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I.

INTRODUCCION

El drenaje se define como la evacuación del exceso de agua en el suelo. En el manejo de cultivos, el drenaje es tan importante como el riego, ya que en forma conjunta mantienen en el suelo un ambiente propicio para obtener producciones óptimas. El exceso de humedad produce una reducción en el contenido de oxígeno en el suelo que disminuye la tasa de respiración de las raíces de la planta. Si una planta se encuentra bajo en estas condiciones durante un tiempo prolongado, especialmente durante el período de rápido crecimiento, se produce un retardo en su desarrollo vegetativo y, por ende, una disminución en la producción. El mal drenaje en un terreno es considerado cuando el suelo se encuentra con un exceso de humedad, que esto puede ocasionar una asfixia considerable en las plantas, y por consecuencia su disminución de producción en la cosecha. Los aspectos como precipitación, textura de suelo, y algunos otros más son de importancia para un mal drenaje en un terreno. El

drenaje

subterráneo,

También

conocido

como

interno

o

subsuperficial, que se caracteriza por la presencia de un manto freático cercano a la superficie del terreno que satura el perfil del suelo y propicia una humedad muy alta en la zona de desarrollo de las raíces de los cultivos. Cuando se remueven los excesos de agua de una cierta profundidad del suelo, se habla de drenaje subterráneo.

1.1.

OBJETIVOS

1.1.1.

Objetivo general: -

Un sistema de evaluación de datos consecuentes a la elaboración, de un perfil de proyecto de sistema de evacuación de aguas pluviales en terrenos agrícolas y su construcción.

1.1.2.

Objetivos específicos: -

Plantear el presupuesto para el diseño del canal a realizar en el fundo “Las Golondrinas”.

-

Realizar el dren plateado y diseñado en el predio las golondrinas.

-

Elaborar los planos: en planta y perfil longitudinal de la red de drenaje general y sistema de evacuación.

ANTECEDENTES

El predio “Las Golondrinas”, pertenece a al Sr. LOZANO REATEGUI, Edwin y a la Sra. LOZANO TIPE, Ana; consta con un área agrícola de 16 546 m 2 de terreno titulado, de los cuales casi en su totalidad cuenta con plantaciones de plátano, cacao y maíz. La zona afectada presenta cultivo de plátano y maíz, en cual en época de invierno cuando las precipitaciones son mayores y seguidas, el agua se encharca en la zona de estudio, provocando así la pérdida del cultivo que se encuentra en esta área afectada. (Maíz o plátano). La topografía de la zona en estudio es plana en su mayoría con un pequeño desnivel que favorece al encharcamiento del agua, y esta a su vez permanece por un determinado tiempo en la superficie del terreno, causando enfermedades, dificultando el desarrollo y crecimiento de las plantas, esto ocasiona pérdidas económicas a los dueños del predio. Según nos comentaron los dueños en años pasados el rio Huallaga pasaba por estos terrenos.

II.

REVISION DE LITERATURA

2.1. Relación suelo – agua – planta. 2.1.1. Suelo El suelo es una mezcla de minerales, materia orgánica, bacterias, agua y aire. Se forma por la acción de la temperatura, el agua, el viento, los animales y las plantas sobre las rocas. Estos factores descomponen las rocas en partículas muy finas y así forman el suelo; ¡la formación de dos centímetros de suelo tarda siglos! Existen muchas clases de suelo. Esto se debe a que las rocas, el clima, la vegetación varían de un sitio a otro. 2.1.1.1.

Textura del suelo Conocemos como textura a la relación existente entre los

contenidos de las diferentes fracciones granulométricas que constituyen el suelo. Desde siempre se ha considerado que una textura es adecuada o buena cuando así resulta para el óptimo desarrollo vegetal. La textura varía de unos horizontes a otros, es pues una característica propia de cada uno de ellos más que del suelo en su conjunto. (LUQUE, L. 1989) A) Clases texturales Cuando tenemos que analizar un corto número de parámetros lo más sencillo es recurrir a algún tipo de representación gráfica, de modo que queden delimitadas una serie de posiciones definidas. En el caso de la

granulometría del suelo se recurre a una representación triangular, por ser tres los parámetros fundamentales. (LUQUE, L. 1989)

Figura 4. Clases texturales 2.1.1.2.

Estructura del suelo Hace referencia a la manera en que las partículas del

mismo se agrupan en fragmentos mayores. Las partículas irregulares de aristas y vértices agudos dan lugar a una estructura en bloques con forma de nuez. Si las partículas son más o menos esféricas, la estructura es granular. Algunos suelos tienen estructura prismática o en columnas, formada por prismas o columnas verticales de tamaño comprendido entre 0,5 y 10 centímetros. La estructura laminar consiste en trozos planos en posición horizontal. La estructura influye en la proporción de agua que es absorbida por el suelo, en la susceptibilidad del suelo a la erosión y en la facilidad de cultivo. (LUQUE, L. 1989)

2.1.1.3.

Porosidad La porosidad del suelo viene representada por el

porcentaje de huecos existentes en el mismo frente al volumen total. La porosidad depende de la textura, estructura y de la actividad biológica del suelo. Cuanto más gruesos son los elementos de la textura mayores son los huecos entre ellos, salvo si las partículas más finas se colocan dentro de esos huecos o sí los cementos coloidales los obturan. La materia orgánica contribuye a aumentar sensiblemente la porosidad. Son por tanto los suelos coloidales los que tienen la mayor porosidad. En el suelo se distinguen de forma tradicional pero empírica y a menudo arbitraria una macro porosidad y micro porosidad. (LUQUE, L. 1989) a)

La macro porosidad, o porosidad no capilar Está formada por huecos grandes, que están

ocupados

frecuentemente

por

aire.

