57
Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López MÉTODO DE RIEGO POR SURCOS Infiltración del agua en el suelo Es el proceso por el cual el agua pasa de la superficie al perfil del suelo, representando la facilidad de circulación del agua en el suelo. La característica de infiltración del suelo en cada riego es importante para el diseño debido a que varía con el tiempo y el espacio. La infiltración depende fundamentalmente de la textura y la estructura del suelo y se evalúa por la velocidad de infiltración. La velocidad de infiltración es la velocidad de penetración del agua en el perfil del suelo cuando la superficie del terreno se cubre con una lámina de agua. La velocidad de infiltración interviene en la selección, diseño, operación y manejo de los sistemas de riego, debido a que define el ritmo de aplicación de agua al suelo. La velocidad de infiltración depende de las condiciones de humedad que presente el suelo. Cuando el suelo se encuentra seco la infiltración tiene sus máximos valores y luego, conforme se humedece, su capacidad de admitir más agua es cada vez menor, hasta que en condiciones de saturación total alcanza un valor constante. En los suelos arenosos la humedad profundiza rápidamente con escaso movimiento lateral, mientras que en los arcillosos el movimiento lateral predomina sobre el que se produce en profundidad. Esta diferencia en la velocidad de infiltración del agua en el suelo se relaciona con la variación de la porosidad total, la distribución y tamaño de los poros, y la energía con que el agua es retenida por las partículas del suelo. En suelos arenosos, aunque su porosidad total es menor que en los arcillosos, los poros son más grandes, por lo que la

Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

MÉTODO DE RIEGO POR SURCOS

Infiltración del agua en el suelo

Es el proceso por el cual el agua pasa de la superficie al perfil del suelo, representando la facilidad de circulación del agua en el suelo.

La característica de infiltración del suelo en cada riego es importante para el diseño debido a que varía con el tiempo y el espacio.

La infiltración depende fundamentalmente de la textura y la estructura del suelo y se evalúa por la velocidad de infiltración.

La velocidad de infiltración es la velocidad de penetración del agua en el perfil del suelo cuando la superficie del terreno se cubre con una lámina de agua.

La velocidad de infiltración interviene en la selección, diseño, operación y manejo de los sistemas de riego, debido a que define el ritmo de aplicación de agua al suelo.

La velocidad de infiltración depende de las condiciones de humedad que presente el suelo. Cuando el suelo se encuentra seco la infiltración tiene sus máximos valores y luego, conforme se humedece, su capacidad de admitir más agua es cada vez menor, hasta que en condiciones de saturación total alcanza un valor constante.

En los suelos arenosos la humedad profundiza rápidamente con escaso movimiento lateral, mientras que en los arcillosos el movimiento lateral predomina sobre el que se produce en profundidad. Esta diferencia en la velocidad de infiltración del agua en el suelo se relaciona con la variación de la porosidad total, la distribución y tamaño de los poros, y la energía con que el agua es retenida por las partículas del suelo.

En suelos arenosos, aunque su porosidad total es menor que en los arcillosos, los poros son más grandes, por lo que la infiltración es más rápida, reteniendo menor cantidad de agua. Los suelos francos presentan condiciones intermedias.

Conociendo la velocidad de infiltración del suelo y la profundidad de raíces del cultivo, puede estimarse el tiempo de riego para que el agua llegue a la profundidad deseada.

Page 2: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Infiltración a partir de surcos en suelos arenosos y arcillosos

La lámina infiltrada o infiltración acumulada representa la cantidad total de agua que se ha infiltrado en la unidad de superficie de un suelo, en un determinado tiempo. Normalmente se mide en mm.

La velocidad de infiltración y la lámina infiltrada dependen de las características del suelo, tales como textura y estructura, contenido de materia orgánica, uniformidad del perfil del suelo y pendiente del terreno.

Método del surco

En el riego por surcos el agua sólo cubre la parte baja de los mismos, mientras que los bordos quedan sin cubrirse. Por tal motivo se recomienda determinar la infiltración preparando unos surcos de prueba en los que se aplica determinado caudal, que se aforan a la entrada (q’, caudal por surco) y a la salida (q’’, escorrentía).

Disposición del equipo para medir la variación del nivel de agua en los cilindros

Page 3: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

En el área superficie atendida por el surco 2 (rectángulo MNPQ), de superficie S (L2), el caudal infiltrado es q2’- q2’’ (L3 T-1) y la velocidad de infiltración V (L T-1) será:

S

''q'qV 22

V=q2 – q1

S

Para disponer de valores suficientemente representativos se recomienda que la prueba de infiltración se realice en varios surcos.

Ensayos de infiltración en riego por surcos

Determinación de las curvas de infiltración

Con los resultados obtenidos en una prueba de infiltración se elaboran los diagramas de la curva de velocidad de infiltración y curva de lámina infiltrada.

