POROSIDAD: La porosidad de un terreno se define como la relacin (%) entre el volumen de huecos y el volumen total del terreno que los contiene:

Esto es si la porosidad es del 50 % significa que la mitad de la roca est constituida por poros y la otra mitad por partculas slidas.

La porosidad depende de un gran nmero de factores entre los que cabe destacar: Naturaleza del terreno La uniformidad granulomtrica de sus componentes La disposicin y forma de las partculas Grado de cementacin o compactacin Efectos de la fisuracin, disolucin, meteorizacin, etc Los huecos o intersticios del terreno se clasifican en dos grandes grupos: Primarios, originados al mismo tiempo que se formaron las rocas que los contienen: Ej. Las rocas detrticas. Secundarios, producidos posteriormente por fracturacin o por disolucin: Ej. Las rocas metamrficas y las calizas. De lo anterior se deduce que hay dos tipos de porosidades: Porosidad primaria u originaria Porosidad adquirida o secundaria, producida por fracturacin o por disolucin.

PERMEABILIDAD: Es la capacidad de un terreno de permitir el paso del agua travs del mismo. La permeabilidad es el factor ms importante de las rocas en relacin con la explotacin de sus aguas subterrneas. Depende de: Tamao de los huecos interconectados (poros, fracturas, etc.) La granulometra de las partculas rocosas Naturaleza y rugosidad de la superficie de estas partculas - La direccin dentro del terreno (anisotropa). Puesto que el agua subterrnea es contenida y conducida por los huecos que presenta el terreno, la forma y las caractersticas de ellos influirn de un modo fundamental en el comportamiento de la permeabilidad: Los materiales granulares bien clasificados (gravas y arenas) tienen unas elevadas porosidad y permeabilidad; en cambio, en las arcillas y los limos el agua se adosa a los diminutos poros por atraccin inica y queda retenida, es decir, son rocas muy porosas pero resultan impermeables.

El tamao de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtracin (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolacin (movimiento del agua a travs del suelo). El tamao y el nmero de los poros guardan estrecha relacin con la textura y la estructura del suelo y tambin influyen en su permeabilidad.

Variacin de la permeabilidad segn la textura del sueloPor regla general, como se muestra a continuacin, mientras ms fina sea la textura del suelo, ms lenta sera la permeabilidad:

SueloTexturaPermeabilidad

Suelos arcillososFinaDe muy lentaamuy rpida

Suelos limososModeradamente fina

Moderadamente gruesa

Suelos arenososGruesa

Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/hora Arenosos5.0

Franco arenosos2.5

Franco1.3

Franco arcillosos0.8

Arcilloso limosos0.25

Arcilloso0.05

MEDICION DE LA PERMEABILIDAD

La permeabilidad del suelo suele medirse en funcin de la velocidad del flujo de agua a travs de ste durante un perodo determinado. Generalmente se expresa o bien como una tasa de permeabilidad en centmetros por hora (cm/h), milimetros por hora (mm/h), o centmetros por da (cm/d), o bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por segundo (m/s) o en centmetros por segundo (cm/s).

Medicin de la permeabilidad del suelo en el laboratorioCUADRO 15 Clases de permeabilidad de los suelos para la agricultura y su conservacinClases de permeabilidad de los suelosndice de permeabilidad

cm/horacm/dia

Muy lenta Lentamenor de 0.13menor de 3

Lenta0.13 - 0.33 - 12

Moderadamente lenta0.5 - 2.012 - 48

Moderada2.0 - 6.348 - 151

Moderadamente rpida6.3 - 12.7151 - 305

rpida12.7 - 25305 - 600

Muy rpidamayor de 25mayor de 600

CUADRO 16 Clases de permeabilidad de los suelos para obras de ingeniera civilClasesde permeabilidad de los sue/osCoeficiente de permeabilidad (K en m/s)

Lmite inferiorLmite superior

Permeable2 x 10-72 x 10-1

Semipermeable1 x 10-111 x 10-5

Impermeable1 x 10-115 x 10-7

Cuando usted (leva una muestra no alterada a un laboratorio de anlisis para medir la permeabilidad, se toma una columna de suelo y se somete a condiciones determinadas, tales como saturacin de agua y una carga de agua constante. El resultado lo recibir en forma de tasa de permeabilidad (vase el Cuadro 15) o de coeficiente de permeabilidad (vase el Cuadro 16).

