Capitulo II Relaciones Agua Suelo Planta - Modificado

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO

FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CURSO : IRRIGACIONES CAPITULO II: RELACION AGUA-SUELO-PLANTA

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CAPITULO II RELACIONES AGUA-SUELO-PLANTA 2.1. GENERALIDADES. De todos es conocido que el agua tiene una importancia vital para el crecimiento de las plantas que absorben a travs de su sistema radical. Las races se encuentran, salvo en los sistemas hidropnicos o sobre sustratos, en suelo que cumple por consiguiente, un doble papel de soporte de las plantas y de contenedor de agua y sustancias nutritivas necesarias para la vida vegetal. La cantidad de agua existente en el suelo determina el tempero cuya importancia para las labores agrcolas es por todos conocida. El suelo se encuentra generalmente en estado sub saturado, pero su contenido hdrico vara continuamente. Para la determinacin de este contenido despreciaremos los estudios termodinmicos y usaremos los mecnicos. Hay que tener en cuenta que los cultivos no se desarrollan en el agua aplicada con el riego, si no en soluciones de ella en el suelo, siendo las caractersticas de estas soluciones las que deben tener en cuenta. En consecuencia un riego eficiente no se puede disear sin conocer las relaciones agua-sueloplanta, que describiremos a continuacin. 2.2. EL SUELO. El suelo, en general, es un sistema complejo, con tres fases bien diferenciadas: Slida, constituida por la matriz del suelo, compuesta por sustancias minerales y orgnicas. Lquida, constituida por una solucin de agua y sales disueltas. Gaseosa, constituida por una mezcla de aire y vapor de agua.

FIGURA No. 2.1 REPRESENTACION DEL SUELO

Estas dos ltimas fases ocupan conjuntamente los poros del suelo. El numero y tamao de stos vara con cada tipo de suelo. La relacin entre el volumen de poros y el volumen aparente determina la porosidad de un suelo, que suele variar entre el 30 y el 60%. La parte slida mineral del suelo est constituida por 3 clases de partculas que se clasifican segn su tamao: arena, entre 2 y 0.05mm, limo entre 0.05 y 0.002mm y arcilla, de dimensiones menores. A medida que las partculas son menores, disminuye el tamao de los poros existentes. LaDOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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proporcin de cada una de ellas determina la textura, que sirve para clasificar los suelos, siendo el sistemas ms empleado el del tringulo de texturas.

FIGURA No. 2.2 TRIANGULO DE TEXTURAS

Dicha textura tiene, como ya veremos, gran importancia en el movimiento del agua en el suelo. El arenoso es el suelo ms simple, con un contenido superior al 70% de arena. Tiene gran cantidad de poros grandes y, en consecuencia, poca capacidad de retencin de agua. Son suelos ligeros, que se pueden considerar qumicamente inertes. Los arcillosos son los suelos ms complicados, conteniendo ms del 35% de arcilla. Son suelos pesados, que tiene abundantes poros de pequeo tamao, con una gran capacidad de retencin de agua. Su complejidad aumenta a medida que lo hace su contenido en arcilla. Cuando sta supera el 60% se suelen presentar problemas para su uso agrcola. Las partculas arcillosas tiene carcter coloidal y sus micelas poseen cargas elctricas y, en consecuencia, los suelos no son qumicamente inertes, pudiendo intercambiar iones con la solucin acuosa del suelo. Entre ambos se encuentra todo tipo de suelos, con diferentes contenidos de arena, limo y arcilla. Lo ms adecuados desde el punto de vista agrcola son los que tienen proporciones equilibradas de los 3 elementos, con propiedades medias entre los citados anteriormente. Son los suelos llamadosDOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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francos que, desde el punto de vista hidrulico tienen una buena distribucin en el tamao de los poros. Los elementos slidos orgnicos estn formados por la materia orgnica, principalmente restos vegetales y humus. Esta materia orgnica tiene gran influencia sobre las propiedades fsicas y qumicas del suelo. En relacin a las primeras tienden a cohesionar los terrenos ligeros, mientras que en los pesados tiende a contrarrestar dicha accin, debida a las arcillas. En cuanto a las segundas, el humus, como la arcilla, puede fijar los cationes necesarios para a alimentacin vegetal. La combinacin de las partculas elementales de un suelo determina su estructura. Al variar su tamao, su forma, su cohesin, su porosidad y su modo de agruparse se pueden formar diferentes agregados, con propiedades fsicas y qumicas diferentes. En la estructura de cada suelo tiene una importancia primordial su fraccin arcillosa, debido a las interacciones entre sus partculas y los dems componentes del mismo.

