UNIVERSIDAD LATINOAMERICANA FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGIA CARRERA: ING. CIVIL ASCENSION CAPILAR EN SUELOS DOCENTE: ING. JAVIER FERRUFINO MATERIA: MECANICA DE SUELOS II ESTUDIANTE: RODRIGUEZ VASQUEZ CLAUDIA SECO MOLLO NOELIA SEMESTRE: SEPTIMO GESTION: I/2023 COCHABAMBA - BOLIVIA INDICES 1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................................... 3 2 ASCENSIÓN CAPILAR DE AGUA EN LOS SUELOS .................................................................. 3 3 OBJETIVOS............................................................................................................................. 3 3.1.1 Objetivo General................................................................................................... 3 3.1.2 Objetivos específicos ............................................................................................ 3 4 MARCO TEÓRICO .................................................................................................................. 3 5 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS ................................................................................................. 5 6 PROCEDIMIENTO .................................................................................................................. 6 6.1 PRUEBA DE CAPILARIDAD ............................................................................................ 7 7 RESULTADOS ......................................................................................................................... 7 8 RECOMENDACIONES ............................................................................................................ 8 1 INTRODUCCIÓN La capilaridad tiene que ver con la propiedad de los líquidos, que depende de la tensión superficial con la que cuente, además depende de la cohesión del líquido y que le con cede la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un Líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Este es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad. 2 ASCENSIÓN CAPILAR DE AGUA EN LOS SUELOS 3 OBJETIVOS 3.1.1 Objetivo General El presente informe tiene por objetivo general conocer el tema de ascensión capilar de agua en los suelos. 3.1.2 Objetivos específicos Investigar y redactar la literatura usada para sustentar el tema de capilaridad. Determinar la elevación de capilaridad de diferentes tipos de suelos. 4 MARCO TEÓRICO Para empezar la capilaridad viene a ser un fenómeno debido a la tensión superficial, en virtud del cual un líquido asciende por tubos de pequeño diámetro o por entre láminas muy próximas. Pero no siempre ocurre así debido a que la atracción entre moléculas iguales (cohesión) y moléculas diferentes (adhesión) son fuerzas que dependen de las sustancias, ahora bien, la tensión superficial es la propiedad de un liquido en la interface "liquido gas", por la cual las moléculas de la superficie soportan fuerzas de tensión (1). Los continuos espacios vacíos del suelo pueden comportarse en conjunto como tubos capilares con secciones transversales diferentes. En contraste con lo que ocurre en los tubos, los vacíos continuos del suelo se comunican entre sí en toda dirección, constituyendo un enrejado de vacíos. En la Figura se ha colocado una muestra de suelo en un cilindro transparente. La parte inferior ha sido protegida para evitar que el suelo salga. pero permitir el contacto con el agua, mientras que el extremo superior queda expuesto a la atmósfera. Algún tiempo después de poner en contacto la parte inferior del tubo con el agua, muestra que el agua asciende capilarmente hasta una altura máxima hc. A una altura hcs, entonces el suelo está completamente saturado, mientras la región de suelo comprendida entre hcs y hc está parcialmente saturada de agua, el ascenso capilar resulta ser más rápido mientras el grado de saturación disminuya. Hazen (1930) obtuvo una ecuación que permite determinar el máximo ascenso capilar de agua en el suelo, que es: La constante C. puede ser estimado según ala forma y estado de las partículas de La figura a continuación muestra dos curvas que han sido determinadas experimentalmente de la observación del ascenso capilar en diversos suelos. A la altura he se la llama altura de saturación capilar y puede ser determinada, para lo debe ingresarse con un valor del diámetro efectivo en milímetros, luego de interceptar a la curva deseada, entonces se tendrá una aproximación del ascenso capilar correspondiente al caso. En un perfil de suelo, el agua ascenderá capilarmente a partir del nivel freático y saturará todos los espacios vacíos hasta una altura h es Con respecto al nivel freático. El máximo ascenso capilar se registrará a una altura he. Al igual que en los tubos, mientras más pequeñas sean las partículas del suelo, mayor será el ascenso capilar. Rango aproximado del ascenso capilar para diversos suelos: 5 EQUIPOS Y HERRAMIENTAS • • • • • • Muestras de suelo (arena, bentonita, franco arenoso, arcilla.) Agua. Montaje. 4 tubos plásticos traslucidos. 4 taras. Regla graduada. 6 PROCEDIMIENTO Se tiene el Siguiente procedimiento ➢ En primer lugar, se tiene 4 diferentes tipos de muestras de suelo, en el cual se depositan cada una en un recipiente y se enrazan. Posteriormente en el montaje de ensayo se introduce cada tubo en la muestra de suelo respectivamente como lo muestra a continuación la siguiente imagen ➢ Una vez se coloca el montaje correctamente, se procede agregando agua en igual proporción a cada una de las muestras de suelo, dejando cada una de ellas totalmente humedecida. Luego se emplea la tarea de agregar periódicamente agua a cada muestra por una cantidad de veces en días distintos para observar el comportamiento y ver que muestras presenta la propiedad de capilaridad. Lo anterior se observa en la siguiente tabla: 6.1 PRUEBA DE CAPILARIDAD 7 RESULTADOS ➢ Por medio de la experimentación y visualización resulta que la Bentonita es impermeable. Por lo tanto, no presenta la propiedad de la capilaridad y el agua no asciende por el tubo capilar. ➢ La arcilla es la muestra que presenta mayor capilaridad. Ya que está en cada intervalo de tiempo fue la que mayor mostro ascenso en el líquido por la columna del tubo capilar traslucido. ➢ Dentro de las cuatro muestras de suelo la arenosa fue la muestra que presenta el menor ascenso de líquido en la columna del tubo capilar traslucido. Por lo tanto, presenta capilaridad de manera moderada respecto a las demás muestras. ➢ Se determina que a partir de métodos experimentales sencillos y con la ayuda de la observación del ojo humano, se puede visualizar la diferencia de capilaridad que presenta cada muestra de suelo (3). CONCLUSIONES ➢ Se concluye que la tensión Superficial ejercida por el líquido (agua) en las 3 muestras de suelo fue clara y evidente, ya que en las 3 muestras de suelo se presentó cohesión intermolecular entre sus moléculas que permitió que el líquido subiera por el tubo capilar. ➢ La realización de la experimentación para medir la tensión superficial, con apoyo del principio de la tensión, el agua tiende a subir una altura "h", el cual dependería de la fuerza de cohesión adhesión que son propias del agua que ascendió por las fuerzas atractivas entre sus moléculas dentro del tubo capilar. ➢ Legamos a la conclusión que para que haya capilaridad, la fuerza de cohesión natural tiene que ser mayor a la fuerza de adhesión y que la tensión superficial de un líquido es una propiedad exclusiva específica de cada líquido, y que depende de la temperatura, estado del entorno, presión atmosférica. 8 RECOMENDACIONES ➢ Se recomienda seguir el procedimiento correcto para obtener resultados óptimos. ➢ Se recomienda realizar ensayos con otros tipos de suelos para fines de interpretación. ➢ También no presionar mucho el calibrador, puesto que puede resultar medida.