Muestras saturadas bajo una carga hidrosttica constante de 1,27 cm.Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo

Excave un hoyo hasta la altura de la cintura;

En las primeras horas de la maana llnelo de agua hasta el borde;

Por la noche, parte del agua se habr filtrado en el suelo;

Vuelva a llenar el hoyo de agua basta el borde y cbralo con tablas o ramas frondosas;

Si a la maana siguiente la mayor parte del agua permanece en el hoyo, la permeabilidad del suelo es apta para construir un estanque pisccola en ese lugar;

Repita este ensayo en diferentes lugares las veces que sea necesario de acuerdo con la calidad del suelo.

Ensayo ms preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad

Examine cuidadosamente los dibujos que hizo al estudiar los perfiles del suelo. Basndose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad ms lenta;

Marque con un lpiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad ms lenta;

.

Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de dimetro hasta alcanzar el horizonte superior menos permeable;

Recubra completamente las paredes del hoyo con arcilla pesada mojada o revstalas con una lmina de material plstico, si dispone de ella, para impermeabilizarlas;

Vierta agua en el hoyo hasta que sta alcance unos 10 cm de profundidad.

Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendr que reponerla a medida que desaparece. La filtracin disminuir cuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podr medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo;

Cercirese de que el agua contenida en el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad como antes. Si no es as, aada agua hasta alcanzar esa profundidad;

Introduzca en el agua una vara de medir y anote la profundidad exacta del agua en milmetros (mm);

Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante varias horas. Anote la tasa de filtracin por hora. Si el agua se filtra con demasiada rapidez, aada agua hasta alcanzar nuevamente el nivel de 10 cm. Mida con sumo cuidado la profundidad del agua;

Cuando las mediciones por hora sean casi iguales, la tasa de permeabilidad es constante y puede dejar de medir; Si hay grandes diferencias en la filtracin por hora, contine aadiendo agua en el hoyo para mantener la profundidad de 10 cm hasta que la tasa de filtracin se mantenga casi igual;

Compare ahora sus resultados con los valores siguientes:

Tasa de permeabilidad en mm/hAptitud del horizonte para fondo de estanque

Inferior a 2Infiltracin aceptable: suelo apto

2-5Infiltracin rpida: el suelo es apto SOLO si la infiltracin se debe a la estructura del suelo que desaparecer cuando se llene el estanque

5-20Infiltracin excesiva: suelo no apto a menos que pueda reducirse la infiltracin como se describe infra

Determinacin de los coeficientes de permeabilidad

Para obtener una medicin ms exacta de la permeabilidad del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que le dar un valor para el coeficiente de permeabilidad: Utilizando una barrena de sondeo, perfore en el suelo un hoyo de aproximadamente 1 m de profundidad (A), en el lugar donde desea determinar el coeficiente de permeabilidad;

Llene el hoyo de agua hasta el borde (B/C);

Durante por lo menos 20 minutos (B/C), vuelva a llenar el hoyo hasta el borde cada cinco minutos para asegurarse de que el suelo est completamente saturado;

Aada agua basta el borde del hoyo y empiece a medir la velocidad a que baja la superficie del agua, utilizando un reloj para medir el tiempo y una regla graduada en centmetros para medir la dstancia (P) entre la superficie del agua y el borde del hoyo (D). Deje de medir cuando la velocidad sea casi constante;

La velocidad se hace constante

Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su dimetro (D). Exprese todas las mediciones en metros (m):H = 1,15m y D=12cm o 0,12 m

Para cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de tiempo/distancia, calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizando la frmula siguiente:K= (D2) x In (h1 h2) / 2 (t2- t1)

Donde (D 2) es el radio del hoyo o la mitad de su dimetro en metros;In se refiere al logaritmo natural; h1 y h2 son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 al inicio y h2 al final del intervalo de tiempo;(t2 - t1 ) expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones consecutivas, en segundos.

