Permeabilidad de los suelos

Diversos factores afectan la permeabilidad de los suelos , desde el tamaño de las partículas, las impurezas en el agua, la relación de vacíos , el grado de saturación y el agua adsorbida , hasta el aire atrapado y la materia orgánica.

La aireación del suelo mantiene los niveles de oxígeno en la zona radicular de las plantas , necesarios para la respiración microbiana y radicular, e importantes para el crecimiento vegetal . Además, los niveles de oxígeno regulan la temperatura del suelo y participan en algunos procesos químicos que favorecen la oxidación de elementos como ^el Mn²⁺ y ^el Fe²⁺ , que pueden ser tóxicos. ^{[ 1 ]}

1. Experimentos de laboratorio:
   1. Prueba de permeabilidad de carga constante,
   2. Prueba de permeabilidad de bajo nivel,
   3. Ensayo de permeabilidad horizontal.

1. Experimentos de campo:
   1. Acuífero libre,
   2. Acuífero presurizado.

Existe una gran variabilidad en la composición del aire del suelo, ya que las plantas consumen gases y los procesos microbianos liberan otros. El aire del suelo es relativamente húmedo en comparación con el aire atmosférico, y las concentraciones _de CO₂ tienden a ser más altas, mientras que las de O₂ _{suelen ser} bastante más bajas. Los niveles de O₂ _{son más} altos en suelos bien aireados, que también presentan niveles más altos de CH₄ y N₂O que el aire atmosférico. ^{[ 1 ]}

Allen Hazen estudió que el coeficiente de permeabilidad (k) de un suelo es directamente proporcional al cuadrado del tamaño de partícula (D). Por lo tanto, la permeabilidad de un suelo de grano grueso es mucho mayor que la de un suelo de grano fino. La permeabilidad de la arena gruesa puede ser más de un millón de veces mayor que la de la arcilla.

La presencia de impurezas particuladas finas en un suelo puede disminuir su permeabilidad debido a la obstrucción progresiva de su porosidad.

El coeficiente de permeabilidad varía con la relación de vacíos como e /sup>/(1+e). Para un suelo dado, cuanto mayor sea la relación de vacíos, mayor será el valor del coeficiente de permeabilidad. Aquí, 'e' representa la relación de vacíos.

Basándose en otros conceptos , se ha establecido que la permeabilidad de un suelo varía como e² o ^e³ / (1 + e). Cualquiera que sea la relación exacta, todos los suelos presentan una gráfica de e frente a log k como una línea recta ^{. [ 2 ]}

Si el suelo no está completamente saturado, contiene bolsas de aire. La permeabilidad se reduce debido a la presencia de aire, que obstruye el paso del agua. ^{[ 3 ]} En consecuencia, la permeabilidad de un suelo parcialmente saturado es considerablemente menor que la de un suelo completamente saturado. De hecho, la ley de Darcy no es estrictamente aplicable a este tipo de suelos.

Los suelos de grano fino tienen una capa de agua adsorbida fuertemente unida a su superficie. Esta capa adsorbida no puede moverse libremente por efecto de la gravedad. Provoca una obstrucción al flujo de agua en los poros y, por lo tanto, reduce la permeabilidad de los suelos. Según Casagrande , se puede considerar como la relación de vacíos ocupados por el agua adsorbida y la permeabilidad puede considerarse aproximadamente proporcional al cuadrado de la relación de vacíos netos de (e - 0,1) ^{[ 4 ].}

El aire atrapado en el suelo y la materia orgánica bloquean el paso del agua a través del suelo, por lo que la permeabilidad disminuye considerablemente. En las pruebas de permeabilidad, la muestra de suelo utilizada debe estar completamente saturada para evitar errores. ^{[ 5 ]}

• La ley de Darcy
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