FIGURA No. 2.3 DESARROLLO DE LAS RACES EN SUELOS PROFUNDOS Y EN SUELOS SUPERFICIALES.

En los que se refiere al contenido hdrico de un suelo, la estructura puede modificar el nmero y tamao de los poros, que vienen determinados por la textura del mismo. Un suelo puede contener cantidades variables de agua, comprendidas entre unos lmites que van desde el encharcamiento total, todos los poros estn llenos de agua (suelo saturado), hasta la desecacin casi completa. En el primer caso, si la situacin no es transitoria, no hay aireacin, las races no pueden desarrollarse, siendo necesario el drenaje para poder cultivar. En el segundo es necesario el aporte de agua para que las plantas puedan desarrollarse. Se debe tener en cuenta que una gran cantidad de agua en el suelo no sirve de nada si las plantas no puedan aprovecharla. Por esta razn, para estudiar y determinar el momento idneo del riego es preferible conocer la fuerza con la que el suelo retiene el agua ms que su contenido hdrico, ya queDOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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es necesario que las plantas puedan extraer el agua del suelo. Pero la cantidad de agua en el suelo puede medir ms fcilmente que la tensin de dicha agua, razn por la cual se utiliza dicho dato. 2.3. POTENCIAL DEL AGUA EN EL SUELO. El potencial expresa, de cierta manera, la intensidad de las fuerzas que retienen el agua en el suelo y, por consiguiente, la importancia del trabajo que habr que efectuar para extraer dicha agua. El potencial total del agua en el suelo es la suma de las potencias parciales debidos a las fuerzas que pueden actuar sobre ella. Considerando un sistema isotrmico en donde el potencial trmico,

, no vara, el potencial total es la suma. t = g + p + m + o(Ec. 2.1) Potencial gravitatorio ( ): Es el que corresponde a la altura geomtrica del punto considerado, g respecto al plano elegido como referencia. Potencial de presin ( ): Es la presin hidrosttica ejercida por el agua del suelo. p Potencial matricial ( ): Es el que corresponde a las fuerzas de retencin de agua en el suelo. Su m valor es negativo y se suele hablar de tensin matricial, que es el potencial cambiado de signo. En suelos saturados,

m = 0

p > 0

En suelos sub saturados, m < 0

p = 0

Potencial osmtico ( ): Es el debido a la existencia de iones disueltos en el agua, que provoca o una atraccin que tiende a impedir la extraccin de agua pura. Se debe tener en cuenta cuando existen membranas semipermeables, como las celulares de las races. Es el caso de absorcin del suelo es bastante concentrada, las plantas deben efectuar un gran esfuerzo para poder absorber el agua, venciendo la tensin creada entre ambos lados de la corteza radical. Como en el caso anterior se suele utilizar el concepto de tensin osmtica. La suma de ambas tensiones, matricial y osmtica, es la tensin total del agua en el suelo, que deben vencer las races para poder absorber el agua necesaria para el desarrollo de la planta. Salvo en el caso de aguas salinas, la tensin osmtica no suele tener gran valor y no se suele tener en cuenta. En este caso se suele hablar nicamente de tensin matricial. En general se suelen englobar en un termino nico los potenciales de presin y matricial, llamado tambin potencial de presin. EL POTENCIAL HIDRULICO, , SE DEFINE COMO LA SUMA DE ESTE POTENCIAL DE h PRESIN Y EL POTENCIAL GRAVITATORIO.

