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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO”

Contenido I. INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 2 II.

OBJETIVOS: ......................................................................................................... 3 2.1.

OBJETIVO GENERAL ..................................................................................... 3

2.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................ 3

III.

MARCO TEÓRICO .............................................................................................. 4

3.1.

INFILTRACIÓN ............................................................................................... 4

3.2.

INVESTIGACIONES SOBRE LA INFILTRACIÓN ...................................... 4

...................................................................................................................................... 4 3.3.

CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN: ................................................................ 4

3.4. FACTORES QUE INTERVIENEN EN LA CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN: ......................................................................................................... 5 3.5.

ENSAYOS DE INFILTRACIÓN ...................................................................... 6

3.5.1.

Métodos directos: ....................................................................................... 6

3.5.2.

Métodos indirectos: .................................................................................... 7

3.6.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN. .. 7

3.6.1.

INFILTRO METROS DE CILINDROS: ....................................................... 7

3.6.2.

MÉTODO DE PORCHET. ............................................................................ 8

IV.

MATERIALES, EQUIPOS: .................................................................................. 8

INFILTRO METROS DE CILINDROS: ..................................................................... 9 MÉTODO DE PORCHET. ........................................................................................... 9 V.

PROCEDIMIENTO EN EL CAMPO ................................................................... 9

5.1.

Procedimiento para la determinación de la infiltración ................................... 10

5.2.

PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA INFILTRACIÓN 11

RIEGOS

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I.

INTRODUCCIÓN

La infiltración del agua en el suelo es la penetración del agua de la superficie del suelo hacia el perfil del suelo, para el cual se debe cubrir el suelo con una lámina “L” de las formas de precipitación, escorrentía, riego; la infiltración depende de muchos factores, por lo que su estimación confiable es bastante difícil y es imposible obtener una relación única entre todos los parámetros que la condicionan. La infiltración de agua en el suelo ha sido estudiado debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, la conservación del recurso suelo y otras actividades agropecuarias además, la velocidad de infiltración determina la cantidad de agua de escurrimiento superficial y con ello el peligro de erosión hídrica, por tanto el presente informe presentamos la velocidad de infiltración del agua en suelo, en términos del diseño hidrológico de las obras de conservación y aprovechamiento de aguas y suelos, en particular, de las zanjas de infiltración. Tanto la Infiltración como el movimiento en la zona no saturada obedece a procesos físicos similares que están ligados por las condiciones hidrodinámicas del terreno, de tal forma que existe un movimiento vertical del agua, e incluso subhorizontal (Escorrentía Hipodérmica), que determina la recarga que el acuífero recibe. Hasta ahora las componentes del Ciclo Hidrológico que se han descrito correspondían a las componentes superficiales. Las componentes descritas en este capítulo corresponden a la parte edáfica del terreno o suelo edáfico. En lo que a continuación se detalla se explicará la Infiltración y se hará una introducción al Flujo en la zona no saturada.

El infiltrometro de cilindro es la manera más popular para establecer las características de infiltración de un suelo. Este método consiste en dos cilindros, se mantiene un registro de los niveles en el cilindro interior. Los cambios de niveles en este indican de agua infiltrada. El agua que infiltraba al cilindro exterior a la misma velocidad que el interior, asegura que el agua en el cilindro interior infiltre verticalmente.

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II. OBJETIVOS:

2.1.

OBJETIVO GENERAL  Determinar experimentalmente la velocidad de infiltración y lamina Infiltrada acumulada con un cilindro y pozo en el suelo por los métodos Kostiakov.

2.2.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS  Determinar la Velocidad de infiltración con un pozo infiltrometro aplicando los métodos de Kostiakov y Porchet.  Determinar la Velocidad de infiltración con el cilindro infiltrometro aplicando los métodos de Kostiakov y Porchet,  Comparar la Velocidad de infiltración de campo e infiltración calculada.  Determinar lámina Infiltrada acumulada con un cilindro infiltrometro en el suelo por los métodos Kostiakov y Porchet.  Determinar lámina Infiltrada acumulada con un pozo infiltrometro en el suelo por los métodos Kostiakov y Porchet.  Comparar la lámina Infiltrada acumulada de campo e infiltración calculada.

