tienden a formar estructuras en placa con un rango entreandy un rango de grosores entreand, y tienen una superficie especfica relativamente grande. La superficie especfica es definida por el ratio de rea superficial de partculas entre la masa de la partculas. Los minerales de la arcilla tienen un rango desuperficie especficade 10 a 1.000 metros cuadrados por gramo. Esto hace que las arcillas tengan unas propiedades qumicas y electrostticas completamente distintas a la de otros materiales.Los minerales de los suelos estn predominantemente formados por tomos de oxgeno,silicio, hidrgeno y aluminio, organizados en formas cristalinas. Estos elementos junto con el calcio, sodio, potasio, magnesio y carbono constituyen ms del 99 por ciento de la masa slida deLa Tierra.Relacin masa-suelo[editareditar cdigo]

Un diagrama de fase de suelo indicando la masas y volmenes del aire, slido, lquido y huecos.Hay una gran variedad de parmetros1usados para describir las proporciones relativas de aire, agua y slidos en un suelo. Esta seccin define estos parmetros y algunas de sus interrelaciones. La notacin bsica sera:,, andrepresenta el volumen de aire, agua y slidos en una mezcla de suelos;,, andrepresenta el peso del aire, agua y slidos en una mezcla de slidos;,, andrepresenta la masa del aire, agua y slidos en la mezcla de slidos;,, andrepresenta las densidades de los constituyentes (aire, agua y slidos) en una mezcla de suelo;Ntese que el peso, W, puede ser obtenido multiplicando la masa, M, por la aceleracin de la gravedad, g, e.g.,Gravedad especficaes el ratio entre la densidad del material y la densidad del agua pura ().Gravedad especfica de slidos,Ntese que las unidades de peso convencionalespueden ser obtenidas multiplicando ladensidadpor la aceleracin debida a la gravedad,.DensidadoDensidad hmeda, son los nombres distintos que se le da a la densidad de la mezcla, es decir el total de aire, agua y slido dividido por el volumen de agua, aire y slidos. (la masa del aire se aproxima a cero para propsitos prcticos):

Densidad seca,, es la masa de slidos dividida por el volumen total de aire, agua y slidos:

Densidad de flotacin, oDensidad sumergida, se define como la densidad de la mezcla menos la densidad del agua, lo cual es til en suelos sumergidos:

dondees la densidad del aguaContenido en aguaoHumedad,es el ratio de masa de agua respecto a la masa de slido. Es fcil de medir ya que es el cociente entre la muestra natural y la muestra secada al horno y pesada de nuevo. El procedimiento est estandarizado por la ASTM.

ndice de huecos,, es el ratio de volumen de huecos por el volumen de slidos:

Porosidad,, es el ratio entre el volumen de huecos y el volumen total, y est relacionado con el ndice de huecos:

Grado de saturacin,, ratio entre el volumen de agua y el volumen de huecos, as una muestra S=1 estar completamente hmeda y no admitir ms agua:

De las definiciones de arriba se pueden derivar las siguientes:

Tensin efectiva y capilaridad: condiciones hidrostticas[editareditar cdigo]

Duna del desierto. En una duna no hay agua en los huecos y la tensin efectiva es igual a la tensin normal siendo la presin entre los poros igual a cero.Artculo principal:Tensin efectiva.Para entender la mecnica de suelos es necesario entender cmo actan las tensiones normales y efectivas entre las distintas fases. Ni la fase lquida ni la gaseosa aportan resistencia significativa atensin cortante. La resistencia de cortante del suelo proviene de la friccin y el bloqueo interno de las partculas. La friccin depende de las tensiones de contracto entre las partculas slidas. Por otro lado, las tensiones normales se distribuyen por todo el fluido y las partculas. Aunque los poros de aire son relativamente compresibles, pero los poros llenos de agua no por lo que en caso de esfuerzo normal las partculas se reordenarn distribuyendo toda la tensin por los fluidos, juntando an ms las partculas.El principio de tensin efectiva, introducida porKarl Terzaghi, determina que la tensin efectiva',es decir, la tensin media intergranular entre partculas slidas puede ser calculada por una simple resta de la presin de los poros de la presin total:

