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I. INTRODUCCIÓN
La evaluación de las propiedades hidráulicas del suelo, es importante para el
entendimiento de la dinámica de los procesos de movimiento de agua y de solutos en
el mismo. Asimismo, es de gran utilidad en el estudio de riego y drenaje, procesos
erosivos y de contaminación del suelo. La habilidad de los suelos para retener y
transmitir agua está determinada por sus propiedades hidráulicas, que dependen de la
geometría del espacio poroso (Pla, 1995).
El movimiento de agua en los suelos ocurre tanto en sentido vertical como horizontal,
dependiendo de las condiciones de humedad. En condiciones saturadas, las cuales se
presentan por debajo del nivel freático, el movimiento es predominantemente
horizontal y en menor proporción en sentido vertical. En condiciones de no saturación,
cuando los poros grandes están llenos de aire, el flujo es preferentemente vertical.
La conductividad hidráulica (K) es la propiedad del suelo que describe la facilidad con
la cual los poros del suelo permiten el flujo de agua. Cuando el suelo se satura, todos
los poros pueden dirigir el agua y la conductibilidad está en su máxima expresión y es
representada como Ks, mientras que en condiciones insaturadas o no saturadas es
representada como K (q). En cualquier caso, depende del tamaño, número,
orientación, distribución y continuidad de los poros especialmente los de retención, el
tamaño de las partículas, tipo de fluido, cantidad relativa de fluido presente en la matriz
del suelo (Reichardt y Timm, 2004).
Es por ello que existe una relación cuantitativa entre la conductividad hidráulica y
volumen de agua en un suelo que cuente con un alto porcentaje de partículas grandes
(arenas), las cuales permitan el paso del agua rápidamente, y suelos que presentan un
alto porcentaje de partículas pequeñas (arcillas) las cuales hacen que el paso del agua
sea más lento (Rowell, 1994).
En el presente trabajo se presentan los métodos más usados para determinar la
conductividad hidráulica no saturada, tanto en condiciones de laboratorio como en
campo.
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II. OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL. Determinar la velocidad de infiltración así como las características de
infiltración del suelo ubicado en la universidad nacional de Cajamarca.
OBJETIVSO ESPECIFICOS. Determinar la tasa de infiltración del suelo mediante la prueba de anillo simple.
Utilizar los datos obtenidos para realizar la curva de la tasa de infiltración.
III. MARCO TEORICO
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INFILTRACIÓNSe define infiltración como el proceso mediante el cual el agua traspasa la superficie
del suelo y entra al subsuelo .Un parámetro crítico a definir es la tasa a la cual ocurra
la infiltración ya que muchas veces esta define el sistema de riego que puede ser
utilizado.
La velocidad de infiltración es una propiedad del suelo que puede ser medida
¿POR QUÉ ES IMPORTANTE?
• Los procesos básicos de riego incluyen:
Que haya agua en el suelo (infiltración).
Mantener agua en el suelo (abastecimiento).
Sacar sales de suelos.
Sacar el agua que está demás (drenaje).
• Sin estos procesos, la agricultura con riego no es posible (hay muchos
ejemplos históricos).
PORQUÉ OCURRE1. Gracias a la tensión capilar.
HIDROGEOLOGÍA 3
Hay una atracción entre agua y superficies de los minerales
Hace lazos químicos importantes entre los minerales del suelo y agua,
que sacan con fuerza el agua.
30 g. de arcilla tiene la misma superficie de una cancha de fútbol
2. Gravedad
Gravedad hace que los objetos desciendan
Agua siempre va hacia abajo si no hay obstáculos.
3. Presión.
El agua va a lugares de menor presión
¿Presión del agua menor a cero?
Si, por ejemplo a una manguera llena de agua, usted la cubre con el dedo
pulgar va a sentir la presión negativa.
¿QUÉ HACE QUE DISMINUYA?
Hasta ahora las fuerzas ayudan a la infiltración
• La tasa de infiltración está limitada por la resistencia hídrica del suelo. Es lo
que se llama conductividad o permeabilidad, generalmente denominada con el
símbolo “K”.
INFILTRACIÓN ACUMULADA
HIDROGEOLOGÍA 4
F
aInfiltración Acumulada (L)
Dt=∑t=0
t=n
Di
I t=∑t=0
t=n
I i
INFILTRACIÓN INSTANTÁNEA O TASA DE INFILTRACIÓN
VI t=dDdt
i=dIdt
DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE INFILTRACIÓNLa infiltración se define como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie
del suelo y llega hasta sus capas inferiores. (Figura N° 1).
