UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERU FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO 5 INFILTRÓMETRO“MEDICION DE LA INFILTRACION”

INFILTRÓMETRO:

El agua de lluvia o riego debe entrar al suelo para contribuir al crecimiento de los organismos y desarrollo de las plantas. El agua que no penetra en el perfil queda en superficie y, si el suelo tiene pendientes pronunciadas, puede producir erosión y/o escurrimiento superficial con arrastre de partículas orgánicas o minerales y/o iones en solución. El proceso de entrada del agua en el suelo se denomina infiltración y la tasa a la cual ésta ingresa es función del tipo de suelo (suelos arenosos tienen mayor tasa que suelos arcillosos), del contenido de agua y su condición física (agregación y estabilidad de agregados). Esta última variable es muy sensible al manejo del suelo, por lo que la tasa de infiltración suele considerarse como indicador de la calidad del suelo. Se debe considerar que el contenido de agua también afecta la tasa de infiltración. Así, cuando el suelo está húmedo la misma será menor que si se encuentra seco. Por lo tanto, para comparar tasas de infiltración de diferentes suelos, los mismos deberán estar con un contenido de humedad similar, sugiriéndose hacer las mediciones a capacidad de campo. Los dos métodos más comunes para medir la tasa de infiltración son el de aspersión, donde el agua es aplicada sobre el suelo simulando una lluvia y el de inundación donde el agua es agregada inundando el suelo y registrando la velocidad de ingreso del agua. El método más usado es el de inundación por ser más simple. Hasta hace algunos años, los infiltrómetros más usados eran los de doble anillo o cilindro en los cuales, previo a la determinación de la tasa de infiltración en el cilindro central, se volcaba agua en el cilindro externo para evitar que el flujo lateral de agua del cilindro interno afectara la medición.

Infiltrómetro de doble anillo

Los infiltrómetros de doble cilindro presentan algunas desventajas para su uso a campo, por lo que el Departamento de Agricultura de Estados Unidos (USDA, 1999) propuso un método alternativo más rápido y sencillo. El mismo consiste en el uso de un cilindro simple de metal o PVC donde se agregan dos láminas de agua sucesivas. La primera para homogeneizar el contenido inicial de agua en el suelo y la segunda para determinar la infiltración básica. Así, la metodología consiste en llevar el suelo hasta un contenido de agua cercano a capacidad de campo (primer humedecimiento) y luego se aplica una segunda lámina de agua y se determina, a intervalos de tiempo regulares, la cantidad de agua que ingresa al suelo.Con estos datos se grafica la curva de infiltración acumulada (lámina de agua), que suele tener pendiente decreciente hasta arribar a un plateau donde la infiltración se hace constante. La función inversa de la curva de infiltración acumulada se denomina curva de infiltración instantánea y permite obtener la infiltración básica de un suelo, que es la tasa de infiltración cuando la misma se hace constante en el tiempo. Dicha tasa se asemeja a la conductividad hidráulica saturada del suelo (Hanks y Aschcroft, 1980).

MEDICIÓN DE INFILTRACION CON INFILTRÓMETRO DE ANILLO SIMPLE PALOMINO ROMERO MARTÍN

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Infiltración acumulada (mm) de un suelo en función del tiempo (izquierda) e infiltración instantánea (mm/h) del mismo suelo (derecha).

MATERIALES:

• Cilindro de PVC de 55 cm de diámetro y 33 cm de altura aproximadamente. • Maza o martillo• Regla de al menos 30 cm • Lámina de plástico• Cinta adhesiva • 2 bidones o baldes de agua de 20 L cada uno • Cronómetro

PROCEDIMIENTO:

Humedecimiento del suelo hasta capacidad de campo.

1.- Buscar un lugar plano y característico del área en estudio para instalar dos cilindros. En uno de ellos se determinará contenido de agua a capacidad de campo y en el otro la velocidad de infiltración. Antes de instalarlos se deberá limpiar la superficie del suelo, sacando hojas o residuos sueltos que puedan impedir el flujo normal del agua. 2.- Enterrar los cilindros aproximadamente 10 cm. Para esto se debe posicionar el anillo en el lugar seleccionado, martillándolo firmemente en

los bordes con la maza. El proceso se debe hacer con la precaución de alterar lo menos posible la estructura del suelo. Utilizar un nivel para que las paredes del cilindro queden de manera vertical a la superficie del suelo.3.- Adherir una regla a la pared interior de uno de los cilindros para medir el nivel del agua. 4.- Colocar un plástico en el interior del cilindro para que el agua no golpee directamente el suelo y altere su estructura. Verter el agua suavemente en el interior de los cilindros. Retirar el plástico para que el agua comience a infiltrar.5.- Cubrir los cilindros con una lámina de plástico para evitar la evaporación.6- Dejar drenar el agua gravitacional durante 48 h.7- Extraer muestras de suelo de uno de los cilindros para determinar el contenido de humedad a capacidad de campo por el método gravimétrico.

Determinación de la infiltración de agua.

8.- Determinar la velocidad de infiltración en el cilindro que tiene la regla. Colocar un plástico en el interior del cilindro para que el agua no golpee directamente el suelo y altere su estructura. Verter el agua suavemente en

MEDICIÓN DE INFILTRACION CON INFILTRÓMETRO DE ANILLO SIMPLE PALOMINO ROMERO MARTÍN

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el interior de los cilindros. Retirar el plástico para que el agua comience a infiltrar.9.- Registrar inmediatamente el tiempo y el nivel del agua. Al principio, se deben hacer mediciones cada 30 segundos y luego, dependiendo de la tasa de descenso, el intervalo de tiempo se puede alargar. Para que las mediciones sean más precisas lo mejor es que entre niveles sucesivos haya al menos 1 cm de diferencia. 9- Realizar mediciones por lo menos durante 60 minutos o más, dependiendo del tipo de suelo. 10- Detener las mediciones cuando la tasa de infiltración sea constante. En esta situación, la velocidad calculada representará la Tasa de infiltración básica.

11- Calcular Vi empleando la siguiente fórmula:

Vi= (N1-N2)/(t2-t1)

Donde Vi es la velocidad de infiltración, N1 y N2 son las alturas de la lámina de agua en los tiempos t1 y t2. Expresarla en cm/min.

12- Graficar la velocidad de infiltración y la lámina acumulada en función del tiempo.

RESULTADOS:

Los valores obtenidos para cada ensayo se calcularon para infiltración (por el Método de Horton) en mm/hr vs tiempo en minutos:

MEDICIÓN DE INFILTRACION CON INFILTRÓMETRO DE ANILLO SIMPLE PALOMINO ROMERO MARTÍN