h = p + g = h + z , donde h representa la tensin matricial y la z la cota, ambas medidas enmetros.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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Dichos potenciales tiene especial importancia en el movimiento de agua en el suelo, ya que ste se produce siempre en el sentido de los potenciales decrecientes. La intensidad del movimiento

depende de los gradientes de potencial . El g es siempre 1, con sentido descendente, mientras que m es variable, desde 0 ensuelos saturados, hasta valores de varios cientos en suelos muy secos. 2.4. RETENCION DE AGUA EN EL SUELO. Las condiciones normales en un suelo son las de sub saturacin, coexistiendo en los poros de aire y agua. En este caso existen unas fuerzas capilares y absorbentes, debidas a las caractersticas de las molculas de agua y de la matriz del suelo, cuyo resultado es que la fase slida del suelo retiene las partculas de agua con la llamada tensin matricial. Dichas fuerzas de retencin aumentan a medida que disminuye la cantidad de agua en el suelo, dificultando la absorcin de agua por las races, determinando la cantidad de agua que puede recibir la planta.

FIGURA No. 2.4 RETENCION DEL AGUA EN EL SUELO

La retencin de agua en suelos arenosos es menor y en suelos arcillosos la retencin es mayor. El riego tiene como finalidad aportar el agua necesaria para que la tensin matricial no alcance valores demasiado elevados que dificulten la absorcin hdrica de las plantas, provocando en general, una disminucin de la produccin. Para una misma cantidad de agua en un volumen de suelo, dicha tensin depende de las caractersticas fsicas y qumicas del mismo. Modificando stas es posible aumentar la cantidad de agua utilizable por la planta. Estas modificaciones se pueden lograr mediante el laboreo, que airea y modifica la estructura del suelo y las enmiendas, siendo la ms conocida el estercolado, que aporta elementos vegetales y minerales. Ambas acciones sirven tanto para aumentar el volumen de agua que puede contener

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dicho suelo, como para disminuir las tensiones de retencin de dicha agua por el suelo, debido a efectos de la capacidad de cambio, de atracciones micelares e, incluso iones especficos. El estado de energa del agua en el suelo depende de su contenido de agua . A medida que dicho contenido disminuye aumenta la tensin con la que el suelo retiene el agua existente. Las curvas representadas en la Fig. No 2.5 se obtienen, experimentalmente modificando la tensin de agua en el suelo y midiendo la cantidad de agua contenida en l. Para ello se utiliza una cmara de presin, en donde se coloca una muestra de suelo, que va siendo sometida a diferentes presiones h. A cada una de ellas se mide, por pesada, la cantidad de agua contenida en la muestra.

Suelos con poros ms finos

Suelos con poros ms gruesos

0

-50 FIGURA No. 2.5

-100

h (m)

CURVAS DE RETENCION DEL AGUA

Cuando el suelo est lleno de agua, saturado, el volumen de agua corresponde al volumen total de poros. A medida que el suelo es sometido a tensiones crecientes, disminuye. Los poros de mayor tamao son los primeros en vaciarse. Por ello los suelos arenosos pierden agua ms rpidamente que los arcillosos con pequeas tensiones de succin, disponiendo en consecuencia las plantas de menor abastecimiento hdrico. Por ello, en suelos ligeros, es necesaria una mayor frecuencia de riegos, reponiendo antes el agua consumida. La relacin entre h (tensin matricial) y (contenido de agua) no es biunvoca, ya que depende del proceso que se est produciendo: humedecimiento o desecacin. Para una misma h, la cantidad de agua en el suelo es mayor cuando ste se deseca que cuando se humedece. Este fenmeno se llama histresis, existe en todos los suelos pero tiene mayor importancia en los arcillosos. Su causa no es bien conocida, existiendo varias teoras al respecto, pero es debido a que los poros del suelo no se vacan, al aumentar la tensin, en el mismo orden en que se llenan cuando se est aportando agua y se reduce la tensin. Por la importancia que tiene para el regante conocer el contenido de agua existente en el suelo, describimos brevemente los aparatos ms usados para medir la humedad del suelo.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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2.5. APARATOS PARA MEDIR EL AGUA EN EL SUELO. Existen muchos mtodos para determinar la humedad del suelo, mtodos directos y mtodos indirectos. Los mtodos directos consisten en tomar muestras de suelo, el cual puede hacerse con un barreno, e introducirlo hasta la profundidad deseada, que suele ser por debajo de la longitud mxima de las races.