A

menudo

se

presentan en forma de grietas que separan los agregados e incluso penetran en los mismos. Su importancia depende sobre todo de la estructura del suelo, de su grado de fisuración y parcialmente de la textura. Es más elevada en suelos arenosos. (LUQUE, L. 1989) b)

La micro porosidad Depende también de la estructura pero sobre todo de

la textura y de la actividad biológica. Es muy grande en los suelos ricos en elementos finos y en los dotados de una micro fauna numerosa y activa. (LUQUE, L. 1989) 2.1.1.4.

Dinámica del agua. El agua se desplaza por el suelo con una serie de

movimientos que, en líneas generales, podemos considerarlos como

descendentes y ascendentes. Para los primeros utiliza los poros de mayor tamaño, en general superiores a 8 mm y con preferencia los que superan los 30 mm. Los movimientos ascendentes se realizan por capilaridad y el tamaño necesario está por debajo del mínimo para los descendentes. Por esta razón el nivel de humedad del suelo varía de unos puntos a otros y su distribución espacial es lo que se conoce como "perfil hídrico", cuya forma se va modificando continuamente si bien existen algunos modelos relacionados con las diferentes estaciones del año. (LUTHIN, 1967) 2.1.1.5.

Densidad real. Se designa de esta forma a la densidad de la fase sólida.

Es un valor muy permanente pues la mayor parte de los minerales arcillosos presentan una densidad que está alrededor de 2.65 gramos por centímetro cúbico. Muy semejante es la de los minerales más abundantes en las arenas, como cuarzo, feldespatos, etc. Los carbonatos presentan una densidad algo menor así como la materia orgánica, que puede llegar a valores de 0.1; por lo que en horizontes muy orgánicos o carbonatados habría que reconsiderar el valor anterior, fundamentalmente en los primeros en los que puede calcularse aplicando los valores citados a los contenidos relativos de fracción mineral y orgánica. (LUQUE, L. 1989) Cuadro 1. Densidad real de algunos minerales comunes.

2.1.1.6.

Densidad aparente. Refleja la masa de una unidad de volumen de suelo seco y

no perturbado, para que incluya tanto a la fase sólida como a la gaseosa englobada en ella. Para establecerla debemos tomar un volumen suficiente para que la heterogeneidad del suelo quede suficientemente representada y su efecto atenuado. Es muy variable según el suelo, incluso en cada uno de los horizontes porque depende del volumen de los poros. Si el suelo es compacto, la densidad sube. Su valor en los horizontes A suele estar comprendido entre 1 y 1.25, mientras que en los horizonte B puede alcanzar hasta 1.5 o más alto. Su valor nos permite establecer equivalencias entre las relaciones masa/masa, que son la forma habitual de medir los parámetros del suelo, y las masa/superficie que son las utilizadas en la aplicación de aditivos al mismo para corregir sus deficiencias. (LUQUE, L. 1989) Cuadro 2. Densidad aparente según la textura

2.1.1.7.

Permeabilidad Representa la facilidad de circulación del agua en el suelo.

Es un parámetro muy importante que influirá en la velocidad de edafización y en la actividad biológica que puede soportar un suelo. Está condicionada fundamentalmente por la textura y la estructura.

La permeabilidad es una definición cualitativa y se refiere al estado o condición del medio poroso en relación con la facilidad para conducir o transmitir un fluido. (Absalón, V. 2000) Cuadro 3. Conductividad hidráulica mediante la permeabilidad.

2.1.1.8.

Disponibilidad del agua en el suelo La cantidad de agua disponible en el suelo a ser utilizada

por las plantas, está comprendida entre el rango de humedad a capacidad de campo y el punto de marchites permanente. Si se mantiene el contenido de humedad del suelo a un nivel mayor que la capacidad de campo, existe el peligro que la falta de aire en el suelo sea un factor limitante para el normal desarrollo de planta.  Capacidad de campo La capacidad de campo se define como la máxima capacidad de retención de agua de un suelo sin problema de drenaje.  Punto de marchites permanente Es el punto en el cual la vegetación manifiesta síntomas de marchitamiento, caída de hojas, escaso

desarrollo o fructificación, debido a un flujo retardado del agua en el suelo. (Absalón, V. 2000)  Profundidad de raíces Todo

cultivo

tiene

un

determinado

patrón

de

distribución de raíces, el mismo que varía según la edad, las condiciones de humedad o las que han sido sometidas durante su periodo vegetativo, la naturaleza física del suelo y las características intrínsecas del perfil del suelo. (Absalón, V. 2000)

2.2. ¿Cómo saber si el Drenaje es bueno o malo? Para saber si el drenaje es bueno o malo es necesario diferenciar: -

Si tras una lluvia o riego copioso se forman charcos en el suelo que permanecen varios días, es síntoma de mal drenaje.

-

Cavar un hoyo de unos 60 cm de diámetro y 60 cm de profundidad y llénalo de agua. Si queda un poco de agua en el fondo después de algunos días, es que el drenaje es deficiente.

Los técnicos, viendo los horizontes del suelo, también lo saben. Se abre un agujero o perfil y si a unos 50 cm. de profundidad o más, la tierra tiene un color gris, verde o gris con manchas rojas, es señal de que esa zona del suelo permanece saturada de agua parte del año.

2.3. Riesgo del problema de drenaje - Si el suelo es arcilloso, más riesgo que si es arenoso. - En áreas planas o cóncavas del terreno. - Al pie de pendientes, que es donde llega toda el agua de escorrentía.

2.4. ¿Consecuencia del mal drenaje? Usualmente, se considera que el principal efecto del mal drenaje es el daño a la productividad agrícola. No obstante, existen otras consecuencias, directas o indirectas donde se muestran los efectos del mal drenaje por acumulación superficial y en el interior del suelo, respectivamente. Cuadro 4: Consecuencias del mal drenaje.