Pasos sucesivos para el clculo de los coeficientes de permeabilidadsobre la base de mediciones de campo (para la perforacin de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)

TRANSPORTE DE SEDIMENTOSLos sedimentos que transporta una corriente de agua son consecuencia natural de la degradacin del suelo, puesto que el material procedente de la erosin llega a las corrientes a travs de tributarios menores, por la capacidad que tiene la corriente de agua para transportar slidos, tambin por movimientos en masa, o sea, desprendimientos, deslizamientos y otros.En un punto cualquiera del ro, el material que viene de aguas arriba puede seguir siendo arrastrado por la corriente y cuando no hay suficiente capacidad de transporte este se acumula dando lugar a los llamados depsitos de sedimentos.Las corrientes fluviales forman y ajustan sus propios cauces, la carga de sedimentos a transportar y la capacidad de transporte tienden a alcanzar un equilibrio. Cuando un tramo del ro consigue el equilibrio, se considera que ha obtenido su perfil de equilibrio. Sin embargo, puede ser aceptable que existan tramos o sectores de un ro que hayan alcanzado su equilibrio, aunque estn separados por tramos que no tengan este equilibrioEl movimiento de los sedimentos en las corrientes y ros presenta dos formas. Los sedimentos en suspensin estn constituidos por las partculas ms finas mantenidas en suspensin por los remolinos de la corriente y slo se asientan cuando la velocidad de la corriente disminuye, o cuando el lecho se hace ms liso o la corriente descarga en un pozo o lago. Las partculas slidas de mayor tamao son arrastradas a lo largo del lecho de la corriente y se designan con el nombre de arrastre de fondo. Existe un tipo intermedio de movimiento en el que las partculas se mueven aguas abajo dando rebotes o saltos, a veces tocando el fondo y a veces avanzando en suspensin hasta que vuelven a caer al fondo. A este movimiento se le denomina saltacin y es una parte muy importante del proceso de transporte por el viento; en la corriente lquida la altura de los saltos es tan reducida que no se distinguen realmente del arrastre de fondo.DIFICULTADES EN LA ESTIMACION DE LOS SEDIMENTOS En primer lugar, pueden existir cantidades importantes del material erosionado que no contribuyen al sedimento en la corriente debido a que se deposita antes de que llegue a ellas. La proporcin de sedimento que llega a la corriente en comparacin con el movimiento bruto de los sedimentos dentro de la cuenca se denomina relacin de distribucin. Esta puede ser apenas de 1% si existen depresiones o zonas con una espesa vegetacin en las que se retiene la mayor parte del suelo. En un estudio de campo de 105 regiones de produccin agrcola de los Estados Unidos, Wade y Heady (1978) descubrieron que las relaciones de distribucin variaban entre el 0,1% y el 37,8% de la erosin bruta.

Una segunda causa posible de error es el factor tiempo. En una cuenca mayor el sedimento puede erosionarse y depositarse y sucesivamente volverse a erosionar y volverse a depositar cierto nmero de veces antes de que el sedimento llegue a la corriente. Una muestra de este sedimento podra incluir material erosionado en su origen varios aos antes.

La tercera dificultad radica en que el sedimento de la corriente incluye materiales que proceden de diferentes fuentes con relaciones de distribucin muy distintas. El sedimento procedente del derrumbe de las orillas de las zanjas o de las riberas de los ros pasa inmediatamente al caudal de la corriente, mientras que la prdida de suelo de una pequea superficie cultivada y dentro de una cuenca en la que predominan los bosques podra tener tasas de erosin local elevadas, pero contribuir poco a la carga total de sedimentos.

Clculo del Transporte de Sedimentos por el fondo:

Frmula de Schoklitsch: En 1943, Schoklitsch present la siguiente ecuacin:

Utilizada para estimar carga de fondo en ros de llanura y carga total en ros de montaa.

Frmula de Meyer-Peter y Mller: En 1934 estos autores alemanes desarrollaron la siguiente expresin:

Donde 28.6 mm. Mtodo de Einstein: 1.- Estimar previamente resistencia hidrulica segn el mismo autor, para obtener: r, r, r, V, X y . 1. Con Ks/, obtener Y de la figura 4.5.

1. Calcular = log(10.6) = 1.0253 4. 1. Calcular X: 2. Si / > 1.80 X = 0.772. Si / < 1.80 X = 1.39 5. Se calcula x:

1. Fijar el valor del dimetro: 0. Si 2 d = d35 0. Si > 2 d = di 1. Con di/X obtener de la figura 4.5 1. Calcular i y *i de la siguiente manera:

Con el valor de *i conseguido, entrar en la figura 4.6 y obtener *i.

Calcular el transporte de sedimentos por el fondo: