La investigación en geotecnia ha avanzado significativamente en nuestra comprensión del fenómeno de la franja capilar. Esta capa, crítica para el movimiento de la humedad en los suelos, afecta tanto las propiedades físicas como mecánicas del terreno. Los investigadores se centran en cuantificar la ascensión capilar y sus implicaciones para la resistencia y compresibilidad del suelo. Se desarrollan técnicas de modelado sofisticadas para simular el comportamiento de la franja capilar, ofreciendo información sobre el flujo y retención de agua en suelos no saturados. Estos modelos son fundamentales para predecir el impacto de los cambios ambientales en las estructuras del suelo y para el desarrollo de soluciones efectivas en la ingeniería del terreno.«Se puede reducir a la solución clásica de Terzaghi si se ignora la no linealidad en la conductividad hidráulica con el cambio de succión del suelo. Resultados»
El fringe capilar es una zona por encima del nivel freático donde el agua llena los espacios porosos mediante la acción capilar. En el suelo, esto ocurre debido a la cohesión entre las moléculas de agua y la adhesión entre el agua y las partículas del suelo. A medida que el nivel freático desciende, el fringe capilar también disminuye. El grosor del fringe capilar depende de factores como el tipo de suelo, el tamaño de los granos y el contenido de humedad. Juega un papel crucial en el control del movimiento del agua y los contaminantes en el subsuelo, especialmente en suelos de grano fino con baja permeabilidad.«Estudios de sitio del radar de penetración terrestre para monitoreo de contaminantes de productos petroleros EarthDoc»
| Tipo de Suelo | Grosor de la Franja Capilar (cm) | Porosidad (%) | Permeabilidad (cm/seg) | Uso/Ocurrencia Típica |
|---|---|---|---|---|
| Arena Gruesa | 21 - 30 | 25 - 35 | Alta (10-2 a 10-4) | Capas de drenaje, bases de construcción |
| Arena Fina | 33 - 47 | 31 - 38 | Moderada (10-3 a 10-5) | Agregados de concreto, filtración |
| Arena Limosa | 54 - 69 | 37 - 45 | Baja a Moderada (10-5 a 10-7) | Relleno de terraplenes, material de subrasante |
| Limo | 74 - 89 | 40 - 49 | Muy Baja (10-6 a 10-8) | Suelos de jardín, revestimientos de estanques |
| Arcilla | 93 - 118 | 45 - 54 | Extremadamente Baja (<10-9) | Barreras de arcilla, materiales cerámicos |
En conclusión, la investigación continua sobre el fenómeno de la franja capilar en geotecnia ha proporcionado valiosas perspectivas sobre las interacciones suelo-agua y tiene el potencial de mejorar nuestro entendimiento de varios procesos geotécnicos. Los hallazgos de esta investigación se pueden aplicar al diseño y construcción de proyectos de infraestructura, asegurando su integridad estructural y estabilidad a largo plazo.«Efecto de la histéresis en el flujo de agua en una columna de arena con una franja capilar fluctuante»
La teoría capilar del secado es un concepto en geotecnia que explica cómo se elimina el agua de los suelos mediante la acción capilar. Según esta teoría, cuando un suelo húmedo está expuesto al aire, el agua presente en los poros del suelo se evaporará. Las fuerzas capilares dentro de la matriz del suelo atraerán el agua hacia la superficie, donde luego puede evaporarse hacia la atmósfera. Esta teoría ayuda a comprender el comportamiento de secado de los suelos y es importante en el diseño y análisis de proyectos de construcción que involucran suelo.«Fluctuaciones diurnas de niveles freáticos inducidas por cambios en la presión atmosférica»
El ascenso capilar no es inherentemente negativo. Se refiere al fenómeno donde los líquidos pueden ascender contra la gravedad en espacios estrechos, como las pequeñas aberturas entre las partículas del suelo. Estas fuerzas capilares son el resultado de las fuerzas cohesivas entre las moléculas del líquido y la tensión superficial. Sin embargo, en ciertos contextos, como en el campo de la geotecnia, el ascenso capilar a menudo se considera negativo porque puede causar problemas en los cimientos de los edificios. El ascenso del agua a través de la acción capilar en los suelos puede llevar a un aumento del contenido de humedad, lo cual puede afectar la integridad estructural de los edificios.«Transferencia de oxígeno en una franja capilar fluctuante Vadose Zone Journal GeoScienceWorld»
La franja capilar es la zona por encima de la tabla de agua donde el agua subterránea es atraída hacia arriba debido a las fuerzas capilares en el suelo. La pendiente del terreno puede afectar la altura y el grosor de la franja capilar. En una pendiente pronunciada, la franja capilar puede ser más delgada y estar más cerca de la tabla de agua, ya que las fuerzas gravitacionales contrarrestan las fuerzas capilares. En una pendiente suave, la franja capilar puede ser más gruesa y extenderse más arriba de la tabla de agua, ya que las fuerzas gravitacionales son más débiles. El gradiente de la pendiente puede influir en la extensión y el comportamiento de la franja capilar en el suelo.«Estudios de sitio del radar de penetración terrestre para monitoreo de contaminantes de productos petroleros EarthDoc»
El agua capilar en el suelo se refiere al agua que se mantiene en los pequeños espacios entre las partículas del suelo por fuerzas capilares. Esta agua es importante para las plantas ya que puede ser absorbida por sus raíces. Sin embargo, un exceso de agua capilar puede llevar a la saturación del suelo, lo que reduce la capacidad del suelo para soportar estructuras y aumenta el riesgo de inestabilidad de laderas. El ascenso capilar también puede causar problemas de humedad en los cimientos y sótanos de edificios. Gestionar el agua capilar es crucial en la geotecnia para asegurar la estabilidad y durabilidad de las estructuras.«El problema de exclusión de infiltración para cavidades de túneles en la franja capilar saturada - NASA/ADS»
