PERMEABILIDAD DEL SUELO INTRODUCCIÓN La permeabilidad de la capacidad de un material para que un fluido lo atraviesa sin alterar su estructura. Se afirme que un material es permeable si deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado, e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable. Depende de tres factores: 1.- La porosidad del material. 2.- La densidad del fluido considerado, afectando por su temperatura 3.- La presión a que está sometido el fluido. En geología la determinación de la permeabilidad del suelo tiene una importancia. Por ejemplo: previo a la construcción de edificios u otros obras civiles. La permeabilidad del suelo aumentar pro la existencia de fallas, grietas, juntas u otros defectos estructurales. No todo los suelos tienen tienen la misma permeabilidad, de ahí se divide divide en suelos permeables e impermeables, estos últimos son generalmente suelos arcillosos, donde la cantidad de escurrimientos del agua es pequeña y lenta.
PERMEABILIDAD DEL SUELO POR QUÉ ES IMPORTANTE DETERMINAR LA PERMEABILIDAD DEL SUELO Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.
Mientras más permeable sea el suelo, mayor será la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de esta colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.
Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.
Los diques del estanque se deben construir con un tipo de suelo que garantice una buena retención del agua. La calidad del suelo tendrá que comprobarse, repetimos, teniendo presente ese aspecto.
QUÉ FACTORES AFECTAN A LA PERMEABILIDAD DEL SUELO Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas. NOTA: El suelo está constituido por varios horizontes, y que, generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades físicas y químicas diferentes. Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad, se debe estudiar cada horizonte por separado.
LA PERMEABILIDAD DEL SUELO SE RELACIONA CON SU TEXTURA Y ESTRUCTURA El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.
Variación de la permeabilidad según la textura del suelo Por regla general, como se muestra a continuación, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad: SUELO
TEXTURA
Suelos arcillosos
Fina
Suelos limosos
Moderadamente fina Moderadamente gruesa
Suelos arenosos
Gruesa
PERMEABILIDAD De muy lenta a muy rápida
Ejemplo Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/hora
Arenosos Franco arenosos Franco Franco arcillosos Arcilloso limosos Arcilloso
5.0 2.5 1.3 0.8 0.25 0.05
Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:
Tipo de estructura Gran traslapo Laminar Ligero traslapo En bloque Prismática Granular
Permeabilidad De muy lenta a muy rápida
Puede variar de acuerdo con el grado en que se desarrolle la estructura.
CLASES DE PERMEABILIDAD DEL SUELO La permeabilidad del suelo suele medirse en función de la velocidad del flujo de agua a través de éste durante un período determinado. Ejemplo: Generalmente se expresa o bien como una tasa de permeabilidad en centímetros por hora (cm/h), milímetros por hora (mm/h), o centímetros por día (cm/d), o bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por segundo (m/s) o en centímetros por segundo (cm/s). Para fines agrícolas y de conservación, las clases de permeabilidad del suelo se basan en las tasas de permeabilidad, y para la ingeniería civil, se basan en el coeficiente de permeabilidad. Para la piscicultura, existen dos formas de describir la permeabilidad del suelo: Coeficiente de permeabilidad. Tasa de filtración.
Para la ubicación de los estanques y la construcción de diques, el coeficiente de permeabilidad, casi siempre, se utiliza para determinar la aptitud de un horizonte de suelo específico: Se pueden construir diques sin núcleo de arcilla impermeable en suelos cuyo coeficiente de permeabilidad sea inferior a K = 1 x 10 -4 m/s;
Se pueden construir fondos de estanques en suelos con un coeficiente de permeabilidad inferior a K = 5 x 10 -6 m/s.
Para la ordenación de estanques suele utilizarse la tasa de filtración:
Para la piscicultura en estanques con fines comerciales se considera aceptable una tasa media de filtración de 1 a 2 cm/d, pero es preciso tornar medidas correctivas para reducir la permeabilidad del suelo cuando existen valores más altos, en particular cuando alcanzan los 10 cm/d o más.
MEDICIÓN DE LA PERMEABILIDAD DEL SUELO EN EL LABORATORIO Cuando usted (lleva una muestra no alterada a un laboratorio de análisis para medir la permeabilidad, se toma una columna de suelo y se somete a condiciones determinadas, tales como saturación de agua y una carga de agua constante. El resultado lo recibirá en forma de tasa de permeabilidad.