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III. MARCO TEÓRICO 3.1. INFILTRACIÓN

La infiltración es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en una zona cercana a la superficie, y posteriormente superado cierto nivel de humedad, pasa a formar parte del agua subterránea, saturado los espacios vacíos. 3.2. INVESTIGACIONES SOBRE LA INFILTRACIÓN

Robert E. Horton (1933) sugirió que la capacidad de infiltración rápidamente disminuía durante la fase inicial de una tormenta y luego tendía hacia un valor aproximadamente constante después de un par de horas. El agua antes infiltrada llena los almacenes disponibles y reduce las fuerzas capilares que hacen entrar el agua en los poros. Las partículas de arcilla en el suelo pueden hincharse cuando se mojan, y así reducen el tamaño de los poros. En áreas donde la tierra no está protegida por una capa de residuos forestales, las gotas de lluvia pueden separar las partículas del suelo superficial y lavar las partículas finas en los poros superficiales, lo que puede impedir el proceso de infiltración.

3.3. CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN:

Se denomina capacidad de infiltración a la cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la mayor o menor compactación que tiene el mismo.

a) Intercambio: Se presenta en la parte superior del suelo, donde el agua puede retornar a la atmósfera por medio de la evaporación debido al movimiento capilar o por medio de la transpiración de las plantas. b) Transmisión: Ocurre cuando la acción de la gravedad supera a la de la capilaridad y obliga al agua a deslizarse verticalmente hasta encontrar una capa impermeable.

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c) Circulación: Se presenta cuando el agua se acumula en el subsuelo debido a la presencia de una capa impermeable y empieza a circular por la acción de la gravedad, obedeciendo las leyes del escurrimiento subterráneo.

3.4. FACTORES

QUE

INTERVIENEN

EN

LA

CAPACIDAD

DE

INFILTRACIÓN:

1. Entrada Superficial: La superficie del suelo puede estar cerrada por la acumulación de partículas que impidan, o retrasen la entrada de agua al suelo.

2. Transmisión a través del suelo: El agua no puede continuar entrando en el suelo con mayor rapidez que la de su transmisión hacia abajo, dependiendo de los distintos estratos.

3. Acumulación en la capacidad de almacenamiento: El almacenamiento disponible depende de la porosidad, espesor del horizonte y cantidad de humedad existente

4. Características del medio permeable: La capacidad de infiltración está relacionada con el tamaño del poro y su distribución, el tipo de suelo –arenoso, arcilloso, la vegetación.

5. Característica del fluido la contaminación del agua infiltrada por partículas finas o coloides, la temperatura y viscosidad del fluido, y la cantidad de sales que lleva.

6. Acción de la precipitación sobre el suelo. El agua de lluvia al chocar con el suelo facilita la compactación de su superficie disminuyendo la capacidad de infiltración; el agua transporta materiales finos que tienden a disminuir la porosidad de la superficie del suelo, humedece la superficie, saturando los horizontes más próximos a la misma, lo que aumenta la resistencia a la penetración del agua.

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7. Cubierta vegetal. Con una cubierta vegetal natural aumenta la capacidad de infiltración y en caso de terreno cultivado, depende del tratamiento que se le dé al suelo. La cubierta vegetal densa favorece la infiltración y dificulta el escurrimiento superficial del agua.

8. Acción del hombre y de los animales. Si el uso de la tierra tiene buen manejo y se aproxima a las condiciones citadas, se favorecerá el proceso de la infiltración, en caso contrario, cuando la tierra está sometida a un uso intensivo por animales o sujeto al paso constante de vehículos, la superficie se compacta y se vuelve impermeable. El suelo virgen tiene una estructura favorable para la infiltración, alto contenido de materia orgánica y mayor tamaño de los poros

9. Temperatura. Las temperaturas bajas dificultan la infiltración.

Variaciones de la capacidad de infiltración Pueden ser clasificadas en dos categorías: Variaciones a través del tiempo en una superficie limitada. Variaciones en áreas geográficas debidas a las condiciones físicas del suelo.