dondees la tensin total yues la presin del poro. No es prctico medir'directamente, as que en la prctica la tensin vertical efectiva se calcula a partir de la presin de los poros y la tensin total vertical. La distincin entre los trminos de presin y tensin es tambin importante. Por definicin, lapresinen un punto es igual en todas las direcciones pero latensinde un punto puede ser distinta en diferentes direcciones. En mecnica de suelos, las tensiones y presiones de compresin se consideran positivas y las presiones de tensin se consideran negativas, a la inversa de la convencin utilizada en mecnica de slidos.Presin total[editareditar cdigo]Vase tambin:Presin lateral del suelo.Para condiciones a nivel de suelo, la presin vertical total en un punto,, en promedio, es el peso de todo lo que quede por encima de dicho punto por unidad de rea. La tensin vertical bajo una capa superficial uniforme con densidad, y grosores por el ejemplo:

dondees la acelaracin debida a la gravedad, yen la unidad de masa de la capa superior. Si hay varias capas encima de distintas densidades o capas de agua se puede obtener el valor total sumando el producto de todas las capas. La tensin total aumenta con el incremento de la profundidad en proporcin a las densidades de las capas superiores. Para calcular latensin total horizontalse tiene que acudir a otras frmulas, basada en la tensin vertical.Presin de poros de agua[editareditar cdigo]Artculo principal:Presin de poros de agua.Condiciones hidrostticas[editareditar cdigo]

Tubo capilar de aguaSi no hubiera flujo de agua entre los poros, la presin de los poros de agua serahidrosttica. Latabla de aguao nivel fretico est situada a la profundidad donde la presin de agua es igual a la presin atmosfrica. Para condiciones hidrostticas, la presin de agua aumenta linearmente con la profundidad por debajo del fretico.

dondees la densidad del agua, yes la profundidad por debajo del nivel fretico.Accin capilar[editareditar cdigo]

Agua en los contactos de los granosDebido a latensin superficialel agua puede subir mediante los pequeos huecos que se producen en el suelo. De esta forma el agua puede ascender por encima de la tabla de agua por los pequeos poros entre las partculas de suelo. De hecho el suelo puede saturarse completamente por encima de la tabla de agua. Por encima de la altura de saturacin capilar, el contenido de agua en el suelo puede disminuir con la cota. Si el agua en la zona capilar no se est desplazando, la presin del agua obliga al equilibrio de la ecuacin hidrosttica,, sin embargoes negativa por encima del nivel fretico. Por tanto, las presiones hidrostticas del agua por encima del nivel fretico son negativas. El grosor de la zona de capilaridad depende del tamao de las partculas del suelo, pero generalmente, las alturas pueden variar entre centmetros (para un suelo arenoso) a decenas de metros (para un suelo arcilloso o limoso)

intergranular contact force due to surface tension.Clasificacin del suelo[editareditar cdigo]Vase tambin:Granulometra.Los ingenieros geotcnicos clasifican los tipos de partculas del suelo en funcin de varios experimentos (secado, paso por tamizes y moldeado). Estos experimentos aportan la informacin necesaria sobre las caractersticas de los granos del suelo que los componen. Hay que decir que la clasificacin de los tipos de granos presentes en el suelo no aporta informacin sobre la "estructura" o "fbrica" del suelo, condiciones que describen la compacidad de las partculas y el patrn en la disposicin de las partculas en un zona de carga tanto como el tamao del poro o la distribucin de fluido en los poros. Los ingenieros geolgicos tambin clasifican el suelo en funcin de su gnesis o su historial de estratificacin.Clasificacin de los granos del suelo[editareditar cdigo]EnEstados Unidosy otros pases se usa elSistema Unificado de Clasificacin de Suelos(Unified Soil Classification Systemo USCS). EnReino Unidose emplea la NormaBritish Standard BS5390y tambin es muy conocida la clasificacin del suelo de laAASHTO. EnEspaase usa la clasificacin delPG-3para obras de carreteras.2Clasificacin de arenas y gravas[editareditar cdigo]En el USCS, gravas (que tienen el simboloG) y arenas (con el smboloS) estn clasificadas de acuerdo al tamao del grano y su distribucin. Para el USCS, las gravas pueden ser clasificadas porGW(grava bien gradada),GP(grava pobremente gradada),GM(grava con una gran cantidad de limo), oGC(grava con una importante cantidad de arcilla). Igualmente las arenas pueden ser clasificadas comoSW,SP,SMoSC. Arenas y gravas con una pequea pero importante cantidad de finos (entre el 5% y 12%) pueden tener una clasificacin doble, como por ejemploSW-SC.Lmites de Atterberg[editareditar cdigo]Artculo principal:Lmites de Atterberg.Arcillas y limos, a veces llamados "suelos de finos", son clasificados en funcin de suslmites de Atterberg; los ms usados son el Lmite Lquido (denotado porLLo), Lmite Plstico (denotado porPLo), y el lmite de retraccin (denotado porSL). El lmite de retraccin corresponde al contenido de agua por debajo del cual el suelo no se retrae si se seca.El lmite lquido y el lmite plstico estn arbitrariamente determinados por la tradicin y convenciones. El lmite lquido se determina midiendo el contenido en agua de una cuchara cerrada despus de 25 golpes en un test estandarizado.3Tambin se puede determinar mediante un test de cada en un cono. El lmite plstico es el contenido de agua por debajo del cual no es posible moldear cilindros con la mano menores de 3 milmetros. El suelo tiende a quebrarse o deshacerse si baja esa humedad.El ndice de plasticidad es la diferencia entre el lmite lquido y el lmite plstico del extracto de suelo. Es un indicador de cuanta agua puede absorber el suelo.Clasificacin de limos y arcillas[editareditar cdigo]