HIDROGEOLOGÍA 5
AF
a
Tiempo (t)
Velocidad de Infiltración (L/t)
Muchos factores del suelo afectan el control de la infiltración, así como también
gobiernan el movimiento del agua dentro del mismo y su distribución durante y
después de la infiltración. (Vélez et al, 2002).
Si se aplica agua a determinada superficie de suelo, a una velocidad que se
incrementa en forma uniforme, tarde o temprano se llega a un punto en que la
velocidad de aporte comienza a exceder la capacidad del suelo para absorber agua y,
el exceso se acumula sobre la superficie, o escurre si las condiciones de pendiente lo
permiten.
La capacidad de infiltración conocida también como “infiltrabilidad del suelo” es el flujo
que el perfil del suelo puede absorber a través de su superficie, cuando es mantenido
en contacto con el agua a la presión atmosférica. Mientras la velocidad de aporte de
agua a la superficie del suelo sea menor que la infiltrabilidad, el agua se infiltra tan
rápidamente como es aportada y la velocidad de aporte determina la velocidad de
infiltración (o sea, el proceso es controlado por el flujo). Sin embargo, una vez que la
velocidad de aporte excede la infiltrabilidad del suelo es ésta última la que determina la
velocidad real de infiltración; de ese modo el proceso es controlado por las
características del perfil (Gurovich, 1985).
IV. MATERIALES Y EQUIPOS
Los materiales usados en la determinación de la infiltración con este método son:
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Cilindro infiltrómetro de doble cilindro metálico
Comba
Regla metálica graduada en cm, mm y pulgadas
Cronómetro Pala y/o palana Balde Trozo de plástico Hoja de registro
V.PROCEDIMIENTO
El método consiste en saturar una porción de suelo limitada por dos anillos
concéntricos para a continuación medir la variación del nivel del agua en el cilindro
interior.
Esta información nos ayudará a decidir cuál es el tipo de riego óptimo de un suelo
determinado, qué caudal deben aportar los goteros o qué medidas adoptar para evitar
que las plántulas introducidas en una reforestación sufran un exceso de agua.
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Aunque es muy posible que al inicio de la experiencia el suelo esté seco o
parcialmente húmedo y por lo tanto en condiciones de no saturación, los valores
inicialmente muy elevados irán descendiendo con gran rapidez como consecuencia de
la presión ejercida por la columna de agua, mayor cuanto más alta sea ésta.
El tiempo que transcurra hasta alcanzarse las condiciones finales de saturación
dependerá de la humedad previa, la textura y la estructura del suelo, el espesor del
horizonte por el que discurre el agua, y la altura del agua en el anillo interior.
Figura.- Evolución de la tasa de infiltración
Seleccionar el sitio para la instalación
asegurando que esté libre de fisuras,
piedras, hóyales de animales, materia
orgánica. Evitar sitios donde hay
mucho pisoteo de animales o
maquinaria
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Asegurar que el suelo escogido sea representativo del área bajo
consideraciones o de variabilidad que se requiere medir
Colocar el cilindro interior y con mucho cuidado introducirlo al terreno con el
tablón y comba. El cilindro debe entrar verticalmente al terreno. Nunca se
tratara de introducir el cilindro pegando primero a un lado y luego al otro
La profundidad de entrada al suelo debe ser
de por lo menos 15 cm. La buena instalación
del cilindro interior es mucho más crítica que el de cilindro exterior. La
instalación de este cilindro es más profunda que le del exterior este cilindro es
más largo.
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NORTE: 9206834
ESTE: 0776420
COTA: 2690
Colocar la lámina de plástico dentro del cilindro interior para protección contra
el golpe de agua
Llenar el cilindro exterior con agua hasta una altura de 10cm mantener a la
misma altura durante todo el tiempo de observación
Llenar el cilindro interior con agua hasta una altura de 15 cm mantener a la
misma altura durante todo el tiempo
de observación
Quitar el plástico del cilindro interior
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Hacer la medida inicial rápidamente después de echar agua al cilindro
Registrar la medida y el tiempo correspondiente
Hacer las medidas siguientes a intervalos periódicos y registrar los datos, estos
intervalos se encuentra en la hoja
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