I. INTRODUCCION

El presente informe se realizó el experimento para Conocer la capacidad de

infiltración del agua en diferentes suelos (arcilloso, arenoso y roca caliza triturada) y

los factores de los que depende, para esto damos a conocer algunos conceptos de

capacidad de infiltración, permeabilidad y porosidad del suelo.

La infiltración es el proceso por el cual el agua penetra en el suelo, a través de la

superficie de la tierra, y queda retenida por ella o alcanza un nivel acuífero

incrementando el volumen acumulado anteriormente.

Superada por la capacidad de campo del suelo, el agua desciende por la acción

conjunta de las fuerzas capilares y de la gravedad. Esta parte del proceso recibe

distintas denominaciones: percolación, infiltración eficaz y infiltración profunda.

Los factores que afectan a la infiltración son muy importantes porque dependen de

la textura del suelo, en las condiciones ambientales y la compactación natural o

debida al tránsito, dificulta la penetración del agua y por tanto reduce la capacidad de

infiltración.

La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un líquido que

lo atraviese sin alterar su estructura interna, el coeficiente de permeabilidad se

expresa como una función de la constante de permeabilidad del material, la

viscosidad y el peso específico del fluido circulante.

II. OBJETIVO

Dar a conocer la capacidad de infiltración del agua en terrenos arenoso, arcilloso y

de roca caliza triturada.

III. MATERIALES

Botellas de plástico transparente.

Gasa.

Probetas de 250 y de 100 ml.

Arcilla, arena y trozos de roca caliza.

Tijera.

IV. PROCEDIMIENTO

Se procede de la siguiente manera:

a. Se toman tres botellas iguales de plástico transparente y recortamos el fondo

para quedarnos con las bocas a modo de embudos.

b. Tapamos las aberturas más pequeñas con una gasa sujeta con una goma y la

colocamos sobre una probeta de plástico de 200 ml.

c. Rellenamos el embudo A con arena, el B con arcilla sin fisuras y el C con

trozos de caliza que simulan un terreno fisurado.

d. Añadimos 100 ml de agua en todos los recipientes.

e. Pasados unos minutos, se mide el volumen de agua recogido en cada una de las

probetas y se calcula el volumen de agua retenido por cada uno de los tipos de

terreno.

f. observamos qué terrenos permiten la infiltración del agua y las características

que permiten esta infiltración: porosidad, fracturas.

V. MARCO TEORICO

5.1. LA ARENA.

Es un conjunto de partículas de rocas disgregadas. En geología se denomina arena

al material compuesto de partículas cuyo tamaño varía entre 0,063 y 2 milímetros

(mm). Una partícula individual dentro de este rango es llamada «grano de arena».

Una roca consolidada y compuesta por estas partículas se denomina arenisca.

Granulometría

Dentro de la clasificación granulométrica de las partículas del suelo, las arenas

ocupan el siguiente lugar en el escalafón:

Partícula Tamaño

Arcillas < 0,0039 mm

Arenas 0,0625-2 mm

Bloques >256 mm

Cantos rodados 64-256 mm

Gravas 2-64 mm

Limos 0,0039-0,0625 mm

5.2. LA ARCILLA.

Está constituida por agregados de silicatos de aluminios hidratados,

procedentes de la descomposición de minerales de aluminio. Presenta diversas

coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura.

Surge de la descomposición de rocas que contienen feldespato, originada en un

proceso natural que dura decenas de miles de años.

5.3. LA CALIZA.

Es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio

(CaCO3), generalmente calcita. También puede contener pequeñas cantidades

de minerales como arcilla, hematita, siderita y cuarzo. El carácter

prácticamente monomineral de las calizas permite reconocerlas fácilmente

gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita: es

menos dura que el cobre y reacciona con efervescencia en presencia de ácidos

tales como el ácido clorhídrico.

Es una roca importante como reservorio de petróleo, dada su gran porosidad.

Tiene una gran resistencia a la meteorización; esto ha permitido que muchas

esculturas y edificios de la antigüedad tallados en caliza hayan llegado hasta la

actualidad. Sin embargo, la acción del agua de lluvia y de los ríos

(especialmente cuando se encuentra acidulada por el ácido carbónico) provoca

su disolución, creando un tipo de meteorización característica denominada

kárstica.

5.4. CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN.

Se denomina capacidad de infiltración a la velocidad máxima con que el agua

penetra en el suelo. La capacidad de infiltración depende de muchos factores;

un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración mayor

que un suelo arcilloso y compacto.

Si una gran parte de los poros del suelo ya se encuentran saturados, la

capacidad de infiltración será menor que si la humedad del suelo es

relativamente baja.

Si los poros del suelo en las camadas superiores del mismo ya se encuentran

saturados. La infiltración se hará en función de la permeabilidad de los

estratos inferiores.

Una precipitación intensa podrá provocar la colmatación de los poros

superficiales, con partículas finas del suelo, reduciendo la infiltración.

5.5. FACTORES QUE AFECTAN LA INFILTRACIÓN

Condiciones de superficie.

La compactación natural, o debida al tránsito, dificulta la penetración del agua y

por tanto, reduce la capacidad de infiltración. Una superficie desnuda está

expuesta al choque directo de las gotas de lluvia, que también da lugar a la

compactación, lo que también disminuye la infiltración.

 

Cuando un suelo está cubierto de vegetación, las plantas protegen de la

compactación por impacto de lluvia, se frena el recorrido superficial del agua

que está, así, más tiempo expuesta a su posible infiltración, y las raíces de las

plantas abren grietas en el suelo que facilitan la penetración del agua.