FIGURA No. 2.6 TOMA DE MUESTRAS DEL SUELO

Tensimetro: Es un aparato muy simple, constituido por un tubo lleno de agua unido por un lado a un manmetro y por el otro, a travs de una cpsula porosa, al suelo. Cuando ste no est saturado, la tensin del agua en el suelo y la de la columna alcanzan el equilibrio, que se produce cuando el

P

de la capsula es igual al

del suelo. La lectura del m

manmetro nos permite conocer la tensin mtrica. El dimetro de los poros de la citada capsula debe ser muy pequeo, con el fin que los efectos capilares no permitan que la tensin matricial pueda producir la salida del agua y el vaciado del aparato. Tericamente este aparato slo sirve para medidas entre 0 y 1 atmsfera, ya que para mayores tensiones se descargara todo el agua y entrara aire. En la prctica, debido a las prdidas, no permite medir valores mayores de 0.80 atmsferas. Por ello es muy empleado en riego de alta frecuencia, generalmente localizado, donde la reposicin continua del agua consumida permita pequeas tensiones matriciales en el suelo. Bloques de yeso. Para medir la cantidad de agua en el suelo se puede utilizar el principio segn el cual la resistencia al paso de la corriente elctrica de un material poroso vara segn la cantidad de agua que contiene, siempre y cuando no varen la temperatura ni la composicin qumica del agua.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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Por esta razn, se suelen utilizar bloques de yeso que actan como tampn de la solucin del suelo, cuando ste no es salino. Midiendo la resistencia elctrica entre 2 electrodos introducidos en un bloque, se puede estimar la cantidad de agua existente. Los bloques deben dejarse introducido en el suelo a lo largo del tiempo, con el fin de que la estructura del mismo sufra las menores alteraciones. Este mtodo tiene el inconveniente de la necesidad de un calibrado previo, realizado con exactitud. Sonda de neutrones. Este mtodo mide la velocidad de los neutrones emitidos por una fuente radioactiva, que son frenados cuando chocan con partculas de su mismo tamao. El ncleo atmico ms efectivo para frenarlos es el de hidrgeno, que tiene aproximadamente su misma masa. Hay otros ncleos como el carbono, litio y berilio que pueden producir efectos semejantes, pero con menor efectividad por su mayor peso atmico y, adems, no suelen abundar en el suelo. De todos estos elementos el que se encuentra en mayor proporcin es el hidrgeno, sobre todo como parte del agua y, en pequea proporcin de la arcilla y materia orgnica. Para medir la humedad se coloca a cierta profundidad una sonda de neutrones para evitar que stos escapen a la atmsfera, y un contador que mide el flujo de los mismos en un cilindro hueco de aluminio que se ha introducido previamente en el suelo. Este mtodo presenta el inconveniente de necesitar una correcta calibracin, as como su elevado precio y precauciones de manejo, para evitar problemas de radioactividad. Por estas razones slo se suele emplear por personal especializado de centros de investigacin. Psicrmetro. Es otro aparato que se puede utilizar con el mismo fin, ya que el potencial de agua del suelo est relacionado con la presin de vapor de agua existentes en sus poros. La presin de vapor relativa del aire del suelo, en equilibrio con el agua contenida en dicho suelo, tiene poca variacin en el intervalo de cantidad de agua necesaria para el crecimiento de las plantas. Por ello se necesita una medida muy exacta de la presin de vapor, con una variacin de temperatura muy pequea durante la misma, ya que sta tiene gran psicrmetro slo es utilizado en centros experimentales, con personal calificado. Sistemas electrnicos. Son los ms modernos. Mediante unos sensores, conectados a unos aparatos de medida, introducido en el suelo, permiten conocer la humedad existente de una manera rpida y precisa. Su principal inconveniente suele ser su elevado precio. Uno de los ms utilizados en la actualidad es el TDR; Time Domain Reflectometry. El principio terico utilizado es que la velocidad con la que una microonda elctrica atraviesa el suelo, entre dosDOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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barras metlicas introducidas en l, depende de la constante dielctrica K del material en contacto con ellas. El suelo est constituido por partculas minerales (K vara entre 2 y 3), aire (K=1) y agua (K=80). Como consecuencia de la gran diferencia del valor de K entre el agua y los otros componentes del suelo, la velocidad de la microonda depende principalmente del contenido hdrico existente. Su medida entre las dos barras metlicas permite determinar la cantidad de agua del suelo.

