Nivel freático y su importancia en la construcción

Uno de los temas más importantes de la construcción es conocer el nivel freático del terreno donde estamos construyendo. En este artículo conoceremos más sobre ello.

¿Qué es el nivel freático?

El nivel freático, por lo general se refiere a la acumulación de agua subterránea cerca de la superficie del suelo. Este es un factor importante a considerar en proyectos de construcción. Su presencia puede tener varios efectos negativos en la cimentación y la estructura de un edificio. Por esto mismo, es de mucha importancia poder evaluar el nivel freático y tomar medidas adecuadas durante el proceso de diseño y construcción.

Antes de construir un edificio, es necesario determinar la profundidad y el comportamiento del nivel freático en la ubicación específica donde se vaya a encontrar el proyecto en el que estamos trabajando. Esto ayudará a que nosotros podamos determinar el tipo de cimentación que se debe utilizar y la altura de la edificación sobre el nivel del terreno. Para obtener esta información, se tienen que llevar a cabo varias técnicas de perforación y exploración del suelo.

En condiciones normales, el nivel freático por lo general va a la par con la presión atmosférica, creando una especie de balsa de agua subterránea estable. Sin embargo, en ciertas épocas del año o debido a factores como las lluvias de bastante intensidad, la presión hidrostática en el nivel freático puede aumentar, lo que provoca cambios en el movimiento de este fluido subterráneo. Estos cambios pueden afectar la cimentación y la estabilidad de las construcciones. De aquí nace la importancia de poder contar con un monitoreo constante para garantizar la seguridad y la durabilidad de los edificios construidos en áreas con niveles freáticos variables.

Efectos

La interacción entre las aguas subterráneas y las construcciones puede llegar a provocar una serie de consecuencias adversas que van desde daños menores hasta problemas graves y desastrosos para las construcciones. Estos efectos pueden estar relacionados tanto con aguas subterráneas naturales como con aguas subterráneas de origen artificial, como fugas en las redes de saneamiento o abastecimiento. Aquí mencionamos algunas de las formas en las que la presencia de aguas subterráneas puede afectar a las edificaciones:

En el sustrato de apoyo, la acumulación de agua subterránea puede ejercer presiones que afectan al terreno de apoyo de una estructura. Del mismo modo, el flujo de agua subterránea puede erosionar el suelo o la roca circundantes, debilitando el soporte de la edificación. La presencia de agua subterránea puede cambiar las propiedades mecánicas del sustrato, provocando hinchamiento o retracción del suelo.

Incluso los cambios en el sustrato debidos a la interacción con aguas subterráneas pueden causar asentamientos en la estructura. El suelo puede perder capacidad de soporte cuando se satura con agua subterránea. También se puede generar una erosión continua, la cual puede dar lugar a fenómenos de socavación y karstificación, así como a la eliminación de partículas finas del suelo.

Dentro de la estructura

En la estructura, la presión del agua subterránea puede ejercer empujes en muros y soleras, lo que puede causar daños estructurales. Otro problema común puede ser la exposición constante al agua subterránea puede provocar deformaciones en la estructura. La humedad del suelo también puede dar lugar a la formación de grietas, humedades en las paredes y filtraciones de agua.

En casos extremos, la entrada de agua subterránea puede provocar inundaciones en el interior de la edificación. Incluso si contamos con una exposición al agua salina subterránea, esto puede dar lugar a la erosión y daños en las estructuras en un periodo corto de tiempo. Del mismo modo, las variaciones de temperatura y la exposición al agua subterránea pueden provocar daños por helada. En ciertas condiciones, el agua subterránea puede disolver materiales, causar corrosión en metales y provocar la pudrición de madera, por ejemplo.

Para evitar o hacer menos este tipo de problemas, es necesario poder llevar a cabo estudios geotécnicos y estructurales adecuados antes y durante la construcción, así como implementar medidas de diseño y construcción apropiadas para las condiciones del sitio. También es importante tener sistemas de drenaje e impermeabilización adecuados para gestionar el agua subterránea de manera efectiva y prevenir daños en las edificaciones.

Variabilidad

La variación en la cota del nivel freático es un fenómeno común y puede variar significativamente a lo largo del año y en diferentes ubicaciones. Algunos de los factores que influyen en este nivel son por ejemplo las estaciones secas y calurosas, como el verano, es común que el nivel freático baje debido a que existe una mayor evaporación y menor recarga de agua. En contraste, en las estaciones húmedas o durante eventos de lluvias intensas, el nivel freático puede aumentar considerablemente.

La cantidad y la distribución de las precipitaciones tienen un impacto significativo en el nivel freático. Por su parte, las lluvias intensas pueden recargar rápidamente el nivel freático, elevándolo. Otro factor importante es la presión atmosférica también puede influir en el nivel freático. Las bajas presiones atmosféricas pueden causar un aumento temporal en el nivel del agua subterránea, mientras que las tener presiones más altas pueden ejercer presión sobre el agua subterránea y reducir la cota del nivel freático.

