MEDICION DE INFILTRACION

ANALISIS DE ANALISIS DE INFILTACION EN EL SUELO, INFILTROMETRO SIMPLE Y SIMULADOR DE LLUVIAS

1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE
CAJAMARCA
TEMA: Medición de la infiltración en el suelo.
Infiltró metro de anillo simple y simulador de lluvias
DOCENTE:Ing. JAIRO ISAI ALVAREZ VILLANUEVA
ALUMNO: VALQUI PEREZ, Guillermo Arísteres

2. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
2
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
1.-CONCEPTOS BÁSICOS
•Laentradadeaguaenlamatrizdelsueloatravésdelainterfasesuelo-
atmósferasedenominainfiltración.
•Intervieneenlamayoríadelosmodelosdetransportedeagua-solutosy
decrecimientodecultivosyesampliamenteusadaenlaevaluacióndela
calidadfísicadelsuelo.
•Elconocimientodelaspropiedadeshidráulicasdelsuelo(conductividad
hidráulicasaturadayparámetrosderetención)esesencialpararesolver
unconjuntodeproblemas,comoprediccióndeescurrimientosde
eventosdeprecipitación,transportedesedimentosycontrolde
inundacionesyparaelmodeladodeprocesoshidrológicosysurelación
coneltransportedecontaminantes.
•Además,esutilizadaparalaestimacióndeladisponibilidaddeaguapara
elcrecimientodelasplantas,estimacionesderecargadelosacuíferosy
evaluacióndelpotencialdecontaminacióndeacuíferos.

3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
Proceso de infiltración
Lahumedaddelsuelotieneunefecto
significativosobrelacapacidaddeinfiltración
delsuelo,encontrándosequeamayor
humedadedáficalainfiltraciónesmenor
Elcontenidodehumedaddelsueloeselfactor
quedominalatasadeinfiltracióndurantela
primerahorayelefectodisminuyeamedida
quetranscurremástiempodeensayo.
Asimismo,elefectodeflujolateralseve
reducidoamayorcontenidodehumedadenel
suelo,reduciendolasdiferenciasenlastasas
deinfiltraciónobservadasentreinfiltrómetros
deanillosimpleydoble.

4. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
Cuadrocomparativodetresmetodologíasparalamedicióndela
infiltraciónenelsuelo:Infiltrómetrodeanillosimple,simuladordelluvias
eInfiltrómetrodedisco.

5. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
Lassolucionesanalíticasysimplificadasdela
ecuacióndeRichardproveenherramientas
útilesparaestudiarsistemasdeflujo
insaturadosencillosconcondicionesinicialesy
límitesrelativamentesimples.
Lassolucionesdeesosmodelos
estánbasadasenlossiguientes
supuestos:
i)elsueloeshomogéneo,
ii)elcontenidodehumedadinicial
esuniformeatravésdelperfil.
iii)elcontenidodehumedaden
lasuperficieesconstantey
cercanoalasaturacióny,la
precipitaciónoelnivelderiego
sonconstantes.

6. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
2.-INFILTRÓMETROSDEANILLOSIMPLEEl
métodoparamedirinfiltraciónporanillo
simpleprobablementeeselmétodomás
versátildetodoslosdisponibles.
Esuncilindrometálicode21cm
dediámetroy12cmdealtoy
4,1mmdeespesor.
•DiscoSoporte:sondiscosde
plásticosdeundiámetro
levementemayoralcilindro
metálico.
•BotellagraduadaoMariotte:
esunabotelladeacrílico
transparentesobrelaquese
imprimeunaescalagraduadaen
mmdeláminadeagua.
•Placadeacero:esunaplaca
macizaquepermiteclavarel
Infiltrómetrodemanerapareja
enelsuelo.

7. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
7
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
2.1. Periodicidad de la determinación
Ladeterminacióndelainfiltracióndeberealizarse
sobresuelonodisturbado,luegodetranscurridoal
menosunmesdesdelaúltimalabranza.
2.2.Repeticiones
Elnúmeroderepeticionesdependeráprincipalmente
deltamañodelasunidadesexperimentalesydelas
condicionesestructuralesdelsuelo(cuantomayor
porosidadyestabilidaddelaestructuratengael
suelo,mayorserálavariabilidad).
2.3. Tiempo de medición
La duración total del ensayo dependerá de la
humedad inicial, textura y estructura, y de estas
variables con relación a los objetivos del estudio.

8. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
8
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
2.4. Procedimiento
Secomienzaclavandoenel
suelocadaunodelosanillos
infiltrómetros.Paraellose
debeseleccionarunsitio
homogéneo,tomandola
precaucióndeevitarpisadas
devehículos,pisoteode
animales,corridasdeagua.
2.5.EjemplosdeensayosdeinfiltraciónconAnillo
Simple
presentanresultadosdeensayosdeinfiltracióncon
AnilloSimpleparadiferentesprovinciasdeArgentina.
Entodosloscasosseobtuvounajustesatisfactoriode
lavariable,locualpermiterealizarunacorrecta
interpretacióndelosresultados.

9. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
3. MICROSIMULADOR DE LLUVIAS
•Elmarcadointerésporelestudiodelas
propiedadesfísico-hídricasdelossuelos,
condujeronaldesarrollodemecanismose
instrumentosquetratandesimularlos
efectosdelalluvianatural.
•Entreestos,lossimuladoresde
lluviasonherramientas
aplicadasdesdehacebastante
tiempoeninvestigacionessobre
infiltración,escurrimientoy
erosiónhídrica,acampoyen
laboratorio.Adiferenciadela
lluvianatural,enlaslluvias
simuladaseltamañodegotaes
uniformeeindependientedela
intensidad.

10. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
•Dentrodelaampliavariedadde
simuladoresdelluviainteresadestacar
alosmicrosimuladores.Éstosson
particularmenteadecuadospara
relevamientosdesuelosdebidoaque
sonlivianosparatransportaryfáciles
demanejaracampo.Lalimitacióndel
micro-simuladoresquealserun
instrumentalquerequieretiempode
armado,sedificultaaumentarel
númeroderepeticiones.
•son difíciles de comparar bajo condiciones
de lluvia natural, las que pueden variar
incluso en distancias cortas.

11. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
3.1. Procedimiento
•Alencararunensayoconsimuladordelluviasserecomiendafijaruna
intensidaddelluviaqueseasuperioralatasadeinfiltracióndelsuelo.En
general,paralamayoríadelossuelosestudiadosseencontróque120mm
h-1resultaseradecuado.Sinembargo,ensuelosdetexturagruesapodría
nosersuficienteysedeberáincrementalaintensidad.Antesdeiniciarla
determinaciónesnecesariohacerunmuestreodelahumedadinicialdel
suelo.Enestudiosespecíficospuedenefectuarseensayosdesimulaciónde
lluviasconysinpresenciaderastrojossobrelasuperficie.
•Laentradaenelsuelodeberhacersedeformaparejahastaquelabandeja
desalidaquedeaniveldelsuelo.Secavaunhoyoalfrentedelabandeja,
dondesecolocaelrecipienterecolector.Seatornillanlascolumnasde
hierroysemontaelsoportesuperiorylaplacaportagoterossobreeste,
juntoalacajadeacrílicoconlabotellagraduada.Seconectalamanguera
conlasválvulasderegulaciónycorte.

12. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
•Detalle de la parcela del micro-
simulador de lluvias con salida
de escurrimientos.
•unavezcalibradoelequipoala
intensidaddeseadaseiniciael
experimento,registrandola
cantidaddeescurrimiento
cada5minutosoala
frecuenciaelegida. El
escurrimientodecadalectura
sedebemedirconprobeta,
registrandolosdatosen
planillas.Elescurrimientoes
guardadoenrecipientesdel
queluegosepuederetiraruna
alícuotaparaanalizar.

13. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
3.3. Repeticiones
Lasdeterminacionesconsimuladordelluviasimplicanundisturbiodelsueloy
untiempooperativodealrededorde2omáshoras.Porlotanto,afinde
contemplarelmenordisturbioposibleserecomiendaunadeterminaciónpor
unidadexperimental,siendoóptimo4determinacionesportratamiento.
3.4. Tiempo de la medición
Eltiempoduranteelcualsedebe
realizarlaexperienciadependerádela
humedadinicial,textura,estructuray
manejorealizadosobreelsuelo.
Enalgunossuelosconmásde80%de
arenas,nosealcanzafácilmentela
infiltraciónbásica,loqueexige
prolongareltiempodetomade
lecturas.

14. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
4. PROCESAMIENTO DE DATOS. AJUSTE POR
MODELO HORTON
•Estoexplicaquealcomenzarel
procesodeinfiltraciónelvalorde
infiltraciónesalto,decreciendo
mástardecuandoaumentael
contenidodehumedadhasta
alcanzarunvalorcasiconstante
•Elcomportamientoqueexiste
entrelavelocidaddeinfiltracióny
eltiempoestárepresentadopor
unafunciónexponencialinversa.
•Estaúltimacoincideconla
conductividadhidráulicaa
saturacióndelhorizontemenos
permeabledelsuelo.
•Hortondesarrollólasiguiente
ecuacióndeinfiltración.
•dondeItiempoeslatasadeinfiltraciónenfunción
deltiempo;Ibeselvalordeequilibriode
infiltración,Iieselvalordeinfiltraciónaltiempo
t=0,ykeselfactordecaídadelainfiltración.

15. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
Curvasdeajustedeinfiltraciónmedidaconmicro-simuladorde
lluviayajustadosporelmodeloHortonparaunsueloArgiudol
Típicobajocuatrosituacionesdemanejo.
Losvaloresrepresentanlatasadeinfiltraciónfinal(i)yel
coeficientedecorrelación(R2).

16. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA
6. INDICE DE RUGOSIDAD
Larugosidaddelsuelosedefinecomoladesviaciónestándardelaselevaciones
superficialesdelsuelo.
Laimportanciadesumediciónradicaenquelaerosiónhídricaalaqueestá
sometidounsuelodeterminadoestáaltamenteinfluenciadaporlarugosidad
superficialdelmismo,atravésdelaemisiónyrecepcióndepartículaso
modificandolavelocidaddeescorrentía,arrastreytransportedurantelaerosión
hídrica.
•Porotraparte,conelnúmerode
intercepcionesdecadapúaconel
follajeverdeorastrojoseco,se
calculaelporcentajedecobertura
(CoB).

17. UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA
Facultad: INGENIERÍA
17
Escuela académico profesional: INGENIERÍA HIDRAULICA