inflitacion permeablidad
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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