Por ejemplo, en las áreas cercanas a la costa, las mareas pueden afectar de forma directa la cota del nivel freático. Durante las mareas altas, el agua del mar puede penetrar tierra adentro, elevando temporalmente el nivel freático en zonas costeras. No podemos dejar de mencionar otros factores llevados a cabo por el hombre como es el caso del bombeo de agua subterránea para uso agrícola, industrial o doméstico puede reducir el nivel freático en un área determinada. Si se extrae más agua de la que se recarga naturalmente, el nivel freático puede disminuir de forma significativa.

Aguas freáticas

En algunos casos, el agua freática se drena de forma natural a medida que se excava. Sin embargo, si el agua no se drena lo suficientemente rápido, puede ser necesario utilizar técnicas adicionales de drenaje. Por ejemplo, se puede optar por varias alternativas para asegurar el bienestar de la obra. Una de ellas son los pozos de bombeo son una forma efectiva de eliminar el agua freática. Para llevar a cabo esto, se instalan bombas en pozos estratégicos que extraen el agua y la desvían lejos del área de excavación.

Del mismo modo, se pueden instalar sistemas de drenaje subterráneo, como tuberías perforadas o pozos de drenaje, para recoger y eliminar el agua freática. Estos sistemas dirigen el agua hacia un punto de descarga o un sistema de drenaje adecuado. En algunos casos, se puede utilizar una impermeabilización efectiva para evitar que el agua freática ingrese a la excavación. Esto puede incluir el uso de membranas impermeables en las paredes o el uso de lechadas impermeables.

El poder tener un control del flujo de agua es de mucha importancia ya que con ello se pueden evitar inundaciones en el sitio de construcción. Esto puede incluir la construcción de zanjas de drenaje o canales para redirigir el agua de manera segura lejos de la excavación. Es importante mantener y monitorear los sistemas de drenaje y bombeo para garantizar que funcionen de manera efectiva y para evitar inundaciones inesperadas. Un correcto manejo del nivel freático será de mucha ayuda para así poder garantizar la seguridad de la obra, prevenir problemas estructurales y mantener un entorno de trabajo seco y seguro.

¿De dónde viene el agua subterránea?

La presencia del agua en el suelo tiene un impacto muy fuerte en la resistencia del suelo, su compresibilidad, la capacidad de carga, la estabilidad de las estructuras y otros aspectos relacionados con la construcción. Por ejemplo, la resistencia al corte y la compresión del suelo pueden verse afectadas por el contenido de agua. Los suelos saturados tienden a ser menos resistentes que los suelos secos o compactos.

Dependiendo de la cantidad de agua que se encuentre en la zona, influirá en la capacidad de carga y el asentamiento de las estructuras. El exceso de agua puede provocar asentamientos no deseados, lo que afecta la estabilidad de las construcciones. Es importante mencionar que algunos tipos de suelo, como la arcilla, son sensibles a cambios en el contenido de agua. Este tipo de tierras, pueden expandirse cuando se inundan y contraerse cuando se secan, lo que puede dañar las estructuras.

Por otro lado si mencionamos este problema dentro de la construcción de carreteras, cimientos y otras obras, la compactación del suelo es de mucha utilidad. El contenido de agua adecuado es crucial para lograr una compactación efectiva. El agua puede erosionar el suelo, especialmente en áreas con fuertes corrientes de agua. Esto puede comprometer la estabilidad de las tierras cercanas a la obra y la integridad de las estructuras cercanas.

Importancia de conocer el nivel freático

El nivel freático dentro de la arquitectura es un concepto que nunca se debe pasar por alto ya que se debe llevar a cabo antes de iniciar cualquier proyecto de construcción en un terreno. Como ya mencionamos, esto nos ayuda demasiado ya que nos brinda los datos necesarios para así poder asegurar la durabilidad y seguridad de la obra.

Las aguas subterráneas vienen de acuíferos, que son estratos compuestos por roca, arcilla o arena que contienen agua. El nivel freático tiene variaciones en función de la estación del año, la cantidad de precipitaciones y la extracción de agua de la zona. Si el nivel freático se encuentra por encima del suelo, puede traer inundaciones, mientras que si está demasiado bajo, puede dar lugar a otras complicaciones como sequías.

Existen varias razones que nos dicen cuál es la importancia de comprender el nivel freático al diseñar cimentaciones para edificios. En primer lugar, cuando el nivel freático es bastante grande, se requiere que las cimentaciones se construyan a mayor profundidad para prevenir la infiltración de agua en el edificio. En segundo lugar, el contar con un nivel freático elevado puede ocasionar dificultades en el drenaje del área de construcción, lo que podría tener en daños tanto en el edificio como en propiedades cercanas.

En tercer lugar, un nivel freático alto conlleva riesgos para la seguridad, incluyendo la amenaza de inundaciones y deslizamientos de tierra. Por último, un nivel freático riesgoso puede crear desafíos para la poder obtener agua subterránea destinada a usos como riego o suministro de agua potable. Por lo tanto, el el saber con precisión el nivel freático en un proyecto de construcción es de vital importancia para así poder asegurar la seguridad y sostenibilidad de la edificación. De igual forma sirve para prevenir complicaciones costosas a largo plazo.