ENSAYOS DE INFILTRACIÓN

3.5.

Los métodos para medir la infiltración se dividen en métodos directos e indirectos. 3.5.1. Métodos directos: Valorar la cantidad de agua infiltrada sobre una superficie de suelo: 1 lisímetros: es un deposito enterrado, de paredes verticales, abierto en su parte superior y relleno del terreno que se quiere estudiar. La superficie del suelo esta sometida a los agentes atmosféricos y reciben las precipitaciones naturales 2. Simuladores de lluvia: aplican agua en forma constantes reproduciendo lo más fielmente el aconteces de la precipitación. las gotas son del tamaño de las de la lluvia y tienen una energía de impacto similar, comparándose los efectos 3. Infiltró metros: para realizar el ensayo de infiltración en el capo se utiliza el infiltrometro es un aparto sencillo, de uno o dos tubos de chapa de diámetro fijo. RIEGOS

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Se clava en el suelo a una profundidad variable, se le agrega una cierta cantidad de agua y se observa el tiempo que tarda en infiltrarse

3.5.2. Métodos indirectos: Se determina la capacidad de infiltración considerando una cuenca perfectamente controlada, con datos precisos de precipitación, evaporación y escorrentía, se puede determinar la infiltración.

3.6.

MÉTODOS PARA DETERMINAR LA VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN.

3.6.1. INFILTRO METROS DE CILINDROS: El método más ampliamente usado para determinar la infiltración de un suelo es el del cilindro infiltrómetro, el cual es adecuado para métodos de riego que permiten mojar directamente una gran superficie de suelo (bordes, regueros en contorno, aspersión). El flujo radial es minimizado por medio de un área tampón alrededor del cilindro central. El movimiento del agua es en dirección vertical hasta que pasa a la parte inferior de la orilla del cilindro, desde donde puede producirse un flujo bidimensional, gobernado por el potencial matricial del suelo. La limitación más seria para el uso de cilindros infiltrómetros es que su emplazamiento en el suelo provoca un cierto grado de alteración de sus condiciones naturales (destrucción de la estructura o compactación produciendo cierta variación en la cantidad de agua que penetra en el suelo. Además, la interface entre el suelo y el lado del cilindro metálico puede causar una entrada anormal de agua, resultando un mayor volumen de agua que se infiltra en un tiempo dado. Otra de las limitaciones que presenta el uso de cilindros es el problema del aire atrapado al interior de la columna de suelo. La incapacidad del aire para escapar desde el suelo bajo condiciones de flujo saturado, generalmente crea un cojín interno de aire que resulta en un impedimento para el movimiento vertical del agua, resultando velocidades de infiltración menores. Es importante hacer notar que no es conveniente medir la velocidad de infiltración en suelos alterados, como sería un terreno arado.

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3.6.2. MÉTODO DE PORCHET. Se sabe por información estratigráfica e hidrológica que el vertedero de Pitrufquen posee una alta capacidad de absorción o permeabilidad a partir de los 0.7 m de profundidad debido a esto se quiere observar la capacidad de infiltración que existe al interior de un pozo de extracción de áridos el cual posee una profundidad de 3 m aproximadamente, en la parte más profunda. Se eligen tres puntos representativos que permitan obtener resultados que reflejen de manera real la situación de operatividad del suelo se encuentra removido parcialmente y de baja consolidación.

Se excavan cavidades en la zona descrita las cuales se llenaron de agua y se midió el descenso de la superficie libre debido a la infiltración a través del fondo y las paredes de este. Nivel de Nivel de agua h

2R

La capacidad de infiltracion del suelo a esa profundidad se determina utilizando las alturas del agua para dos instantes de tiempo no muy lejanos. Donde R es el radio de excavacion, h1 y h2 las alturas de agua en los instantes t1 y t2 respectivamente.