2.5. REQUERIMIENTOS EDAFOCLIMÁTICOS.

2.5.1.

Clima. El banano exige un clima cálido y una constante humedad en el aire.

Necesita una temperatura media de 26-27 ºC, con lluvias prolongadas y regularmente distribuidas. Estas condiciones se cumplen en la latitud 30 a 31º norte o sur y de los 1 a los 2 m de altitud. Son preferibles las llanuras húmedas próximas al mar, resguardadas de los vientos y regables. El crecimiento se detiene a temperaturas inferiores a 18 ºC, produciéndose daños a temperaturas menores de 13 ºC y mayores de 45 ºC. En la cuenca Mediterránea es posible su cultivo, aunque no para producir frutas selectas, en las localidades donde la temperatura media anual oscila entre los 14 y 20 ºC y donde las temperaturas invernales no descienden por debajo de 2 ºC.

En condiciones tropicales, la luz, no tiene tanto efecto en el desarrollo de la planta como en condiciones subtropicales, aunque al disminuir la intensidad de luz, el ciclo vegetativo se alarga. El desarrollo de los hijuelos también está influenciado por la luz en cantidad e intensidad. La pluviosidad necesaria varía de 120 a 150 mm de precipitaciones mensuales o 44 mm semanales. La carencia de agua en cualquier momento puede causar la reducción en el número y tamaño de los frutos y en el rendimiento final de la cosecha. Los efectos del viento pueden variar, desde provocar una transpiración anormal debido a la reapertura de los estomas hasta la laceración de la lámina foliar, siendo el daño más generalizado, provocando unas pérdidas en el rendimiento de hasta un 20%. Los vientos muy fuertes rompen los peciolos de las hojas, quiebran los pseudotallos o arrancan las plantas enteras inclusive. 2.5.2.

Suelos. Los suelos aptos para el desarrollo del cultivo del banano son

aquellos que presentan una textura franco arenosa, franco arcillosa, franco arcillo limosa y franco limosa, debiendo ser, además, fértiles, permeables, profundos (1,2-1,5 m), bien drenados y ricos especialmente en materias nitrogenadas. El cultivo del banano prefiere, sin embargo, suelos ricos en potasio, arcillo-silíceos, calizos, o los obtenidos por la roturación de los bosques, susceptibles de riego en verano, pero que no retengan agua en invierno. La platanera tiene una gran tolerancia a la acidez del suelo, oscilando el pH entre 4,5-8, siendo el óptimo 6,5. Por otra parte, los plátanos se desarrollan mejor en suelos planos, con pendientes del 0-1%.

2.6. El drenaje superficial y subterráneo. 2.6.1. Drenaje superficial. COARAS (2000), dice que el drenaje superficial, también llamado por inundación, anegamiento o encharcamiento de los terrenos, que se caracteriza por la presencia de una capa o lámina de agua sobre la superficie del terreno que satura la parte superior del suelo. Esta capa de agua puede cubrir solo las partes más bajas de una parcela, formando charcos más o menos aislados. Cuando se remueven los excesos de agua que se acumulan sobre la superficie, se habla de drenaje superficial y este es del presente trabajo. Los problemas de drenaje superficial se dan con mayor frecuencia en zonas húmedas, cuando se rebasa la capacidad natural de drenaje de los suelos, ya sea superficial, interna o ambas. EI drenaje superficial comprende: La recogida de las aguas, pluviales o de deshielo, procedentes de la plataforma y sus márgenes, mediante caces, cunetas y sus imbornales y sumideros. La evacuación de las aguas recogidas, eventualmente a través de arquetas y colectores longitudinales, a cauces naturales, a sistemas de alcantarillado a la capa freática, bien sea directamente, bien sea a través de obras de desagüe transversal o canalizaciones a cielos abiertos o enterrados. 2.6.2. Drenaje subterráneo. El

drenaje

subterráneo,

También

conocido

como

interno

o

subsuperficial, que se caracteriza por la presencia de un manto freático cercano a la superficie del terreno que satura el perfil del suelo y propicia una humedad muy alta en la zona de desarrollo de las raíces de los cultivos. Cuando se remueven los excesos de agua de una cierta profundidad del suelo, se habla de drenaje subterráneo.

2.7. El drenaje en zonas agrícolas. El diseño de un sistema de drenaje involucra decisiones en varios elementos interdependientes como: - Tipo de sistema de drenaje (superficial o subterráneo). - Topografía, si es que se elige el sistema de drenaje superficial. - Tipo de drenaje de campo, es decir zanjas, tuberías o pozos, si es que se elige el sistema de drenaje subterráneo. - Trazo de sistema - Capacidad y la profundidad de los drenes. Las decisiones que se tomen deben ser basadas en ciertos criterios, si se desea un sistema óptimo. Sin embargo, debido a la falta de conocimientos, principalmente causada por la gran variedad y complejidad de los factores naturales involucrados es casi imposible para la ingeniería desarrollar criterios específicos. (Absalón, V. 2000) El drenaje agrícola es el conjunto de obras que es necesario construir en una parcela cuando existen excesos de agua sobre su superficie o dentro del perfil del suelo, con el objeto de desalojar dichos excedentes en un tiempo adecuado, para asegurar un contenido de humedad apropiado para las raíces de las plantas y conseguir así su óptimo desarrollo, (FIRA, 1985).

2.7.1. Beneficios y desventajas del drenaje agrícola. ARTEAGA (1986), menciona los siguientes beneficios y desventajas del drenaje agrícola. Beneficios. Los principales beneficios que se obtienen en suelos bien drenados son: 

Evitar los impactos ambientales negativos.



Minimizar los efectos negativos en la productividad de las parcelas.



Incrementar la cantidad de oxígeno, favoreciendo el intercambio gaseoso.



Evitar el desarrollo de enfermedades fungosas.



Permitir un mejor y más profundo desarrollo radicular de las plantas, aumentando la disponibilidad y el aprovechamiento de agua y de nutrimentos, lo que a su vez las hace más resistentes a la sequía e incrementa su rendimiento.



Facilitar el acceso a las parcelas y la movilización de maquinaria e implementos para realizar las labores culturales, colectar la cosecha, manejar el suelo y los cultivos, etc.



Favorecer las condiciones térmicas del suelo y se puede calentar más rápido en primavera permitiendo la siembra temprana, ya que un suelo pobremente drenado requiere 5 veces más de calor para elevar 1° C su temperatura que un suelo seco.



Disminuir las pérdidas de nitrógeno del suelo ocasionadas por la desnitirificación.



Propiciar una mayor actividad biológica, que favorece la formación de una mejor estructura del suelo y una mayor fertilidad. Desventajas. Las principales desventajas del drenaje agrícola son:



Altos costos de inversión, debido a que se requiere de cierto tipo de obras (movimiento de tierras, surcos y zanjas, drenes topo, drenes subterráneos, colectores, etc.),



Existe mayor posibilidad de que se tenga erosión hídrica,



En años secos aumenta el déficit hídrico, por lo que los cultivos reducen sus rendimientos.



Los drenes abiertos ocupan un área que podría aprovecharse para los cultivos.



Los taludes de los drenes y zanjas abiertas son susceptibles a la erosión, por lo que requieren obras de protección que son costosas. Además, su mantenimiento debe ser estricto para evitar la invasión de malezas o el exceso de sedimentos que les restan capacidad de evacuación.



El drenaje subterráneo contribuye a la pérdida o reducción de nutrientes del suelo.



Cuando existen terrenos de propiedad particular dentro de la zona de riego, los drenes deben respetar al máximo posible los linderos de dichas propiedades, lo que limita al sistema.

2.8. Métodos de drenaje superficial tierras El drenaje superficial es la remoción del exceso de agua sobre la superficie del terreno hacia un sistema de canaletas y canales abiertos, los cuales tienen una adecuada salida. En una forma simplificada, se podría decir que una vez conocido el tipo de relieve de un terreno, se conoce también las principales condiciones del drenaje de ese relieve. En áreas llanas el principal problema es la remoción eventual después de lluvias, de agua estancada en irregularidades y depresiones de poca profundidad, agua acumulada en el micro relieve debido a una baja permeabilidad de los suelos y/o una saturación de los mismos. En cambio, en áreas o terrenos de ladera con pendientes superiores al 2% esta remoción del exceso de precipitación debe realizarse sin provocar erosión. (KOOLHAAS, 1988) El drenaje superficial es una de las prácticas de drenaje más antigua en el mundo, en Europa se realiza desde el siglo XVI o XVII con la construcción de pequeñas canaletas realizadas mediante el desplazamiento adecuado del arado y arando las tierras afectadas, de tal forma de construir una suerte de "canteras gigantes". Existen varias técnicas para drenar superficialmente un área de terreno y el propósito de esta nota es proceder a enumerar aquellas viables o factibles de realizar. Cualquier sistema de drenaje del terreno que se vaya a utilizar debería: 1. Ajustarse al tipo de laboreo y producción que se realiza en el establecimiento, en definitiva ajustarse a este tema de producción. Es decir, que un buen sistema de aronaje superficial por ejemplo, en un sistema de producción arrocero, posiblemente sea incompatible en un

sistema frutícola. Pero tal vez tenga elementos a tomar en cuenta para un sistema hortícola. 2. Diseñarse para construirlo y mantenerlo con equipo que se disponga en la zona. 3. Planear el diseño de tal forma que capacidad de los canales sea suficiente para conducir y evacuar el exceso de precipitación y además realicen con cierta rapidez. 2.8.1. Sistema de drenaje natural Cuando la topografía del terreno es plana, es decir con pendientes menores al 2%, y la misma no está bien definida con sus correspondientes formas topográficas, existiendo depresiones donde se acumula el agua después de las lluvias, se puede solucionar aprovechando las condiciones naturales. En este sistema, las canaletas o los canales según las áreas van a unir las distintas depresiones del terreno para evacuar el exceso de agua y conducirla a una salida, que puede ser un canal colector artificial de la chacra, o tal vez una cuneta de un camino vecinal o interno del área bajo producción (figura 1).

Figura 1. Sistema de drenaje natural

La profundidad de estas canaletas o colectores depende de la topografía del área y también de la descarga de diseño pero en general, para que sean efectivas deben ser por lo menos de 20-25 cm. Si los canales son excavados, es decir el agua circulará por debajo del nivel natural del terreno, existe un exceso de material al cual habrá que buscarle una nueva ubicación. Ese material puede ser aprovechado para rellenar otras pequeñas depresiones del área en consideración que no estén conectadas al sistema. Otra solución, es construir una canaleta doble o también llamado canal en W, de esa forma el material de excavación de rada uno de los pequeños canales se vuelca al centro que se vuelve más alto que el terreno natural, pero el material excavado no interrumpe la llegada de agua en exceso del terreno circundante. En otras palabras, un canal en W consiste en dos canales de sección triangular por ejemplo, cuyos ejes longitudinales son paralelos y cercanos, donde el material de excavación puede constituirse en camino interno. Este

sistema es el más económico de los sistemas de drenaje

superficial y es muy adaptable a condiciones de pastoreo, semilleros, etc.; y además es el más indicado frente a condiciones de suelos de baja permeabilidad. Se podría afirmar con certeza de que bajo condiciones de producción extensiva y semi intensiva es el sistema de drenaje básico a utilizar, complementando conjuntamente con el emparejamiento o nivelación del terreno.

