El gradiente hidráulico, segunda parte

Introducción

Como ya dice el título, este artículo es la continuación del artículo “el gradiente hidráulico, primera parte”. He intentado explicarlo lo más visual posible, mediante una serie de ejemplos con figuras, desde situaciones con un gradiente hidráulico bajo hasta otros con un gradiente mayor a uno.

Figura 1

El gradiente hidráulico, primera parte

Introducción

 ¿Qué es el gradiente hidráulico? Si entras en internet puedes ver que hay numerosas maneras de describir qué es el gradiente hidráulico. La razón es, entre otras cosas, porque este término se aplica en muchos campos diferentes. Por ejemplo: Los hidrólogos que trabajan con agua subterránea en sedimentos poco consolidados (e. j. arenas) lo pueden definir como la diferencia del nivel piezométrico entre dos puntos, dividido entre la distancia entre estos puntos según el recorrido del flujo. Los físicos, acostumbrados de pensar en términos de energía, como la diferencia de la energía potencial entre dos puntos, también divido por la distancia según el recorrido. Los matemáticos lo pueden ver como una relación donde el resultado es un número adimensional. Por eso primero vamos a ver un ejemplo. Un ejemplo Suponemos un lago situado sobre un afloramiento de roca caliza. Hay una fisura estrecha y completamente inundada que conecta el fondo del lago con un valle cercano, donde el flujo nace como un manantial. Los Lagos de Covadonga pueden representan un ejemplo real. También se supone que no hay ninguna interacción entre esta fisura y el macizo de roca por donde pasa. 

En este caso el gradiente hidráulico es la diferencia en altura entre la superficie del lago y el manantial, dividido por la longitud de la fisura.

Los mecanismos que convierten una fisura estrecha en una cueva embrionaria (wormhole), estado de conocimiento hasta 2008

PRÓLOGO

Este artículo es una actualización de la primera versión, publicado el 3 de diciembre de 2008. El artículo resume el estado de conocimiento científico hasta 2008, de los mecanismos que juegan un papel en el ensanchamiento de una fisura estrecha hasta un conducto que se puede interpretar como una cueva embrionaria. Un término común para indicarlas era “proto conductos”, que en la última década se ha substituido por “wormhole” (agujero de gusano).
A partir de 2010, nuevas investigaciones han demostrado un nuevo mecanismo que pudiera reducir considerablemente la formación de un "wormhole" (tiempo de ruptura mucho más corto), que creo que merece su artículo propio.
Por tanto, este post se puede considerar como la base del próximo artículo.

Algunas figuras de este artículo.


INTRODUCCIÓN.

El hecho de que un litro de agua con dióxido de carbono disuelto es capaz de disolver pequeñas cantidades de roca caliza, ya era conocido por los primeros investigadores de la espeleología. También se sospechaba que esto tenía que tener alguna relación con la formación de las cuevas.

En 1958 los cálculos de Weyl demostraban que se trata de una reacción muy rápida y que el agua que pasa por una estrecha fisura se llega a saturarse a muy poca distancia, a menudo menos de un metro. Lo cual significaba paradójicamente que las cuevas no pudieron existir.

En 1964 Bögli publicó su teoría de corrosión de mezclas, explicando que cuando dos soluciones (casi) saturadas se mezclan siempre hay un aumento en disolución. De este modo se pudiera explicar el hecho de disolución de roca caliza a cierta profundidad, lo cual era una idea importante, pero que resolvía el enigma solo en parte.