IV. RIEGOS

MATERIALES, EQUIPOS: 8

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INFILTRO METROS DE CILINDROS: -

Cilindros concéntricos de 60 cm aprox. -

Recipiente (Balde)

-

Cronómetro

-

Pala

-

Barreta

-

Regla graduada

-

Comba

MÉTODO DE PORCHET.

V. RIEGOS

PROCEDIMIENTO EN EL CAMPO 9

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5.1. Procedimiento para la determinación de la infiltración

-

Método de cilindro infiltrometro: 1. Seleccionamos el terreno en el que se realizara la prueba de infiltración (Superficie plana en estado natural).

2. Limpiamos con una pala la vegetación de la superficie del terreno (Sin alterar la estructura del suelo).

3. A continuación realizamos la instalación del cilindro, colocando un trozo de madera sobre la parte superior del cilindro y golpeando suavemente sobre él, introducimos el cilindro hasta una profundidad de 10 a 15 cm.

4. Luego que se instalamos el cilindro en el terreno, pegamos una cinta métrica en la pared interior del cilindro para realizar las lecturas.

5. Instalado el equipo, colocamos un plástico en el interior del cilindro para evitar que el agua golpee directamente la superficie del suelo al momento del llenado.

6. Con la ayuda de un balde llenamos un volumen cualquiera de agua en el cilindro.

7. Inmediatamente después retiramos

el plástico e iniciamos las lecturas

(Primero a medio minuto, luego a un minuto, a dos y a cinco minutos hasta que culmine la infiltración - la variación en el tiempo de lecturas se realiza cuando las lecturas empiezan a tener una variación constante.).

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5.2. PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN DE LA INFILTRACIÓN

– EN UN OYÓ CILÍNDRICO EN EL SUELO. 1. Primero excavamos un oyó cilíndrico en el terreno de aproximadamente 40 cm de profundidad y 35 cm de radio con ayuda de una barreta y una pala.

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2. Cuando se logró obtener un oyó casi cilíndrico, procedimos a pegar una cinta métrica en la pared interior de esta para realizar la lectura de los datos.

3. En el instante en que se terminó de llenar el agua en el oyó se retiró el plástico, para iniciar las lecturas.(Primero a medio minuto, luego a un minuto, a dos minutos, a 5 minutos y a 10 minutos hasta que culmine la infiltración - la RIEGOS

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variación en el tiempo de lecturas se realiza cuando las lecturas empiezan a tener una variación constante.)

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VI.

CALCULOS Y RESULTADOS

CÁLCULOS POR EL MÉTODO DE KOSTIAKOV

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VII.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

7.1. CONCLUSIONES:

7.2.

RECOMENDACIONES:

 Se recomienda hacer más ensayos en diferentes tipos de suelo para su respectivo reconocimiento.  El trabajo para esta prueba necesita mucha atención por parte del operador porque puede dar resultados falsos que perjudicaría los cálculos.  Se recomienda seguir realizando trabajos como esto puesto que es de suma importancia para el estudiantado, su formación profesional.  Se recomienda construir más cilindros infiltrometros para tener mayor precisión en los trabajos de investigación.

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VII.- BIBLIOGRAFÍA: -

https://es.slideshare.net/psmpre14509752/infiltracin-del-agua

-

https://www.ciclohidrologico.com/infiltracin_del_agua

-

Velasco, L. J 1979. Física del sistema suelo – agua – planta.

-

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.

-

OFICINA DEL REGANTE. 2002. Caracterización de la infiltración.

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http://poseidon.unalmed.edu.co/materias/hidrologia.html

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http://poseidon.unalmed.edu.co/materias/hidrologia.html

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Absalón Vásquez, V., el riego principios básicos.

-

Robinsón. W. "Los suelos"

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-

Gobierno de Aragón. Departamento de Agricultura, España.

-

http://web.eead.csic.es/oficinaregante/riego/a2/rsup4.html

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VÉLEZ, M., VÉLEZ., J. 2002. Capítulo 8: Infiltración. Universidad

-

Nacional de Colombia, Unidad de Hidráulica.

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VIII.- ANEXO:

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