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Criosucción

La criosucción es el concepto de presión negativa en líquidos congelados para que más líquido sea succionado hacia la zona de congelación. En el suelo, la transformación del agua líquida en hielo en los poros del suelo hace que el agua migre a través de los poros del suelo hacia la zona de congelación mediante la acción capilar . [1] [2]

Historia del descubrimiento

En 1930, Stephen Taber demostró que el agua líquida migra hacia la línea de congelación dentro del suelo. Demostró que otros líquidos, como el benceno , que se contrae cuando se congela, también producen levantamiento por congelación. [3]

Los suelos de grano fino, como las arcillas y los limos, permiten presiones negativas mayores que los suelos de grano grueso debido al menor tamaño de los poros. En los ambientes periglaciares , este mecanismo es muy importante y es el proceso predominante en la formación de lentes de hielo en las zonas de permafrost . [4]

En 2001 existían varios modelos para la formación de lentes de hielo por criosucción, entre otros el modelo hidrodinámico y el modelo de prefusión , muchos de ellos basados ​​en la relación de Clausius-Clapeyron con diversos supuestos, que arrojaban potenciales de criosucción de 11 a 12 atm por grado Celsius bajo cero dependiendo del tamaño de poro. [5]

En 2023 se publicaron experimentos de la ETH de Zúrich en los que se pudo observar el proceso entre portaobjetos de vidrio en un microscopio confocal . En los experimentos con cristales individuales , la velocidad de crecimiento del hielo era lenta, pero con el hielo policristalino había muchos más canales para succionar agua y hacer crecer el hielo. Aún no se ha explorado cómo influyen los solutos en el agua en la criosucción. [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ Williams, PJ; MW Smith (1991). "La Tierra congelada: fundamentos de la geocriología". Polar Record . 27 (163): 370. doi : 10.1017/S0032247400013231 .
  2. ^ Hohmann, Maria (marzo de 1997). "Congelación del suelo: el concepto de potencial hídrico del suelo. Estado del arte". Ciencia y tecnología de regiones frías . 25 (2): 101–110. Bibcode :1997CRST...25..101H. doi :10.1016/S0165-232X(96)00019-5. ISSN  0165-232X.
  3. ^ Taber, Stephen (1930). "La mecánica del levantamiento por congelación" (PDF) . Journal of Geology . 38 (4): 303–317. Bibcode :1930JG.....38..303T. doi :10.1086/623720. S2CID  129655820. Archivado desde el original el 8 de abril de 2013 . Consultado el 24 de marzo de 2010 .
  4. ^ Doré, Guy (2004). "Desarrollo y validación del índice de debilitamiento por descongelación". Revista internacional de ingeniería de pavimentos . 5 (4): 185–192. doi :10.1080/10298430412331317464. ISSN  1029-8436. S2CID  136685950.
  5. ^ Davis, Neil (2001). Permafrost: una guía para el suelo congelado en transición . University of Alaska Press. pág. 351. ISBN 978-1-889963-19-8.
  6. ^ Katherine Wright Las venas líquidas le dan al hielo su poder destructor de carreteras 16 de noviembre de 2023, Physics Magazine 16, 194

Enlaces externos