Si consideramos dos partículas arcillosas muy separadas en un medio acuoso y las aproximamos, se alcanzará una separación para la cual empiecen a ejercerse fuerzas mutuamente. Como cada partícula lleva una carga neta negativa, ambas partículas se repelerán por efecto de la fuerza eléctrica de Coulomb desarrollada entre cargas del mismo signo. Es la denominada fuerza R’. Esta repulsión de las partículas de arcilla es análoga a la que existe entre dos imanes cuando se aproximan los polos negativos de ambos (o los polos positivos).
Como la carga negativa de una partícula de arcilla está equilibrada por los cationes de la doble capa, ambas partículas comienzan a repelerse cuando entran en contacto sus dobles capas. La fuerza repulsiva entre partículas adyacentes para una determinada separación está, por tanto, directamente relacionada con el tamaño de las dobles capas de ambas partículas y cualquier variación en las características del sistema suelo-agua que reduzca el espesor de las dobles capas reducirá su fuerza repulsiva, para una misma separación entre partículas. La Fig. 5.13 muestra la influencia de diversas características del sistema sobre el potencial eléctrico Ψ, y por tanto sobre R’, para una distancia x a la superficie de la partícula.
Además de una fuerza repulsiva entre las partículas de arcilla existe también una componente de atracción A’ entre ellas. Esta fuerza de atracción es la fuerza de vander Waals, o fuerza de enlace secundario que actúa entre moléculas adyacentes. Esta fuerza atractiva entre partículas arcillosas es esencialmente independiente de las características del fluido existente entre ellas.
En este punto es conveniente distinguir dos casos: a) aqu1 en que la fuerza total entre partículas es muy pequeña, es decir, equivalente al peso del suelo contenido en una cazoleta ordinaria; y b) el caso en que la fuerza total es equivalente al peso de un edificio o al de tres o más metros de sobrecarga de tierras.
El primer caso se presenta en un suelo sedimentario de primera formación, y cuyo estudio nos lleva a comprender cómo las partículas pueden disponerse en un depósito sedimentario. Este caso se estudia en la sección 5.4. Basta con considerar R’ y A’ sólo de forma cualitativa.
El segundo caso es típico en la práctica—ingenieril, y su estudio (ver la sección 5.5) nos lleva a comprender las fuerzas que se transmiten entre partículas. Para este estudio será necesario considerar R’ y A’ en forma cuantitativa.
Fig. 5.13. Efectos de tos cambios en las propiedades del sistema sobre las dobles capas. a) Al variar la concentración únicamente. .b) Al variar sólo la valencia. c) Al variar sólo la constante dieléctrica.
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