2.8.2. Drenajes principales. Habría que analizar finalmente, las condiciones de salida de agua a nivel de las vías de drenaje principales de un área, ya que en definitiva determinarán el éxito o fracaso de un sistema de drenaje superficial. En efecto, anteriormente se ha supuesto que los canales y canaletas tenían vías de salida adecuadas, si e| agua en exceso del campo se vuelca a vías de drenaje principales colmatadas, con serios problemas para evacuar los excesos hídricos, todo el trabajo delicado a nivel de chacra de poco habrá servido. Por tanto, los trabajos de drenaje deben comenzar por analizar y

resolver si fuera necesario, las vías de drenaje primarias o principales del área en consideración. El punto de partida, será el diagnóstico de la situación, o sea que es preciso la determinación del origen del problema de exceso de agua sobre el terreno. Si el origen del problema de drenaje, se encuentra en una vía de drenaje principal del área, cuya capacidad de conducción del agua de lluvia en exceso, se ha limitado en el tiempo por procesos de sedimentación y erosión del cauce habrá que analizar las soluciones siguientes: -

Disminuir la rugosidad de la vía de drenaje natural.

-

Ensanchar y/o profundizar dicho cauce.

-

Acordar dicha vía de drenaje y por lo tanto incrementar su gradiente hidráulico.

-

Aislar el área problema por desviación de aguas.

2.9. Pozos de observación

2.9.1. Características de los pozos de observación El pozo debe estar perfectamente acondicionado antes de proceder a ningún tipo de bombeo. Si el objetivo del ensayo es determinar las características hidráulicas del acuífero, además de un perfecto desarrollo, el pozo reunirá las siguientes condiciones: -

Conviene que sea completo, es decir, deberá atravesar el acuífero en toda su totalidad, para poder aplicar los métodos convencionales.

-

Debe tener un tipo de acondicionamiento adecuado a los terrenos encontrados. En rocas consolidadas, una simple tubería ranurada es suficiente. No ocurre lo mismo en acuíferos constituidos por gravas o arenas, donde el sistema utilizado dependerá de la granulometría de la formación, siendo corriente el equipar el sondeo mediante filtros normales o especiales con empaques de grava clasificada.

-

Resulta de sumo interés disponer del corte esquemático de la perforación así como de la columna litológica detallada, para mejor interpretar posibles fenómenos anómalos que pueden presentarse en el transcurso del ensayo.

-

Conviene tener una información detallada sobre las incidencias habidas durante la perforación, así como en los trabajos de acondicionamiento y desarrollo del sondeo. (Villanueva, 1984)

2.9.2. Piezómetros y pozos de observación

Para valorar exhaustiva y correctamente un bombeo de ensayo es preciso disponer de puntos de observación que complementen la información suministrada por el propio pozo de bombeo. Sólo de esta manera se podrán cuantificar, con cierta exactitud, los parámetros que definen el acuífero ensayado. También es cierto que los datos proporcionados por el pozo de bombeo son suficientes para el cálculo de la transmisividad, pero conviene tener otros puntos de observación para contrastar resultados en casos de compleja interpretación. No todos los pozos existentes en la zona deben ser elegidos como puntos de observación. La distancia al punto de bombeo, el sistema de ejecución, el tipo de acondicionamiento, la profundidad, las características específicas de cada pozo, etc., son factores a tener en cuenta para elegir puntos de observación con posibilidades de obtener unos resultados fiables. Si se dispone de medios económicos, lo más conveniente es la ejecución

de

unos

piezómetros

que

aseguren

la

bondad

de

las

observaciones realizadas. En términos generales, la disposición de los piezómetros debe ser tal que formen dos líneas perpendiculares con su punto de corte sobre el pozo de bombeo. El número de pozos auxiliares aconsejables es de dos por línea. Si existe flujo natural, la disposición de estos pozos respecto del flujo será en cruz, con una línea perpendicular y otra paralela a dicho flujo.

Cuando los medios económicos resultan insuficientes para poder formar las dos alineaciones anteriormente mencionadas, es recomendable colocar los piezómetros según la dirección del flujo yaguas abajo del mismo. Si existen límites o barreras, conviene situar un piezómetro próximo al pozo de bombeo para poder obtener mediciones que permitan determinar los valores de transmisividad y almacenamiento, antes de que aparezcan los efectos de la barrera. Así mismo, gracias a este piezómetro podrá calcularse la distancia a que se encuentra dicha barrera. La distancia entre el punto de bombeo y los respectivos piezómetros deben

ser

aproximadamente

equidistantes

en

una

representación

logarítmica. En función del tipo de acuífero (cautivo, libre o semiconfinado), y del radio de influencia del bombeo, los puntos de observación deben situarse más o menos próximos al pozo bombeado. Así, si el acuífero es libre, el valor del radio de influencia es reducido, y la distancia entre pozos será pequeña. En acuíferos cautivos pueden utilizarse puntos de observación más alejados debido a que el radio de acción se puede propagar a varios kilómetros. No obstante, no conviene que las distancias sean muy grandes, por dificultar el trabajo al tener que hacerse largos desplazamientos. Por otro lado, el tiempo de validez para la correcta aplicación de algunas fórmulas en piezómetros alejados del pozo de bombeo puede resultar demasiado elevado, además de añadir dificultades para tomar las mediciones de nivel por ser casi inapreciables los descensos conseguidos a partir de una cierta distancia. (Villanueva, 1984)