FIGURA No. 2.7 VIGILAR SI LA FRECUENCIA DE RIEGO APLICADA ES LA CORRECTA

2.6. AGUA UTILIZABLE POR LAS PLANTAS. No toda el agua del suelo puede ser absorbida por las races. Adems, el agua est en continuo movimiento hacia zonas de menor potencial. Por ello tiene especial inters conocer los lmites, mximo y mnimo, de la cantidad de agua utilizable por las plantas. Cuando el suelo est saturado, como ya se ha dicho, el potencial matricial es nulo y el gradiente de potencial gravitatorio, igual a 1, produce el descenso del agua desde las capas superiores. Al cabo de un cierto tiempo de estos procesos se dice que el terreno est a CAPACIDAD DE CAMPO CC, que se puede definir como el mximo contenido de agua en un suelo bajo condiciones de drenaje libre. La Capacidad de Campo es la mxima cantidad de agua que un suelo puede retener.

FIGURA No. 2.8 CAPACIDAD DE CAMPO

Este concepto se utiliza para conocer la mxima cantidad de agua en el suelo utilizable por las plantas. Pero debe quedar bien claro que esto no quiere decir que si hay ms agua, suelo completamente saturado por ejemplo, las plantas no aprovechen dicha agua.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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La CC se produce un cierto tiempo despus de una lluvia o riego abundante, y tanto el momento como la cantidad exacta de agua no son fciles de medir y calcular, pues dicha CC depende de una serie de factores propios del suelo, el clima y del cultivo, que hacen difcil su determinacin exacta. Por estas razones no tiene gran validez su determinacin en laboratorio. sta debe hacerse en el campo, con las dificultades de experimentacin que ello conlleva. En ciertos casos se ha tratado de relacionar la CC con el contenido de agua de un suelo sometido a un cierto potencial matricial. Pero este potencial vara segn el tipo del suelo, por lo que se suelen utilizar valores entre 1/3 y atmsfera. Tambin se ha pretendido abandonar este concepto, por la dificultad de definirlo. Si embargo, por el momento, no se ha hecho y deben comprenderse sus limitaciones, utilizndolo como orientacin o bien considerndolo como un cierto intervalo en el contenido hdrico del suelo. A medida que disminuye la cantidad de agua en el suelo, aumenta la tensin con que es retenida y que, recordemos, deben vencer las races para absorber agua. Llega un momento en que stas no pueden extraer suficiente agua y el cultivo se marchita irreversiblemente. Es el punto de marchitez permanente, PM. El valor de la tensin en dicho punto es variable segn el perfil del suelo, las condiciones de crecimiento de la planta, la densidad de races y la demanda atmosfrica, que vara segn humedad y viento. Al igual que la CC es difcil de determinar con exactitud.

FIGURA No. 2.9 PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE DEL SUELO

Experiencias realizadas con girasol determinaron un valor de 15 atmsferas para el PM. Ese valor, en muchos casos, se utiliza para cualquier suelo y cultivo. Aunque, por las razones ya citadas, no es exacto, se puede considerar orientativo, pues (ver Fig. No 2.5) a dichos altos valores de h la variacin de es muy pequea y se puede aceptar dicha aproximacin. Adems hay que tener en cuenta que al producirse el marchitamiento no existe equilibrio entre los potenciales de agua en suelo y planta. El agua aprovechable, es la cantidad de agua en el suelo que la planta puede aprovechar, que se encuentra entre la capacidad de campo y punto de marchites.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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FIGURA No. 2.10 HUMEDAD APROVECHABLE