 

La pendiente del terreno influye en el sentido de mantener más o menos tiempo

una lámina de agua de cierto espesor sobre él. La especie cultivada, en cuanto

define mayor o menor densidad de cobertura vegetal, y sobre todo, el

tratamiento agrícola aplicado, influirán en la infiltración. En las áreas

urbanizadas se reduce considerablemente la posibilidad de infiltración.

Características del terreno

La textura del terreno influye por sí y por la influencia en la estabilidad de la

estructura, tanto menor cuanto mayor sea la proporción de materiales finos que

contenga. Un suelo con gran cantidad de limos y arcillas está expuesto a la

disgregación y arrastre de estos materiales por el agua, con el consiguiente

llenado de poros más profundos.

 

La estructura define el tamaño de los poros. La existencia de poros grandes

reduce la tensión capilar, pero favorece directamente la entrada de agua.

 

El calor específico del terreno influirá en su posibilidad de almacenamiento de

calor que, afecta a la temperatura del fluido que se infiltra, y por tanto a su

viscosidad.

 

El aire que llena los poros libres del suelo, tiene que ser desalojado por el agua

para ocupar su lugar y esto suaviza la intensidad de la infiltración, hasta que es

desalojado totalmente.

 

Condiciones ambientales

La humedad inicial del suelo juega un importante papel. Cuando el suelo está

seco al comienzo de la lluvia, se crea una fuerte capilaridad al humedecerse las

capas superiores y este efecto, se suma al de gravedad incrementando la

intensidad de infiltración. A medida que se humedece, se hinchan por

hidratación, las arcillas y coloides y cierran las fracturas y grietas disminuyendo

la capacidad de infiltración.

5.6. PROPIEDADES Y PARÁMETROS.

5.6.1. Porosidad del suelo

Como consecuencia de la textura y estructura del suelo tenemos su porosidad, es

decir su sistema de espacios vacíos o poros.

Los poros en el suelo se distinguen en: macroscópicos y microscópicos.

Los primeros son de notables dimensiones, y están generalmente llenos de aire, en

efecto, el agua los atraviesa rápidamente, impulsada por la fuerza de la gravedad.

Los segundos en cambio están ocupados en gran parte por agua retenida por las

fuerzas capilares.

Los terrenos arenosos son ricos en macroporos, permitiendo un rápido pasaje del

agua, pero tienen una muy baja capacidad de retener el agua, mientras que los

suelos arcillosos son ricos en microporos, y pueden manifestar una escasa

aeración, pero tienen una elevada capacidad de retención del agua.

En líneas generales la porosidad varía dentro de los siguientes límites:

Suelos ligeros: 30 – 45 %

Suelos medios: 45 – 55 %

Suelos pesados: 50 – 65 %

Suelos turbosos: 75 – 90 %

Rangos de Porosidad

Rocas Porosidad (%)Material No

ConsolidadoPorosidad (%)

Arenisca 5-30 Grava 25-40

Caliza 0-20 Arena 25-50

Caliza Kárstica 5-50 Limo 35-50

Basáltica

fracturada5-50 Arcilla 40-70

Cristalinas 0-5

Fracturadas 0-10

5.7. PERMEABILIDAD DEL SUELO

Los suelos y las rocas no son suelos ideales, sino que forman sistemas con 2 ó 3

fases: partículas sólidas y gas, partículas sólidas y líquidas. El líquido es

normalmente agua y el gas se manifiesta a través de vapor de agua. Por lo tanto se

habla de medios porosos.

A estos medios se caracteriza a través de su porosidad y a su vez esta propiedad

condiciona la permeabilidad del medio o del material en estudio.

Se dice que un material es permeable cuando contiene vacíos continuos, estos

vacíos existen en todos los suelos, incluyendo las arcillas más compactas, y en

todos los materiales de construcción no metálicos, incluido el granito sano y la

pasta de cemento, por lo tanto dichos materiales son permeables.

La permeabilidad de los suelos, es decir la facultad con la que el agua pasa a

través de los poros, tiene un efecto decisivo sobre el costo y las dificultades a

encontrar en muchas operaciones constructivas, como las excavaciones a cielo

abierto en arena bajo agua o la velocidad de consolidación de un estrato de arcilla

bajo el peso de un terraplén.

Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son

tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo

de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales

5.8. FACTORES AFECTAN A LA PERMEABILIDAD DEL SUELO.

Se trata de factores localizados al extremo, como fisuras y cárcavas es difícil

hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales.

Los perfiles de suelo proporcionan una indispensable comprobación de dichas

mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura,

consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles

y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de

arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la

permeabilidad sean representativas.

La permeabilidad del suelo se relaciona con su textura y estructura

El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la

tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de

percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número

de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo

y también influyen en su permeabilidad.

Variación de la permeabilidad según la textura del suelo

Mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad:

Arenosos 5.0   cm/HR

Franco arenosos 2.5   cm/HR

Franco 1.3    cm/HR

Franco arcillosos 0.8     cm/HR

Arcilloso limosos 0.25   cm/HR

Arcilloso 0.05  cm/HR

VI. RESULTADOS

TIEMPO

INFILTRACION

ARENA ARCILLA PIEDRA CALIZA

8 min 10 0 0

19min 18 10 0

27min 23 12 0

35.5min 28 15 0

VII. DISCUSIONES

VIII.CONCLUSIONES

IX. BILBIOGRAFIA

http://www.monografias.com/trabajos65/propiedades-suelo/propiedades-

suelo2.shtml

ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/

x6706s09.htm

http://www.fceia.unr.edu.ar/geologiaygeotecnia/Permeabilidad%20en

%20Suelos.pdf

X. ANEXOS