MONOGRAFIA DE INVESTIGACION

ESCUELA:

Ingeniera civil

TEMA:Electrsmosis

CURSO:

Mecnica de suelos y rocas

DOCENTE:

Ing. Omar Coronado Zuloeta

INTEGRANTE:

Daz Lpez Cristian Samir.CICLO:

IV

Pimentel, 27 mayo de 2014

INDICE1. INTRODUCCION.3

2. MARCO TEORICO.4

3. CONCLUSIONES.7

4. REFERENCIAS BIBLIOGRAFIA.7

1. INTRODUCCION Fenmeno mediante el cual se produce el movimiento de las molculas deaguainducido por un campo elctrico en un medio poroso (paramentos y terreno). Con la aplicacin de una diferencia de potencial se obtiene un desplazamiento del lquido.

2. MARCO TEORICOELECTROSMOSISA-II.1 Generalidades.Este fenmeno fue descubierto por Reuss hace ms de 150 aos; Reuss observo que si se aplica una corriente elctrica a una membrana rgida y porosa sumergida en agua, esta emigra dentro de la membrana del nodo (polo positivo), hacia un (polo negativo).Helmholtz puso por primera vez las bases matemticas para una explicacin racional de este efecto de emigracin del agua, que constituye la escencia ltima de las aplicaciones ingenieriles del fenmeno electrosmtico; etas aplicaciones fueron modificadas por Gour y otros. Hoy se admite que cuando el agua ocupa un tubo capilar, sus iones positivos estn distribuidos de modo de un modo no uniforme, de manera que las mayores concentraciones de iones con carga positiva en el agua disminuyen hacia las partes interiores del tubo, siendo mnima a la mxima distancia de las paredes.Es muy interesante comparar el flujo electrosmotico en un capilar y el flujo hidrulico comn provocado por una carga de agua en el mismo conducto, en el flujo electrosmotico la seccin transversal del agua se mueve prcticamente a una velocidad prcticamente uniforme, pues la corona que la doble capa representa se est moviendo hacia el ctodo bajo el influjo de fuerzas elctricas y est arrastrando al agua libre. Si se admite un rgimen del tipo postulado por Hagen y Poiseuille, la distribucin de velocidades en la seccin transversal del capilar es mucho menos eficiente, de manera que el flujo abarca a masas de aguas menores, siendo esta diferencia muy apreciable en capilares muy delgados como suelen serlos los de los suelos finos de esta manera la doble capa funciona como pared para efectos de resistencia viscosa, este hecho rebaja del conducto para efectos de velocidad y gasto.Las partculas solidas del suelo suelen tener tambin tener carga superficial predominantemente negativa y por ello al establecerse al campo elctrico exterior, tienen a dirigirse al nodo contra el sentido electrosmotico de agua que por el numero de partculas que emigra es reducido, el campo elctrico exterior es comn ver que el polo positivo se recubre de una costra de partculas coloidales de suelo fuertemente adheridas. El efecto de un campo exterior sobre un suelo es descrito objetivamente por Leo Casagrande.El suelo al que se refieren es un suelo limo no cohesivo anlogo a un polvo de roca, sumergido y colocado en estado saturado en el cilindro abierto que se muestra.