Entre ambos valores de CC y PM se encuentra el agua disponible para las plantas, pero toda el agua de dicho intervalo no es utilizable por las plantas con la misma facilidad, pues al disminuir aumenta la fuerza de retencin por el suelo y las plantas tienen mayor dificultad de absorber dicha agua. Se llama agua fcilmente utilizable AFU, aquella parte del agua a disposicin del cultivo sin que ste sufra merma en su produccin. Su valor es variable, depende del cultivo (resistencia al estrs hdrico), del suelo (textura y estructura) y de las condiciones climticas (intensidad de transpiracin). Diferentes autores han propuesto valores del AFU en funcin del agua disponible. De forma general se puede decir que para cultivos poco sensibles al estrs hdrico alcanza el 50% de dicha agua y para cultivos sensibles no supera el 25% de la misma. A ttulo meramente orientativo se dan unos valores prcticos de retencin de agua, entre los valores estimados de CC y PM, segn diferentes terrenos, pero repitiendo una vez ms, que para obtener resultados exactos es necesario la determinacin en cada caso concreto. Es importante recordar: Cuanto ms hmedo est el suelo el potencial del agua es ms pequeo, sta es ms mvil y ms fcilmente aprovechable por las plantas. A medida que el suelo se seca, independientemente de la cantidad de agua existente, sta es cada vez menos disponible para las plantas, pues aumenta la fuerza con la que el suelo la retiene. Conviene tener claro que dos suelos diferentes con la misma humedad, no ofrecen a las plantas la misma posibilidad de absorcin de agua 2.7. MOVIMIENTO DEL AGUA EN EL SUELO. Darcy fue el primero que estudi el movimiento del agua en el suelo, efectundolo en situacin de saturacin. En estas condiciones la velocidad de filtracin viene determinada por la frmula:

U = K h

(Ec. 2.2)




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h = h + z

(Ec. 2.3) potencial hidrulica (altura piezometrca)

El factor K de proporcionalidad es la conductividad hidrulica en saturacin, que se considera constante en aquella poca. Estudios posteriores han comprobado que dicha ecuacin se puede aplicar al suelo subsaturado, situacin que se presenta habitualmente, si el valor de K se expresa en funcin del contenido de agua en el suelo hace

. La conductividad hidrulica decrece a medida que lo

, ya que, conforme disminuye el agua en los poros, el espesor de la capa de agua alrededor

de las micelas del suelo es menor y stas la retienen con mayor tensin, dificultando su movimiento.TABLA No 2.1 AGUA RETENIDA POR DIFERENTES SUELOS SUELO CC% PM% AGUA TIL% Arcilloso 48 19 29 Arcillo- limoso 45 18 27 Franco-arcilloso 41 17 24 Franco- limoso 38 16 22 Limoso 36 15 21 Franco 31 13 18 Limo - arenoso 27 11 16 Areno - limoso 18 8 10 Franco - arenoso 16 17 9 Arenoso- franco 14 6 8 Arenoso 12 5 7

INFILTRACION: Infiltracin es el flujo del agua desde la superficie del suelo hacia la zona de races en primer lugar y posteriormente hacia capas ms profundas, mientras dura el aporte de agua. El agua penetra en el suelo por los poros, grietas u orificios entre partculas y agregados del mismo. Se produce un frente de humedecimiento del terreno que inicialmente avanza con gran velocidad, velocidad que suele ir disminuyendo con el paso del tiempo.

FIGURA No. 2.11 INFILTRACION DEL SUELO

La velocidad de infiltracin depende principalmente de la porosidad y permeabilidad del suelo. Esta permeabilidad depende de su textura y estructura, de la materia orgnica existente y de las prcticas culturales efectuadas, sobre todo laboreo.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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Hay que distinguir la infiltracin instantnea, I i , que es la cantidad de agua que penetra en la unidad de tiempo y la infiltracin acumulada I a , que es la suma de las infiltraciones instantneas, medidas en el perodo de tiempo t. I a = I i dt (Ec. 2.4)

La infiltracin instantnea inicialmente es elevada y progresivamente va disminuyendo a medida que se van llenando los intersticios del suelo con el agua aportada, hasta llegar a un valor asinttico, correspondiente a la conductividad en saturacin K ( ). La diferencia de energa entre el agua del riego, prcticamente libre y la existente en el suelo, retenida por la matriz porosa y sometida a las fuerzas gravitatorias, es la fuerza que provoca la infiltracin. En suelos muy secos el gradiente de potencial mtrico es muy elevado y el gradiente de potencial gravitatorio se puede despreciar:

(h + z) # (h)que a vertical.