Grfica para clasificar suelos finos por el sistema USCS.De acuerdo con elSistema Unificado de Clasificacin de Suelos, los limos y arcillas estn clasificados en funcin de los valores de su ndice de plasticidad y lmite lquido en una grfica de plasticidad. La lnea A de la grfica separa las arcillas (C) de los limos (M). El lmite lquido de 50% separa los suelos de alta plasticidad (se aade la letra H) de los de baja plasticidad (se aade la letra L). Otras posibles clasificaciones de limos y arcillas estn dadas porML,CLyMH. Si los lmites de Atterberg caen en un punto de la grfica cercano al origen pueden recibir una clasificacin dual 'CL-ML'.ndices relativos a la resistencia del suelo[editareditar cdigo]ndice de liquidez[editareditar cdigo]Los efectos del contenido del agua en la resistencia de los suelos saturados puede ser cuantificada por el uso delndice de liquidezoleche:

Densidad relativa[editareditar cdigo]La densidad de arenas (suelos sin cohesin) est caracterizada a veces por su densidad relativa,

Roca y suelo[editareditar cdigo]Los trminos roca y suelo, en las acepciones en que son utilizados por el ingeniero civil y a diferencia del concepto geolgico que suponerocaa todos los elementos constitutivos de la corteza terrestre, implican una clara diferencia entre dos tipos de materiales.La roca es considerada como un agregado natural de partculas minerales unidas mediante grandes fuerzas cohesivas. Y se llama roca a todo material que suponga una alta resistencia, y suelo, contrariamente, a todo elemento natural compuesto de corpsculos minerales separables por medios mecnicos de poca intensidad, como son la agitacin en agua y la presin de los dedos de la mano.Para distinguir un suelo de una roca se puede hacer uso de un vaso de precipitado con agua en el que se introduce la muestra a clasificar y se agita. La desintegracin del material al cabo del tiempo conduce al calificativo de suelo, considerndose roca en el caso de efectos contrarios. Por medio de la compresin se puede establecer una frontera numrica; si el material rompe a menos de 14 kg/cm se toma como suelo, significndose que tal lmite es arbitrario y que, en ocasiones, muestras que superan en el laboratorio el supradicho esfuerzo son manejadas con los criterios de suelo.Con el paso del tiempo y debido a fenmenos de meteorizacin, la roca va perdiendo progresivamente su resistencia mecnica y se transforma en suelo.Mtodos de prospeccin de suelos[editareditar cdigo]Artculo principal:Mtodos de prospeccin de suelos.Un estudio de mecnica de suelos nos debe llevar a obtener un conjunto de datos que nos permita tener una mejor idea acerca de las caractersticas que presenta el suelo donde vamos a construir. Hablando de esas caractersticas lo que un ingeniero civil o el proyectista requiere son las propiedades fsicas del subsuelo, para esto se deben de tomar muestras del suelo las cuales sern llevadas a un laboratorio donde una persona preparada en el tema nos reportara los datos que necesitamos. Existen dos tipos de sondeos los preliminares y los definitivos.

Licuefaccin de suelo

Licuefaccin de suelo a causa del terremoto ocurrido en Niigata en 1964. Obsrvese cmo los edificios se han inclinado al perder su apoyo en el suelo.