A-II.2. Cambios en el contenido de agua del suelo durante el fenmeno electrosmtico.Cuando el flujo electrosmotico se genera en un suelo, el agua corre hacia el ctodo del campo elctrico exterior, en tanto que en la zona del nodo tendern a formarse correspondientemente meniscos generadores de un estado de tensiones, que produce una contraccin de materiales en dicha zona andica; este efecto explica el agrietamiento que es comn observar en torno al nodo en un caso real. Naturalmente que los meniscos se desarrollan mucho menos si en el nodo hay aporte constante del agua que alimenta el flujo que por esta razn este caso el agrietamiento es mucho menos intenso aunque se ha observado que existe en cualquier caso en menor o mayor grado; as un flujo electrosmotico siempre produce consolidacin de los suelos situados cerca del nodo.Naturalmente si la electrsmosis provoca la consolidacin de los suelos compresibles sin carga exterior, el agua en los poros debe estar trabajando a la tensin durante la duracin del fenmeno.Leo Casagrande menciona sus estudios al respecto y las dificultades mas importantes con que tropez para efectuarlos; estas emanaron a manera de necesidad de de contar con piezmetros suficientemente sensibles como para captar cambios de presin en el agua de muy escaza magnitud del hecho que para tensiones bastante que 1 atmosfera el aire empieza a separarse de agua y finalmente del desarrollo de fisuras y grietas en el suelo durante el proceso de contraccin cerca de la que presin del agua se acabe rpidamente hasta cero dando lugar a lecturas falseadas.A-II.3. Formacin de grietas y fisuras.Durante el fenmeno electrosmotico es frecuente la formacin de grietas y fisuras en torno al nodo, las cuales progresan gradualmente hacia el ctodo a medida que el fenmeno contine. Al analizar el fenmeno considerar la diferencia entre el flujo debido a una consolidacin por carga exterior y el flujo electrosmotico el agua sale por las superficies de drenaje mas libre con un gasto que depende del monto de la carga exterior y de la permeabilidad del suelo. En la electrsmosis toda el agua se mueve instantneamente al comenzar el actuar el gradiente elctrico produciendo un gasto constante.Al iniciar el flujo hacia el ctodo el suelo se empieza a contraer cerca del nodo en zonas muy alejadas de este polo es decir el suelo no se ve afectado por este fenmeno. Desde el principio entonces comienzan a formarse grietas perpendiculares al flujo, estas grietas tienden originalmente a una forma circular en torno al nodo. Todos estos sistemas de agrietamiento producen diversos grados de fisuramiento en las arcillas sujetas al fenmeno electrosmotico, estas fisuras servirn como canales para que fluya el agua.Se han observado dos fenmenos que producen grietas, en primer lugar en las inmediaciones del ctodo tiende acumularse agua y esta si no se drena produce aumento de los esfuerzos normales que originan grietas normales a la direccin del flujo, este agrietamiento tiende a evolucionar hacia el nodo. Tan pronto como comience a circular la corriente se desarrollan en torno al ctodo presiones de poros debido al flujo del agua en esa direccin y se rompen los meniscos que originalmente se desarrollan propicindose el agrietamiento. A-II.4. Aplicacin de la electrsmosis a la ingeniera Es uno de los fenmenos ligados al flujo electrosmtico de intercambio de iones monovalentes como el sodio, hiero y aluminio este cambio disminuye muy apreciablemente la compresibilidad de la arcilla pero esto ocurre muy lentamente lo que le resta del valor prctico. En algunas partes del mundo se ha empleado con xito el drenaje electrosmtico para controlar las expansiones que sufre el fondo de las excavaciones para evitar la falla de sus taludes perimetrales. Las instalaciones de un drenaje electrosmtico consisten en series de posos de bombeo dispuestos en hilera a modo de pantalla de captacin de flujo.El verdadero objetivo de una instalacin electrosmtica para impedir la expansin del fondo de la excavacin, no es abatir el nivel fretico baja esa profundidad, como ha sido dicho con frecuencia, el nivel fretico se abate por si solo en una excavacin practicada en arcilla, algo mas bajo de la excavacin realizada. Este flujo hacia la excavacin causa la expansin de su fondo y la inestabilidad probable de sus taludes.Estos fenmenos electrosmticos que se han utilizado frecuentemente con muchos xitos para incrementar la resistencia del suelo entorno a pilotes metlicos con los que aumenta su capacidad de carga.

3. CONCLUSIONESLos fenmenos electrosmticos que se han utilizado ltimamente con mucho xito para incrementar la resistencia del suelo entorno a pilotes metlicos en la que aumenta su capacidad de carga, tambin se ha utilizado para disminuir la adherencia entre un suelo arcilloso y un elemento de concreto estos resultados a sido til para hincar cilindros de arcilla pues este obliga a lastrar fuertemente al cilindro para permitir su penetracin.

4. REFERENCIAS BIBIOGRAFICAS

1. Jurez, B y Rodrguez, R. Mecnica de suelos Tercer tomo, Flujo de aguas en suelos, Mxico Limusa, 2006. Editorial Limusa, S.A. de C.V. Grupo Noriega Editores.2. Jurez, B y Rodrguez, R. Mecnica de suelos Tercer tomo, Flujo de aguas en suelos, (Electrsmosis) paginas 347 359. 3. Casagrande, L,-La Electrsmosis y fenmenos conexos. Revistas Ingeniera Mxico, D.F. Abril 1962.4. Tamez, E y Flamand, C. Electrsmosis aplicada a la construccin Publicado por SOLUM, S. A. Mxico, D. F. 1993.