miércoles, 13 de mayo de 2015

Geología


Mecánica de suelos

La porosidad o fracción de huecos es una medida de espacios vacíos en un material, y es una fracción del volumen de huecos sobre el volumen total, entre 0-1, o como un porcentaje entre 0-100%. El término se utiliza en varios campos, incluyendo farmacia, cerámica, metalurgia, materiales, fabricación, ciencias de la tierra, mecánica de suelos e ingeniería.En Química, es la capacidad de un material de absorber líquidos o gases. También es el tamaño y número de los poros de un filtro o de una membrana semipermeable.La capacidad de absorción de agua o porosidad másica se puede medir con la siguiente fórmula matemática:
Donde:
m_0\,, Masa de una porción cualquiera del material (en seco).
m_s\,, Masa de la porción después de haber sido sumergido en agua:
Esta última ecuación puede ser usada para estimar la proporción de huecos o porosidad volumétrica:
P_v = \frac{V_0}{V_T}= \frac{\rho_m}{\rho_m + \cfrac{\rho_f}{P_m}}
Donde:
\rho_m\,, es la densidad del material (seco).
\rho_f\,, es la densidad del agua.
P_v\,, es la proporción de huecos (expresada en tanto por uno).

En edafología, la porosidad de un suelo viene dada por el porcentaje de huecos existentes en el mismo frente al volumen total. A efectos prácticos se calcula a partir de las densidades aparente y real del suelo:
P_v = \frac{\rho_m - \rho_a}{\rho_m}\cdot 100%
Donde:
\rho_a\,, es la densidad aparente del material.
\rho_m\, es la densidad real del material.


Porosidad

La porosidad se define como el volumen de espacios vacíos en el volumen total de la roca, y se estima en %. La porosidad puede ser primaria (deposicional o predeposicional) o secundaria (diagenética). Para caracterizar petrográficamente la porosidad se emplean resinas coloreadas por pigmentos, normalmente de azul (azul de metileno), que son introducidas en el sistema poroso de los componentes, sedimentos o rocas (consultar en documento de las principales técnicas petrográficas).

Para describir la porosidad en lámina delgada empleamos la clasificación de Choquette & Pray (1970), que contempla: el tipo básico de porosidad, tiempo de formación, tamaño de los poros, y volumen de poros referido al volumen total de la roca (se estima en %).
La porosidad puede ser selectiva o no de fábrica y contempla los siguientes tipos básicos:





Presión de poros de agua se refiere a la presión que ejerce el agua subterránea atrapada en el suelo o en la roca, en huecos situados entre el agregado llamados poros. La presión de los poros de agua por debajo del nivel freático se mide por piezómetros. Generalmente la presión vertical se puede asumir distribuida de forma parecida a la presión hidrostática.
La presión de poros de agua es fundamental en el cálculo del estado de tensiones del suelo, mediante la expresión de Terzaghi para latensión efectiva.Los efectos de flotabilidad de agua tienen un importante efecto en ciertas propiedades del suelo como la tensión efectiva presente en cualquier punto en un suelo medio. Consideremos un punto arbitrario 5 metros por debajo de la superficie del suelo. En un suelo seco, las partículas estarían sometidas a una tensión total a la profundidad a la que se encuentran multiplicada por el peso específico de suelo. Sin embargo, cuando el nivel freático cae en esos 5 metros, la presión entre partículas decrece tanto como la presión ejercida por el agua, que está multiplicada por el peso propio del agua y por la altura del nivel freático medida desde el punto. La diferencia entre presión total y presión de agua se le denomina tensión efectiva:
\sigma' = \sigma - u\,
Habitualmente, para ejemplos simples
\begin{align} \sigma & = H_{suelo}\gamma_{suelo}\\ u & = H_w\gamma_w \end{align}
u en este caso sería la presión de poros de agua.