¿Cómo puede afectar el nivel freático en la construcción?

La información necesaria para llevar a cabo las construcciones de forma correcta, en ocasiones, no cuenta con datos precisos acerca de las posibles variaciones, tanto puntuales como estacionales. Para llevar a cabo trabajos en seco dentro del fondo de una excavación, resulta importante el proceso de abatimiento del nivel freático. Esta técnica permite que el agua se infiltre a través del terreno hacia el fondo de la excavación o hacia sistemas de drenaje y agotamiento.

Cuando se trata de edificios que cuentan con sótanos construidos por debajo del nivel freático, puede ser recomendable optar por una solución de cimentación mediante una losa de concreto armado, incluso si se dispone de un sustrato sólido para el apoyo. En estos ejemplos, es importante que nosotros consideraremos la posible presión ascendente del agua subterránea que es también conocida como subpresión y así cumplir con los requisitos de impermeabilización necesarios.

En la elaboración de cálculos para cimentaciones y muros de contención en terrenos con presencia de agua, se debe tener en cuenta las fuerzas derivadas del agua presente en el suelo, incluyendo tanto las fuerzas horizontales y también las subpresiones. Además, es importante mencionar que no debemos olvidar considerar los ciclos eventuales de carga y descarga provocados por las variaciones de humedad en el suelo, que generan expansiones y contracciones del mismo. Los muros y pantallas construidos por debajo del nivel freático deben poder garantizar un funcionamiento adecuado para las obras.

Muros en presencia del nivel freático

No es aconsejable la construcción de muros en excavaciones que se encuentren por debajo del nivel freático. Cuando el muro se apoya sobre una capa impermeable y existe la posibilidad de filtración bajo su base, es importante tener en consideración la fuerza que va a tener la subpresión.

En el caso de albercas que se encuentren enterradas o parcialmente enterradas, un nivel freático elevado puede ocasionar problemas de filtración de agua hacia el interior del volumen de la piscina. Estos problemas suelen hacerse presentes al momento de drenar la alberca. En las albercas que se encuentran revestidas de liner, este tipo de filtraciones pueden generar la formación de bolsas de agua entre la lámina y las paredes o el fondo de la misma.

¿Cómo construir con nivel freático?

Realizar construcciones en zonas con un nivel freático elevado representa un gran desafío ya que el agua subterránea puede generar problemas de estabilidad y humedad en las estructuras. Para esto, como ya mencionamos, podemos considerar varios puntos importantes dentro de nuestros proyectos como es el caso de cimentaciones profundas, como pilotes, muros de contención o zapatas de cimentación, permite evitar el contacto directo del agua con la estructura.

También la aplicación de técnicas de impermeabilización es efectiva para prevenir la entrada de agua en el edificio, ya sea mediante la colocación de una membrana impermeable en el suelo o la impermeabilización de las paredes del sótano. Por otro lado, la reforestación desempeña un papel crucial al absorber el agua de lluvia, contribuyendo a reducir el nivel freático. La instalación de sistemas de drenaje, como drenajes superficiales o subterráneos, así como pozos de drenaje, hace más sencilla la recolección y evacuación del agua acumulada.

Optar por sistemas de ventilación, como ventiladores de aire o conductos de ventilación, resulta útil para reducir la humedad en el edificio. Otra cosa que podemos implementar es aumentar la elevación del nivel del suelo mediante la adición de una capa de tierra o relleno sobre el suelo natural puede ser una estrategia muy efectiva.

¿Cómo saber el nivel freático del suelo?

Podemos conocer el nivel freático de un proyecto realizando diversos métodos, el primero de ellos es el método de sondeo. Este enfoque implica el uso de sondas especializadas para medir la profundidad del agua en el suelo. Si bien es un método preciso, por lo general es muy costoso y requiere equipo y mano de obra especializada en el tema.

También se puede llevar a cabo la medición a través de pozos de observación la cual consiste en la perforación de pozos en el terreno con el propósito de observar y medir el nivel freático. Este método puede utilizarse para mediciones a largo plazo. Existen también métodos manuales como el de emplear varillas o puntales para medir el nivel freático de forma manual. Aunque es un método económico y sencillo, su precisión puede no ser tan buena como la que se puede obtener con otros métodos.

La elección del método de medición adecuado dependerá de las características del proyecto, así como de las limitaciones que haya en el presupuesto del mismo. En este sentido, se recomienda siempre hacer este tipo de trabajos con un profesional en hidrogeología o una persona especializada en el tema para determinar cuál es la mejor estrategia de medición del nivel freático dependiendo de la zona.

¿Quien escribió este artículo?

Equipo COARINS

Somos COARINS, una cooperativa de arquitectos, ingenieros y diseñadores de interiores apasionados por la educación de calidad en el sector de la construcción. Nuestro objetivo es brindar una formación integral y accesible para todos aquellos interesados en el diseño arquitectónico, ingeniería y diseño de interiores.


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