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• Bryan Hidalgo

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I.

MARCO TEORICO 1.1.VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN Y VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN INSTANTÁNEA La velocidad de infiltración puede definirse como la capacidad de admisión de agua de un terreno desde la superficie al interior del mismo. En otros términos, es la relación entre la lámina de agua infiltrada y el tiempo que tarda en infiltrarse esa lámina. Comúnmente suele expresarse en cm/h ó mm/min. La velocidad de infiltración no es uniforme, tiende a disminuir mientras transcurre el tiempo desde que comienza la aplicación de agua en el suelo cuando ésta es continua. Para tener una referencia, en la Tabla 1se muestran rangos de infiltración básica para los diferentes tipos de suelo.

1.2. PROCESO DE INFILTRACIÓN: La 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). 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). En este contexto, la infiltración acumulada, es la integración en el tiempo de la velocidad de infiltración, con una dependencia curvilínea del tiempo y una pendiente que decrece gradualmente. La infiltrabilidad del suelo y su variación en el tiempo dependen del contenido de agua inicial y de la succión, así como de la textura, estructura y uniformidad (o secuencia de los estratos) del perfil del suelo. Por otra parte, la relación matemática que existe entre la velocidad de infiltración y el tiempo está representada por una función exponencial inversa. Así también, cada cambio en las características del suelo provocará instantáneamente un comportamiento singular del proceso de infiltración, que obviamente se verá reflejado en una gráfica de estas variables. De esta manera, es posible visualizar una familia de curvas de infiltración para cada tipo de suelo. Ver figura N° 2

1.2.1. FACTORES QUE AFECTAN LA TASA DE INFILTRACIÓN Son varios los factores que afectan la velocidad de infiltración del agua en el suelo (Gurovich, 1985): 1.2.1.1. SELLAMIENTO SUPERFICIAL: La formación de una capa fina y compacta sobre la superficie del suelo reduce rápidamente la penetración de agua a través de la superficie. Esta capa resulta de un rompimiento de la estructura del suelo, producido en parte por la acción corrosiva de las lluvias o del riego por aspersión, y también por la acción del flujo del agua sobre la superficie, donde las partículas finas son fijadas alrededor de las partículas mayores formándose una capa impermeable. 1.2.1.2. COMPACTACIÓN DEL SUELO: Las labores de preparación de suelos especialmente las araduras que se realizan en suelos húmedos pueden producir compactación y formación de capas impermeables denominadas ‘pie de arado’ exactamente debajo de la profundidad a que penetra el implemento. Este ‘pie de arado’ impide el movimiento de agua y reduce la velocidad de infiltración. 1.2.1.3. PARTÍCULAS O GRIETAS DEL SUELO: Los suelos de texturas finas tienden a partirse cuando se secan; al aplicarse agua las partículas del suelo comienzan a aumentar de tamaño, sellando las partículas hasta disminuir considerablemente la velocidad de infiltración. 1.2.1.4. PREPARACIÓN DEL SUELO: Se indicó que la velocidad de infiltración puede ser aumentada a través de araduras, rastrajes u otros procedimientos; sin embargo, el efecto beneficioso en la porosidad del suelo producido por el paso de estos implementos dura solamente hasta que el terreno vuelve a su condición anterior de densidad, como consecuencia de riegos o lluvias subsecuentes. Es necesario considerar también la compactación producida por el excesivo paso de implementos, con la consiguiente disminución de la velocidad de infiltración. 1.2.1.5. MATERIA ORGÁNICA Y ROTACIÓN DE CULTIVOS: La materia orgánica mantiene la porosidad del suelo durante periodos largos; éstos dependen del estado de descomposición en que aquella se encuentra. De este modo la velocidad de infiltración no se altera e incluso puede aumentar mediante la siembra de pastos y legumbres o utilizando prácticas que aumentan el contenido de materia orgánica en el suelo. 1.2.1.6. SALES DEL SUELO Y DEL AGUA: Las sales que contiene el agua de riego se van acumulando en el perfil del suelo; esto se hace más notorio cuando las precipitaciones no son suficientes para lixiviar las sales más debajo de la zona de raíces. 1.2.1.7. SEDIMENTOS EN EL AGUA DE RIEGO: Las partículas de limo y arcilla que se mantienen en suspensión afectan la calidad del agua de riego y producen un encortamiento en el suelo, que disminuye en forma notoria la infiltración del agua en el suelo.

Esto puede ser beneficioso en suelos arenosos, pero es muy perjudicial en los de texturas finas. 1.2.1.8. PERFIL DEL SUELO: La diferente disposición de los estratos en el perfil tiene también gran influencia en la velocidad de infiltración del suelo; evidentemente este factor no es manejable por el hombre, pero debe ser considerado como un elemento de análisis. Otros autores como Gravando et al (1972), también señalan varios factores como el espesor de agua empleado para el riego o lluvia, la temperatura del agua y el suelo, la estructura y la compactación, textura, estratificación, contenido de humedad, agregación y actividades microbianas, que afectan la velocidad de infiltración del agua en el suelo. Debido a que la infiltración puede cambiar mucho durante la temporada, los datos de infiltración deben usarse con precaución, así también con juicio atinado para interpretarlos. El uso de estos datos requiere conocimiento de los cultivos y de los patrones de cultivo, métodos y manejos de riego, labranza, tipo y estructura de suelo y época de la temporada de riego (Gandarillas, 1993).

1.3. DETERMINACION DE LA HUMEDAD La importancia del contenido de agua que presenta un suelo representa junto con la cantidad de aire, una de las características más importantes para explicar el comportamiento de este (especialmente en aquellos de textura más fina), como por ejemplo cambios de volumen, cohesión, estabilidad mecánica. (Oficina del Regante, 1985) El método tradicional de determinación de la humedad del suelo en laboratorio, es por medio del secado a horno, donde la humedad de un suelo es la relación expresada en porcentaje entre el peso del agua existente en una determinada masa de suelo y el peso de las partículas sólidas, o sea: w = ( Ww / Ws ) * 100 ( % ) Donde: w = contenido de humedad expresado en % Ww = peso del agua existente en la masa de suelo Ws = peso de las partículas sólidas O también expresado de esta manera para calcular la humedad (w) de la muestra: w = ( Mh - Ms ) / ( Ms - Mr ) * 100 ( % ), donde: Mh = peso recipiente más la muestra de suelo húmedo (grs.) Ms = peso recipiente más la muestra de suelo seca (grs.) Mr = peso recipiente (grs.)

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. 

GUROVICH, L. 1985. Fundamentos y diseño de sistema de riego. Instituto Interamericano de cooperación para la agricultura (CIIA). Primera Edición, San José, Costa Rica. Capítulo 6. p. 143-168.

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VÉLEZ, M., VÉLEZ., J. 2002. Capítulo 8: Infiltración. Universidad Nacional de Colombia, Unidad de Hidráulica. http://poseidon.unalmed.edu.co/materias/hidrologia.html

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OFICINA DEL REGANTE. 2002. Caracterización de la infiltración. Gobierno de Aragón. Departamento de Agricultura, España. http://web.eead.csic.es/oficinaregante/riego/a2/rsup4.html