algunos de los problemas de ingeniería civil más complejos se derivan de la interacción del agua y el suelo. Suena mundano, pero es muy probable que hayas visto a sinkhole en las noticias. ¿Cómo es posible que el suelo simplemente se abra y se trague indiscriminadamente cualquier cosa o cualquier persona que esté alrededor? todos sabemos acerca de la erosión. Este es el proceso que elimina el suelo y la roca de la corteza terrestre y la mueve a otro lugar. Y hay muchas maneras en que esto puede suceder: viento, deslizamientos de tierra, abrasión y erosión., Pero aquí está la cosa, nada de esto se compara con solo el movimiento del agua. El agua es el gran erosionador. Si alguna vez te preguntas cómo esta característica particular de la tierra llegó a estar aquí, o por qué el suelo tiene la forma así, o simplemente por qué las cosas son como son, la mayoría de las veces, La respuesta es más o menos agua.la capacidad del agua para mover el suelo o la roca depende de varios factores. Cuanto más rápido y turbulento es el flujo, más erosivo es. Partículas más grandes como grava y más resistentes a la erosión que partículas pequeñas como limo o arcilla., Otra propiedad importante del suelo es la cohesión, o la capacidad de las partículas individuales para pegarse unas a otras. Los suelos arcillosos tienen más cohesión que las arenas, por lo que son más resistentes a la erosión. Sin embargo, algunos suelos arcillosos son dispersivos, lo que significa que se lavan naturalmente con agua, lo que los hace particularmente vulnerables a la erosión. Me encanta la prueba estándar para suelos dispersivos, que es literalmente dejar caer un terrón de tierra en una taza de agua y ver qué sucede., Finalmente, en lugar de la erosión física, algunos materiales son solubles en agua, al igual que el azúcar o la sal, y pueden erosionarse simplemente disolviéndose en el agua subterránea con el tiempo.la mayoría de nosotros pensamos en la erosión en la superficie de la tierra, pero la erosión también puede ocurrir en el subsuelo. De hecho, científicos e ingenieros tienen un nombre muy creativo para tal proceso: erosión interna. Si solo los factores correctos se unen en el subsuelo, pueden ocurrir algunas cosas muy interesantes, incluidos los sumideros. Pero veamos primero un ejemplo no erosivo del movimiento del agua subterránea., Este es un video que hice antes de que el canal se llamara ingeniería práctica. El agua fluye desde el lado izquierdo de la demo bajo una obstrucción y hacia la derecha. Note dos cosas importantes: primero, el movimiento del agua es lento. No hay mucho espacio abierto entre toda esa arena, por lo que toma tiempo para que el agua fluya a través de ella. Segundo, la arena está confinada. Incluso si quisiera moverse, no habría ningún lugar donde ir.
si esas dos condiciones desaparecen, es cuando ocurren los sumideros., La mayoría de los sumideros naturales ocurren en áreas con grandes depósitos de rocas carbonatadas, como la piedra caliza. Durante largos períodos de tiempo, el agua subterránea que fluye a través del subsuelo puede disolver la roca, creando vacíos y túneles abiertos. De hecho, así es como se forman la mayoría de las cuevas. Estos túneles y vacíos crean un cambio significativo en el carácter del flujo de agua subterránea. Primero, permiten que el agua fluya rápidamente como lo haría a través de una tubería, lo que la hace más erosiva. En segundo lugar, crean un espacio para que la tierra se lave., Con esas dos condiciones, cualquier suelo que cubra una característica de disolución corre el riesgo de erosionarse desde el interior, lo que eventualmente conduce a un sumidero.
Pero no todos los agujeros del fregadero se forman a través de procesos naturales. De hecho, muchos de los sumideros más famosos en los últimos tiempos fueron hechos por el hombre. Al igual que una cueva disuelta en el lecho de roca puede actuar como una tubería y permitir que el agua subterránea se lleve el suelo, una tubería real puede hacer lo mismo. Y las tuberías reales no se limitan a áreas con una geología específica., Si pudiera echar un vistazo al subsuelo de cualquier área urbana, vería millas y millas de tuberías de agua, alcantarillado y drenaje de aguas pluviales. Desafortunadamente no podemos ver en el suelo, así que construí esta demostración para que podamos ver por nosotros mismos cómo funciona esto.
todo lo que se necesita es un poco de asentamiento o desplazamiento para crear una abertura en una de estas tuberías y permitir que comience la erosión interna. El agua que se mueve a través de la tubería es capaz de desalojar el suelo adyacente y llevarlo. Observe que no hay señal en la superficie de que algo está mal., A medida que se lava más tierra, el vacío subsuperficial crece. Dependiendo del tipo de suelo y la velocidad de la erosión, este proceso puede tardar días o años antes de que alguien lo note. Muchas de nuestras utilidades subterráneas se colocan directamente debajo de las carreteras, y el pavimento a menudo actúa como un puente final sobre el sumidero, ocultando el vacío debajo. Es solo cuestión de tiempo antes de que algo de arriba sea tragado.los sumideros no son el único problema causado por la erosión interna., Un tipo específico de erosión interna llamado tubería es la causa más común de falla para diques y presas de tierra, incluida la presa Teton en Idaho, que mató a 11 personas y causó miles de millones de dólares en daños cuando falló en 1976. Tal vez construya una demostración de tuberías algún día para un video separado. La erosión interna puede ser un proceso natural, pero a veces los sumideros pueden formar malas decisiones, mala construcción o simplemente mala suerte con la infraestructura hecha por el hombre también., Es solo uno de los complejos modos de falla que los ingenieros civiles deben considerar al diseñar una estructura que pueda interactuar con el agua, el gran erosionador. Gracias por mirar, y hazme saber lo que piensas!