Estudio del fenómeno de la sequía en el comportamiento de suelos arcillosos, utilizando una cámara de simulación climática

Abstract

Para modelar el proceso de desecación en capas de suelo arcilloso se construyo una cámara de simulación climática, la cual permite hacer la mediación de las variables climáticas. En este artículo se presentan ensayos de evaporación realizados en agua y en suelo para diferentes condiciones climáticas, similares a las encontradas en la sabana de Bogotá. El suelo se preparó a partir de un estado líquido y posteriormente se secó, controlando la temperatura, la radiación infrarroja, la velocidad del viento y la humedad relativa. En la primera parte de este artículo se muestra el impacto del cambio climático en la sequía y se describe el proceso de evaporación potencial y real. Adicionalmente, se describen el proceso de formación de fisuras y la revisión de los equipos existentes que simulan el proceso de evaporación en el laboratorio. En la segunda parte se detallan la cámara de simulación climática, los rangos de operación y los principios de operación teóricos. Finalmente, se presentan los resultados experimentales para el proceso de desecación en agua y en suelo. Como resultado, se evidencia que los ensayos de desecación realizados en la cámara climática permiten simular todas las variables climáticas de una manera muy precisa y acoplada. Los resultados experimentales indican que la tasa de evaporación aumenta con la radiación infrarroja en el suelo y en el agua. La tasa de evaporación al principio de los ensayos de desecación es la misma que en los ensayos en agua. Sin embargo, esta tasa disminuye a medida que el agua se evapora.

A climatic chamber was designed for modeling desiccation in soil layers. Ths chamber allows the measurement of different environmental variables. In this paper, evaporation test were conducted in water imposing boundary conditions like the ones on the Svannah of Bogotá, and the these test were performed in a soil layer. The soil was prepared from a slurry state and was dried controlling temperature, infrared radiation, wind velocity, and relative humidity. In the first part of this paper, the impact of climate change and the process of potencial and actual evaporation is described, then the process of formation of desiccation cracks and different devices for desiccation simulation are presented. The second part of this paper describes the climatic chamber, the operation ranges and theorical work priciples. Finally, the experimental results for desiccation in water and soil are presented. The desiccation tests performed with the climatic chamber allow simulating all environmental conditions accurately during drying coupling the effect of all variables. As a result, the evaporation rate at the beginning of the desiccation tests in clay is the same as in water. However, this evaporation rate decreases as the soil becomes desiccated.