La licuefaccin permiti que esta boca dealcantarillaflotara y se elevara por sobre la superficie.Lalicuefaccin de suelodescribe el comportamiento desuelosque, estando sujetos a la accin de unafuerzaexterna (carga), en ciertas circunstancias pasan de un estado slido a un estado lquido, o adquieren la consistencia de un lquido pesado. Es un tipo decorrimiento, provocado por lainestabilidad de un talud. Es uno de losfenmenosms dramticos y destructivos y, adems, ms polmicos y peor explicados que pueden ser inducidos en depsitos por acciones ssmicas.Es ms probable que la licuefaccin1ocurra en suelos granulados sueltos saturados o moderadamente saturados con un drenaje pobre, tales como arenas sedimentadas o arenas y gravas que contienen vetas de sedimentos impermeables.2Durante el proceso en que acta la fuerza exterior, por lo general una fuerza cclica sin drenaje, tal como unacarga ssmica, las arenas sueltas tienden a disminuir su volumen, lo cual produce un aumento en la presin de agua en los poros y por lo tanto disminuye latensin de corte, originando una reduccin de latensin efectiva.Los suelos ms susceptibles a la licuefaccin son aquellos formados por depsitos jvenes (producidos durante elHoloceno, depositados durante los ltimos 10,000 aos) de arenas y sedimentos de tamaos de partculas similares, en capas de por lo menos ms de un metro de espesor, y con un alto contenido de agua (saturadas). Tales depsitos por lo general se presentan en los lechos de ros, playas,dunas, y reas donde se han acumulado arenas y sedimentos arrastrados por el viento y/o cursos de agua. Algunos ejemplos de licuefaccin sonarena movediza, arcillas movedizas, corrientes de turbidez, y licuefaccin inducida por terremotos.Segn cual sea lafraccin de vacoinicial, el material del suelo puede responder ante la carga bien en un modo deablandamiento inducido por deformacino alternativamente sufrirendurecimiento inducido por deformacin. En el caso de suelos del tipo ablandamiento inducido por deformacin, tales como arenas sueltas, los mismos pueden alcanzar un punto de colapso, tanto en forma montona o cclica, si la tensin de corte esttica es mayor que tensin de corte estacionaria del suelo. En este caso ocurrelicuefaccin de flujo, en la cual el terreno se deforma con una tensin de corte constante de valor reducido. Si el terreno es del tipo endurecimiento inducido por deformacin, o sea arenas de densidad moderadas a altas, en general no ocurrir una licuefaccin por flujo. Sin embargo, puede presentarse unablandamiento cclicoa causa de cargas cclicas sin drenaje, tales como cargas ssmicas. La deformacin durante cargas cclicas depender de la densidad del terreno, la magnitud y duracin de la carga cclica, y la magnitud de inversin de la tensin de corte. Si es que ocurre una inversin de la tensin, la tensin de corte efectiva puede ser nula, en cuyo caso puede occurrir el fenmeno delicuefaccin cclica. Si no ocurre inversin de las tensiones, no es posible que la tensin efectiva sea nula, en cuyo caso puede occurrir el fenmeno demovilidad cclica.3La resistencia de un suelo sin cohesin frente a la licuefaccin depender de la densidad del terreno, las tensiones de confinamiento, la estructura del terreno (textura, antigedad y cementacin), la magnitud y duracin de la carga cclica, y de si ocurre inversin de la tensin de corte.4La licuefaccin de los suelos es un proceso observado en situaciones en que la presin de poros es tan elevada que el agregado de partculas pierde toda la resistencia al corte y el terreno su capacidad soportante. Se producen en suelos granulares: Arenas limosas saturadas Arenas muy finas redondeadas (loess) Arenas limpias Rellenos minerosDebido a la gran cantidad de agua intersticial que presentan, laspresiones intersticialesson tan elevadas que unsesmo, o una carga dinmica, o la elevacin delnivel fretico, pueden aumentarlas, llegando a anular las tensiones efectivas. Esto motiva que las tensiones tangenciales se anulen, comportndose el terreno como un pseudolquido.Si bien los efectos de la licuefaccin han sido comprendidos desde hace mucho tiempo, los ingenieros y sismlogos han tenido un recordatorio sobre su relevancia a partir de los terremotos de 1964 ocurridos enNiigata, JapnyAlaska. El fenmeno tambin jug un papel muy importante en la destruccin del Distrito de la Marina enSan Franciscodurante elterremoto de Loma Prietaocurrido en 1989.ndice[ocultar] 1Anlisis 1.1Condicin de un suelo para que sea licuable 1.2Clculo 2Estudio 3Licuefaccin inducida por terremoto 4Arenas movedizas 5Arcillas rpidas 6Corrientes de turbidez 7Efectos 8Vase tambin 9Referencias 10Enlaces externosAnlisis[editareditar cdigo]Condicin de un suelo para que sea licuable[editareditar cdigo]Seed and Idriss (1982) consideran que un suelo puede licuar si: El porcentaje en peso de partculas