Presión artesiana:
Es el agua subterránea que por estar bajo condiciones de confinamiento al ser captada por un pozo, su nivel de agua se levanta por encima de la superficie del terreno. Comúnmente es llamada presión artesiana y la formación geológica que contiene el agua artesiana se llama acuífero artesiano.
Un acuífero es una formación geológica subterránea compuesta de grava, arena o piedra porosa, capaz de almacenar y rendir agua. Las condiciones geológicas e hidrológicas determinan su tipo y funcionamiento. Por ejemplo, se espera que mientras mayor sea la porosidad de las rocas (variante entre 5 y 20 por ciento), según el tipo de roca, más agua produzca el acuífero. Hay dos tipos de acuíferos: los confinados y los no confinados. En el acuífero confinado, el agua está atrapada entre las estratas impermeables de la roca o entre rendijas de la formación rocosa. Dicha agua podría encontrarse almacenada a presión, y a esta presión se le llamaría artesana. Si se hinca un pozo en un acuífero confinado, el nivel del agua en el pozo aumenta en proporción a la presión artesiana, y fluye naturalmente sin necesidad de utilizar una bomba 9 de la presión ser alta). Tanto a este pozo como a su acuífero se le llaman también artesianos. Los acuíferos artesianos profundos pueden tener un espesor de hasta 3,000 pies (914 metros), y rendir hasta 1,000 galones de agua por minuto. En un acuífero no confinado, en cambio, el agua no está almacenada a presión por no estar encapsulada en la roca. Si se hincara un pozo en él, el agua se tendría que bombear a la superficie.
Artesianismo
Condición de presión de un acuífero, que permite el libre flujo de agua por encima del nivel de la superficie del suelo
Condición de la presión del agua tan fuerte en un acuífero confinado por capas impermeables que forman un agujero, o bien, el agua sale del acuífero y que alcanza la superficie, puede pico a una altura casi igual a esta presión.
La artesiana es la contingencia de las aguas subterráneas en la capa permeable (acuífero) entre roca impermeable, trabajando como un sistema de vasos comunicantes: las aguas subterráneas, resumieron como meteórico (lluvia), o río, en los niveles altos de la topografía (por ejemplo, un plato), se infiltra en la capa permeable corriendo por entre los niveles impermeables a saturar todos los poros de la capa freática ser permeable capa superior a la topografía al lado. A ser traspasado por una capa impermeable a la sonda estas regiones bajas, el agua en el acuífero habría sido en el tubo de la encuesta, la búsqueda de un equilibrio de la presión y el nivel equivalente al del bien hasta que el agua de mesa con un poco menos de fricción debido al desplazamiento de agua en los poros de la roca.
Monografias.com

Factores que influyen en la Presión Artesiana

Agua subterránea
representa una fracción importante de la masa de agua presente en cada momento en los continentes, con un volumen mucho más importante que la masa de agua retenida en lagos o circulante, y aunque menor al de los mayores glaciares, las masas más extensas pueden alcanzar millones de km (como el acuífero guaraní). El agua del subsuelo es un recurso importante, pero de difícil gestión, por su sensibilidad a la contaminación y a la sobreexplotación.
Acuífero cautivo: se encuentra encerrado entre dos capas impermeables y sólo recibe el agua de lluvia por una zona en la que existen materiales permeables. A esta zona de recarga se le llama zona de alimentación.
Es una creencia común que el agua subterránea llena cavidades y circula por galerías. Sin embargo, no siempre es así, pues puede encontrarse ocupando los intersticios (poros y grietas) del suelo, del sustrato rocoso o del sedimento sin consolidar, los cuales la contienen como una esponja. La única excepción significativa, la ofrecen las rocas solubles como las calizas y los yesos, susceptibles de sufrir el proceso llamado karstificación, en el que el agua excava simas, cavernas y otras vías de circulación, modelo que más se ajusta a la creencia popular.
Acuíferos y niveles de presión
El agua subterránea se encuentra normalmente empapando materiales geológicos permeables que constituyen capas o formaciones a los que se le denominan acuíferos.
Un acuífero es aquella área bajo la superficie de la tierra donde el agua de la superficie (p. ej. lluvia) percola y se almacena. A veces se mueve lentamente al océano por flujos subterráneos. Una formación acuífera viene definida por una base estanca (muro), y por un techo, que puede ser libre, semiimpermeable o impermeable; por lo que son los continentes de las masas de agua subterránea.
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