2.10. Curvas hidrohisohipsas. Líneas continuas utilizadas en la representación del relieve en los mapas topográficos, que unen puntos situados a la misma altitud. La diferencia de altitud entre dos curvas sucesivas se llama equidistancia, y es de 20 metros en el Mapa Topográfico Nacional de escala 1/50.000. (Las curvas de nivel maestras tienen mayor grosor y representan altitudes que son múltiplos de la equidistancia. En el Mapa Topográfico Nacional 1/50.000, la equidistancia de las curvas maestras es de 100 metros. Como la equidistancia es constante, las curvas se hallan más

próximas en las zonas en que el terreno es más abrupto, y más distanciadas en las de pendiente suave.). Líneas continuas utilizadas en la representación del relieve en los mapas topográficos, que unen puntos situados a la misma altitud. La equidistancia, diferencia de altitud entre dos curvas sucesivas, es de 20 metros en el Mapa Topográfico Nacional de escala 1/50.000. Las curvas de nivel maestras tienen mayor grosor y representan altitudes que son múltiplos de la equidistancia. En el Mapa Topográfico Nacional 1/50.000, la equidistancia de las curvas maestras es de 100 metros. Como la equidistancia es constante, las curvas se hallan más próximas en las zonas en que el terreno es más abrupto, y más distanciadas en las de pendiente suave.

2.11. Drenaje. El drenaje es una tecnología que tiene como objetivo fundamental, disminuir el exceso de agua acumulada, tanto en la superficie como en el interior del suelo, con el fin de mantener las condiciones óptimas de aireación y actividad biológica indispensable para los procesos fisiológicos de crecimiento y desarrollo radicular. (Ven te Chow. 1994) 2.11.1. Clases de drenes Los drenes abiertos (zanjas abiertas), se utiliza tanto para el drenaje superficial como para el subterráneo. Estos tipos de drenes tiene un costo de mantenimiento mayor que los drenes cerrados. Los drenes cerrados (tuberías enterradas), se utiliza par drenajes subterráneo. Las tuberías enterradas, dejan pasar el agua a través de perforaciones o por las junturas de cada tubo. Se pueden utilizar para el drenaje superficial, siempre y cuando se construya sumideros que capten el agua superficial.

Y lo transporten a las tuberías enterradas. Estos tipos de drenes tienen un costo de construcción mayor que los drenes abiertos. (Ven te Chow. 1994) 2.11.2. Problemas de drenaje. Usualmente, se considera que el principal efecto del mal drenaje es el daño a la productividad agrícola. 2.11.3. Drenaje superficial. El drenaje supercial tiene como finalidad la remoción del exceso de agua sobre la superficie del terreno y consiste en la serie de canales poco profundos que recogen la escorrentía superficial y la descargan a

drenes

colectores. Normalmente se trata de aprovechar cauces naturales o depresiones para los colectores y algunos secundarios. La necesidad del mal drenaje superficial se justifica en zonas donde los factores climáticos, las condiciones hidrológicas, las características de los suelos, la topografía y la utilización de tierras, dan lugar a que el agua permanezca inundando la superficie del suelo, durante un tiempo superior a que los cultivos pueden soportar sin manifestar serios efectos sobre los rendimientos y sobre vivencias. (Ven te Chow. 1994)  Componentes del sistema de drenaje superficial. Un sistema de drenaje superficial tiene dos componentes: el primero es la red colectora y el segundo consiste en diversas prácticas de acondicionamiento superficial del terreno, con tal de facilitar el flujo del exceso de agua hacia los colectores. El primer componente, la red colectora, consistente en zanjas y tuberías, ha sido el más estudiado hasta ahora y en la actualidad existen métodos suficientemente aceptables para realizar el diseño, cálculo y cubicación respectiva.

El segundo componente es más complicado puesto que depende del Microrelieve del terreno y hasta ahora no existe un método suficientemente probado para permitir un diseño racional. En algunos casos, este último aspecto se resuelve utilizando métodos de acondicionamiento superficial, que modifican la topografía y el Microrelieve del terreno, a fin de proporcionar pendientes que permitan una rápida evacuación de las aguas. Para este mismo fin, también pueden utilizarse los drenes topo, que cumplen el objetivo de recolectar y conducir el agua de saturación hacia los colectores. (Ven te Chow. 1994) 2.11.4. Drenaje subsuperficial ROJAS (1984). El problema se produce por un exceso de agua en el interior del suelo, debido a la presencia de una napa freática, permanente o fluctuante, a una profundidad tal que restringe el desarrollo radicular. Se llama "napa freática", a la superficie de agua presente en el suelo, la cual marca el límite entre el suelo saturado y el suelo no saturado. VILLON (2004). Es también llamado subterráneo, tiene como finalidad controlar la posición de la napa freática, de forma que el balance de agua y sales en la zona radicular sea favorable para los cultivos. Para ello se elimina el agua infiltrada procedente de la lluvia, riego y otros orígenes.  Componentes de un sistema de drenaje subsuperficial. Un sistema de drenes subsuperficiales tiene como objetivo fundamental el control de la profundidad de la napa freática, de forma tal que el balance de aguas y sales dentro de la zona radicular sea el óptimo para los requerimientos del cultivo en una condición de suelos y clima específico. Para

lograr

el

objetivo,

un

sistema

subsuperficiales

consta

fundamentalmente de tres tipos de drenes: laterales, colectores y dren principal. Los drenes laterales generalmente se disponen paralelos unos a otros. Los drenes colectores, aunque eventualmente también drenan el terreno adyacente, su misión fundamental es transportar el agua extraída por los

laterales hasta el dren principal donde se produce la descarga del sistema. El dren principal, que puede ser artificial o natural (río, estero, otro.), es el que en definitiva recoge los excedentes provenientes de varios sistemas. La relación entre laterales y colectores puede ser simple o compuesta. Se entiende por una red simple cuando laterales de tubo descargan en colectores zanja. Se entiende por una red compuesta cuando laterales de tubo o zanja descargan en colectores de tubo o zanja, respectivamente. La primera forma de diseño (tubo-zanja) es utilizada frecuentemente por las ventajas que tiene para el mantenimiento de la red. ¿Por qué invertir en drenaje? Porque los problemas del mal drenaje de los suelos significan:  Pérdida de suelo,  Falta de oportunidad en la siembra o cosecha.  Dificultades para trabajar el suelo,  Dificultades para cosechar.  Enfermedades de las plantas.  Bajos rendimientos.  Mala calidad del producto cosechado.