(Ec. 2.5)

La infiltracin tiene prcticamente las mismas caractersticas en todas las direcciones, salvo que la humedad del terreno aumente con la profundidad, en cuyo caso la infiltracin horizontal es mayor

Cuando llueve o en caso de aspersin, mojado toda la superficie del suelo, la velocidad de infiltracin del agua depende de la pluviometra, siempre que sta sea moderada. Si es muy alta se forma una capa de agua sobre el suelo, como ocurre con el riego por gravedad, que determina la velocidad de infiltracin. En esta situacin la infiltracin es unidimensional, vertical descendente. Cuando slo se moja parte del suelo se distinguen dos casos: Riego por surcos. Se moja una franja longitudinal de terreno. La infiltracin es bidimensional, en sentido descendente y lateral, perpendicular a la direccin del surco. Su valor depende de la forma y de la anchura del surco. Su determinacin experimental se suele efectuar instalando dos aforadores, separados una distancia L, y determinando el volumen que atraviesa cada uno de ellos en la unidad de tiempo elegida. La infiltracin producida en la longitud L del surco ser la diferencia entre las medidas efectuadas en cada aforador. En general se colocan uno en cabeza y otro en cola, para conocer la infiltracin a lo largo de todo el surco.

Riego localizado. Se mojan pequeos bulbos con superficies ms o menos circulares, alrededordel emisor. La infiltracin es tridimensional, ya que se produce en las tres direcciones alrededor de la fuente puntual de agua. Su estudio se efectuar en el los siguientes captulos. Ambas infiltraciones, instantnea y acumulada, se pueden representar mediante grficas, como las indicadas en la Fig. No 2-11.DOCENTE: ING. ABEL A. MUIZ PAUCARMAYTA



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FIG. No 2-11 CURVAS DE INFILTRACION

La Tabla No 2.2 proporciona unos valores aproximados de la permeabilidad o infiltracin instantnea, segn diferentes tipos de suelo.

TABLA No 2.2 INFILTRACIN INSTANTNEA (PERMEABILIDAD) EN MM/H SEGN DIFERENTES TIPOS DE SUELO. SUELO Infiltracin instantnea Arcilloso 4,0 Arcillo- limoso 5,0 Franco-arcilloso 6,5 Franco- limoso 7,5 Limoso 8,0 Franco 9,0 Limo arenoso 11,0 Areno limoso 14,0 Franco arenoso 16,0 Arenoso- franco 18,0 Arenoso 20 o ms

REDISTRIBUCION DEL AGUA. La redistribucin se inicia despus de un riego o lluvia, cuando la superficie del terreno ya no est cubierta por el agua, que se ha infiltrado en su totalidad. En estas condiciones el potencial matricial se puede suponer prcticamente nulo y slo acta el potencial gravitatorio, cuyo gradiente, como ya se ha visto la unidad, es el que provoca el descenso vertical del agua. En este movimiento el flujo de agua hacia el interior del suelo hace que las capas superiores vayan quedando con menor cantidad de agua. En consecuencia en ellas se va produciendo un aumento de la tensin matricial, lo que provoca que el gradiente que causa el movimiento vaya disminuyendo. Si a lo anterior aadimos que, en circunstancias normales, suele producirse evaporacin desde la superficie del terreno y absorcin por las races de las plantas, se comprende fcilmente que esta redistribucin de carcter gravitatorio tiene poca importancia, en el movimiento del agua en el suelo, el potencial matricial.




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Se puede decir que al cesar el aporte de agua, el mximo potencial hidrulico se encuentra en la superficie del terreno. A medida que la evaporacin, la absorcin por las races y la filtracin se van produciendo, dicho mximo se va desplazando hacia zonas ms profundas, alejndose de la superficie. En ciertos casos estos factores pueden provocar que la parte superior de un terreno cultivado se est desecando, mientras que todava, en zonas profundas siga fluyendo el agua desde capas superiores. La alternancia de das y noches puede complicar todava ms dicho movimiento. No slo las caractersticas del suelo influyen en la redistribucin. Tambin lo hacen las condiciones ambientales, las del cultivo (densidad de races, necesidades de agua, prcticas culturales, especialmente aporte de fertilizantes). Es difcil describir o conocer con exactitud el desarrollo del proceso.


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