CUADRO 1 Clases de permeabilidad de los suelos para la agricultura y su conservación Clases de permeabilidad de los suelos Muy lenta Lenta Moderadamente lenta Moderada Moderadamente rápida rápida
Índice de permeabilidad cm/hora menor de 0.13 0.13 - 0.3 0.5 - 2.0 2.0 - 6.3 6.3 - 12.7 12.7 - 25
cm/día menor de 3 3 - 12 12 - 48 48 - 151 151 - 305 305 - 600
CUADRO 2 Clases de permeabilidad de los suelos para obras de ingeniería civil. Clases de permeabilidad de los suelos
Coeficiente de permeabilidad (K en m/s) Límite inferior
Límite superior
Permeable
2 x 10-7
2 x 10-1
Semipermeable
1 x 10-11
1 x 10-5
Impermeable
1 x 10-11
5 x 10-7
Muestras saturadas bajo una carga hidrostática constante de 1,27 cm.
Medición de la permeabilidad del suelo en el campo Para medir la permeabilidad del suelo en el campo, usted puede recurrir a una de las pruebas siguientes: A.- La evaluación visual de la tasa de permeabilidad del horizonte del suelo. B.- Un ensayo de campo sencillo para estimar la permeabilidad del suelo. C.- Un ensayo de campo más preciso para medir las tasas de permeabilidad.
Evaluación visual de la tasa de permeabilidad de los horizontes del suelo La permeabilidad de los distintos horizontes del suelo se puede evaluar mediante el estudio visual de determinadas características del suelo, que, según han demostrado los edafólogos, guardan estrecha relación con las clases de permeabilidad. El factor más importante para evaluar la permeabilidad del suelo es la estructura, su tipo, grado y características de agregación, tales como la relación entre la longitud de los ejes horizontal y vertical de los agregados y la
CUADRO 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 mañana llénelo de agua hasta el borde.
Por la noche, parte del agua se habrá filtrado en el suelo. Vuelva a llenar el hoyo de agua basta el borde y cúbralo con tablas o ramas frondosas. Si a la mañana siguiente la mayor parte del agua permanece en el hoyo, la permeabilidad del suelo es apta para construir un estanque piscícola en ese lugar Repita este ensayo en diferentes lugares las veces que sea necesario de acuerdo con la calidad del suelo.
Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad Examine cuidadosamente los dibujos que hizo al estudiar los perfiles del suelo. Nota: para estimar la permeabilidad, también puede utilizar el método visual. Basándose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta. Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta.
Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro hasta alcanzar el horizonte superior menos permeable
Recubra completamente las paredes del hoyo con arcilla pesada mojada o revístalas con una lámina de material plástico, si dispone de ella, para impermeabilizarlas Vierta agua en el hoyo hasta que ésta alcance unos 10 cm de profundidad
Al principio el agua se filtrara con bastante rapidez y tendrá que reponerla a medida que desaparece. La filtración disminuirá cuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podrá medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo.
Cerciórese de que el agua contenida en el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad como antes. Si no es así, añada agua hasta alcanzar esa profundidad
Introduzca en el agua una vara de medir y anote la profundidad exacta del agua en milímetros (mm)
Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante varias horas. Anote la tasa de filtración por hora. Si el agua se filtra con demasiada rapidez, añada 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 filtración por hora, continúe añadiendo agua en el hoyo para mantener la profundidad de 10 cm hasta que la tasa de filtración se mantenga casi igual.
Compare ahora sus resultados con los valores siguientes:
TASA DE PERMEABILIDAD APTITUD DEL HORIZONTE PARA FONDO DE EN MM/H ESTANQUE. Infiltración aceptable: suelo apto. Inferior a 2 Infiltración rápida: el suelo es apto SOLO si la infiltración 2-5 se debe a la estructura del suelo que desaparecerá cuando se llene el estanque. Infiltración excesiva: suelo no apto a menos que pueda 5-20 reducirse la infiltración como se describe infra. Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la capa superior menos permeable (A) hasta la próxima capa menos permeable (B). Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede considerar este horizonte de suelo apto para el fondo del estanque. No obstante, recuerde que una permeabilidad tan lenta debe encontrarse en una capa de no menos de 0.70 a 1 m de espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea limitada.
Determinación de los coeficientes de permeabilidad Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que le dará 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).