2.11.5. Consecuencias del mal drenaje. Existen consecuencias, directas o indirectas, las cuales se presentan en las Figuras 1 y 2, donde se muestran los efectos del mal drenaje por acumulación superficial y en el interior del suelo, respectivamente.

Figura 2. Efectos de la acumulación superficial de agua en el suelo

Figura 3. Efectos del mal drenaje en el interior del suelo

Cuadro 03: Consecuencias del mal drenaje FACTOR Aireación del Suelo Temperatura del suelo Disponibilidad de nutrientes Trabajavilidad y capacidad de soporte del suelo

Mecanización Problemas Sanitarios

Daños a Infraestructura

SUELO BIEN DRENADO 15 – 20 % oxígeno

SUELO MAL DRENADO Menos de 5% de oxígeno

Normal

1 a 5 º C más baja

Normal

Escasa a nula Se destruye Soporta peso sin estructura del destrucción de su suelo y éste se estructura, ni compacta compactación fácilmente Deficiente Preparación de preparación de suelos óptima en suelo y con calidad y oportunidad retraso. Se acentúan problemas en Normales plantas, animales y humanos. Mayor daño y Mejor mantención menor vida útil

2.12. Profundidad de la capa freática para cada cultivo. Desde un punto de vista técnico, la profundidad óptima de la napa freática no es la que ocasiona disminución en la producción de los cultivos. En muchos casos esta profundidad es antieconómica para la instalación de un sistema de drenaje y se prefiere que los rendimientos de los cultivos no alcancen el máximo a cambio de lograr un menor costo de las obras de drenaje. En este sentido, la profundidad óptima es la que origina una mayor relación beneficio/costo. A continuación a nivel de referencia, se presenta la profundidad de las raíces de los cultivos más usuales: La mayoría de pastos desarrollan un sistema radicular superficial, lo cual hace tolerantes a niveles freáticos elevados. ROJAS (1984)

2.13. Cultivo a instalar en el terreno. 2.13.1. Plantaciones de plátano. 2.13.1.1.

Características  ORIGEN. El plátano tiene su origen probablemente en la región

indomalaya donde han sido cultivados desde hace miles de años. Desde Indonesia se propagó hacia el sur y el oeste, alcanzando Hawái y la Polinesia. Los comerciantes europeos llevaron noticias del árbol a Europa alrededor del siglo III a. C., aunque no fue introducido hasta el siglo X. De las plantaciones de África Occidental los colonizadores portugueses lo llevarían a Sudamérica en el siglo XVI, concretamente a Santo Domingo.  MORFOLOGÍA Y TAXONOMÍA. Familia: Musaceae. Especie: Musa x paradisiaca L. Planta: herbácea perenne gigante, con rizoma corto y tallo aparente, que resulta de la unión de las vainas foliares, cónico y de 3,5-7,5 m de altura, terminado en una corona de hojas. Rizoma o bulbo: tallo subterráneo con numerosos puntos de crecimiento (meristemos) que dan origen a pseudotallos, raíces y yemas vegetativas. Sistema radicular: posee raíces superficiales que se distribuyen en una capa de 30-40 cm, concentrándose la mayor parte de ellas en los 15-20 cm. Las raíces son de color blanco, tiernas cuando emergen y amarillentas y duras posteriormente. Su diámetro oscila entre 5 y 8 mm y su longitud puede alcanzar los 2,5-3 m en crecimiento lateral y hasta 1,5 m en profundidad. El poder de penetración de las raíces es débil, por lo que la distribución radicular está relacionada con la textura y estructura del suelo.

Tallo: el

verdadero

tallo

es

un

rizoma

grande,

almidonoso,

subterráneo, que está coronado con yemas, las cuales se desarrollan una vez que la planta ha florecido y fructificado. A medida que cada chupón del rizoma alcanza la madurez, su yema terminal se convierte en una inflorescencia al ser empujada hacia arriba desde el interior del suelo por el alargamiento del tallo, hasta que emerge arriba del pseudotallos.

III.

MATERIALES Y METODOS

3.1. Descripción general de la zona 3.1.1. Ubicación El presente trabajo fue realizado en el predio “Las golondrinas”, ubicada en el centro poblado Shiringal, que pertenece al distrito de José Crespo y Castillo, provincia de Leoncio Prado, departamento de Huánuco, encontrándose a 10 kilómetros de la ciudad de Tingo María. El predio se encuentra ubicada en la coordenada: 8990000, 387000 a una altitud de 606 m.s.n.m. 3.1.2. Vía de acceso Su principal vía de acceso es por trocha carrozable, aproximadamente toma 10 minutos en llegar con vehículo motorizado desde la carretera Fernando Belaunde Terry, vía principal. 3.2. Materiales  Libreta de campo.  Machete.  Palanas  Bolsas.  Barreno  Taladro 3.2.1. Equipos  GPS (Garmin)  Cámara fotográfica

 Teodolito

3.3. Metodología 3.3.1. Instalación de pozos piezométricos Se ubicó los pozos piezométricos alrededor del área en estudio, utilizando el barreno, con ayuda del taladro; posteriormente se cubrió la superficie del tubo con plástico, para que las precipitaciones no afectaran nuestros datos. Se observó le nivel freático de los pozos piezométricos, en un tiempo de cada 4 días, tomando las medidas del nivel de agua. 3.3.2. Pre campo Se obtuvo una presente autorización para poder realizar el perfil de dicho proyecto, que nos fue dado por el dueño de la parcela. 3.3.3. En campo Se realizó un reconocimiento de toda el área de trabajo donde se observó la inexistencia de un sistema de evacuación de aguas pluviales en los terrenos agrícolas; en tal sentido se realizó una previa entrevista con los dueños del predio, quienes nos concedieron la autorización para poder realizar el perfil de proyecto. Se realizó el levantamiento topográfico de la zona para la elaboración de los planos y perfil longitudinal del proyecto, además se obtuvo muestra del suelo para su respectivo análisis en laboratorio. 3.3.4. Trabajo de gabinete Se realizó el análisis del suelo, Se realizó el procesamiento de los datos para la obtención de los planos del perfil, en el AUTOCAD CIVIL 3D 2011, Arcgis, Surface.

3.3.5. Métodos de gabinete 3.3.5.1.

Determinación de la textura La determinación de la textura se realizó mediante el

método de Hidrómetro de Bouyucos. a.- Materiales 

Hidrómetro de Bouyucos



Probeta de dispersión



Maquina dispersante con baso de precipitación



Dispersador textural de hélice



Balanza analítica



Agua destilada



Termómetro

b.- Reactivos 

Hexametafosfato de sodio

c.- Procedimiento 

Pesar 50g. de suelo y colocar en el vaso de dispersador eléctrico.



Agregar 15ml del reactivo (Hexametafosfato de sodio) al 10% y también agregar 100ml de agua destilada.



Agitar el vaso por 5 minutos, seguido se traspasara a la probeta de Bouyucos.



En la probeta de Bouyucos completar con agua destilada hasta que marque de 1130 con el hidrómetro de mercurio.



Agitar con el agitador manual y luego dejar en reposo por 10 segundos, para así realizar la 1ra lectura de temperatura con el termómetro y la densidad con el hidrómetro.



A las 2 horas realizar la segunda lectura de temperatura y densidad.

d.- Calculo (

)

(

x= %Li + Ar )

Y= %Ar X-Y= %Li 100-X= %Ao

C = medida del hidrómetro de la primera lectura C1= medida del hidrómetro de la segunda lectura T = medida del termómetro de la primera lectura T1 = medida del termómetro de la segunda lectura 0.36: es el factor de corrección por el grado de diferencia de temperatura. Suponiendo que la temperatura de calibración del hidrómetro de Bouyucos es de 20°C. 3.3.5.2.

Determinación de la densidad aparente

a.- pesar 20 gramos de suelo seco b.- vaciar en una probeta, verificando que no quede ningún espacio poroso, tomar la lectura de del altura de volumen que corresponde a la probeta. c.- aplicar los datos en la formula.

Da= Pss / Vsc.

Dónde: Da = Densidad aparente Vsc = volumen de suelo compacto

3.3.5.3.

Determinación de la densidad real a.- Pesar 200 gr de suelo seco b.- El peso vaciar en una probeta, verificando que no quede ningún espacio poroso, luego agregar 200ml de agua y dejar infiltrar por completo. c.- Una vez que esté totalmente húmedo el suelo, hacer la lectura de la altura del agua en la probeta. d.- Extraer las diferencias de la altura del agua menos el peso de suelo utilizado. e.- Aplicar los datos en la formula. Dr. = Pss/ (AsH-Pss) Dónde: Dr = densidad real Pss = peso de suelo seco AsH = altura de suelo con el agua

3.3.5.4.

Porosidad %n = 100(1- Da/Dr) Dónde: Da = densidad aparente Dr. = densidad real N = porosidad

3.3.5.5.

Materia orgánica (método de Walkley y Black) Corresponde al método de la combustión húmeda, que

consiste en determinar el carbono presente de la materia orgánica del suelo fácilmente oxidable por el bicromato de potasio (KCr 2O7) en un medio acido (ácido sulfúrico). El bicromato actúa capturando los electrones liberados en la combustión, reduciéndose el Cr. C………….. CO2 + 4eCr2 O72- + 6e- ………….. 2Cr3+

Materiales, equipos y reactivos 

Bicromato de potasio



Sulfato ferroso amoniacal



Di fenilamina sulfúrica



Agua destilada



Vaso de precipitación 200mL



Vaso de precipitación de 500 mL



Bureta de 50 a 100 mL

Procedimiento Para determinar el contenido de materia orgánica de una muestra de suelo es necesario realizar el siguiente procedimiento: 1. Pesar 1g. de suelo y depositarlo en un Erlenmeyer de 250mL, agregar 10mL de bicromato de potasio 2N y añadir 10mL de ácido sulfúrico Q.P 96%. 2. Mezclar para homogenizar la solución y dejar reposar por 2 horas a más, llevar a volumen de 100mL con agua destilada y tome una alícuota de 20mL. 3. Lleve esta solución a una vaso de precipitación para titularlo; agregar 2 a 3 gotas de indicador de difenilamina sulfúrica. Titular con sal de Mohr 0.2N. el cambio de color verde oscuro verde brillante indicará el final de la titulación; anotar el gasto de la solución de Mohr, paralelo a esto realizar un blanco (sin muestra)

Calculo: %M.O = (((a-bf) 0.003 * 1.724)/P) 100 A = mL de bicromato de potasio utilizado B = mL de sal ferrosa o sal de Mohr gastado (gasto de titulación)

0.003 = factor del carbón 1.724 = factor de Vammelen P = peso de muestra de suelo. 3.3.5.6. -

Determinación de la permeabilidad

Se realizó mediante el método de campo

Dando valores para s=0, S ≥ o, y s< 0 donde “s” es la capa impermeable.

a. S=0

b. S≥ c. S