La curva de velocidad de infiltración (Curva I) está en función del tiempo, desde el inicio de la prueba y será tanto más exacta cuánto menores sean los intervalos de tiempo utilizado.

Page 4: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Se han desarrollado numerosas ecuaciones para representar el fenómeno de la infiltración, la mayoría de ellas empíricas. La más utilizada es la Ecuación de Kostiakov, función que describe la velocidad de infiltración en un punto cualquiera (i). Se trata de un modelo exponencial de la forma:

b0ati

donde:i = velocidad de infiltración (cm/h ó mm/h).t0 = tiempo de oportunidad o tiempo de contacto del agua con el suelo (min).a = coeficiente que representa la velocidad de infiltración para t0 = 1.b = exponente que varía entre 0 y –1.

La curva de lámina de agua infiltrada (Curva II) también es función del tiempo transcurrido. Permite estimar el tiempo requerido para que se infiltre una determinada dosis (lámina) de riego.

La Ecuación de Kostiakov para la lámina infiltrada acumulada (I), también es un modelo exponencial de la forma:

B0AtI

y se obtiene integrando la función de velocidad de infiltración con respecto al tiempo.

)1(0)1(

btb

aI

donde:

I = infiltración acumulada o lámina infiltrada acumulada (cm ó mm).t0 = tiempo de oportunidad o tiempo de contacto del agua con el suelo (min).A = coeficiente que representa la lámina infiltrada para t0 = 1.B = exponente que varía entre 0 y 1.

Page 5: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Será necesario dividir la integral resultante por 60, por cambio de unidades.

Velocidad de infiltración (Curva I) y altura infiltrada (Curva II)

Page 6: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Valores de velocidad de infiltración, según el tipo de suelo, se pueden apreciar en la siguiente tabla:Velocidad de Infiltración (i)

Suelo i (mm/h)

Arenoso Franco 15 – 30

Franco Arenoso 12 – 18

Franco 8 - 14

Franco Limo 6 - 10

Arcilloso Limoso 5 - 8

Arcilloso 3 - 6

Definición, características y operación del sistema

En este método se hace correr el agua por pequeños canales (surcos), desde la acequia madre hacia los cultivos, distribuidos en hilera, siguiendo determinada pendiente. El agua se infiltra en el fondo y a los lados de los surcos, llegando hasta la zona de raíces de los cultivos, reponiéndose así el agua del suelo consumida por los cultivos.

Aplicación de agua por el método de surcos

Infiltración en el fondo y a los lados de los surcos

Page 7: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

El agua aplicada no moja la totalidad de la superficie, disminuyendo la evaporación directa desde el suelo.

La calidad del riego depende de la adecuación del terreno, siendo muy importante realizar una buena nivelación de la parcela a regar y un correcto diseño de los surcos.Es una alternativa muy antigua, que aún tiene vigencia y se sigue

perfeccionando o tecnificando.

Esquemas del riego por surcos

Se adapta mejor a cultivos en hilera (caña de azúcar, papa, maíz, algodón, sorgo, etc.). También es adecuado para el riego de cultivos que sufren daños cuando el agua cubre su tallo.

Se adecua mejor en suelos de textura media a moderadamente

fina. En suelos de textura fina y permeabilidad baja, el caudal y la pendiente deben ser muy pequeños para evitar una escorrentía excesiva. En suelos arenosos el movimiento del agua será principalmente hacia abajo con muy poca penetración lateral.

Etapas en la operación del riego por surcos:

a) Se vierte el agua en la cabecera del surco y avanza a través de la longitud del surco y se infiltra.

b) El agua llega al final del surco:

Continúa el riego para humedecer la profundidad de la zona de raíces.

Una parte del agua escurre.

Page 8: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

En la cabecera del surco se llega a humedecer a la profundidad deseada, pero al final del mismo todavía no, por lo tanto, continúa el riego.

Cuando la lámina es suficiente al final del surco. Se detiene el riego.

Una parte del agua de riego se percola fuera de la zona radicular y otra parte, escurre al final del surco.

Riego por surcos en cultivo de caña de azúcar

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Ventajas: No necesita grandes inversiones en equipos. Moderada eficiencia de aplicación de agua. Si el diseño y el

manejo del riego son adecuados, puede obtenerse una buena eficiencia de aplicación.

Al permanecer seca el área entre los surcos, el riego no interrumpe las demás labores.

Tiene gran flexibilidad en cuanto al caudal de riego; usando caudales reducidos se disminuye el peligro de erosión del suelo.

Con surcos en contorno se reduce el peligro de erosión del suelo. Se pueden usar tuberías y sifones para regular los caudales

aplicados a los surcos. El lavado de sales es fácil y barato, de ser necesario Es adecuado para cultivos que requieren de aporque. Puede emplearse equipos de control de bajo costo.

Desventajas:

Pérdidas excesivas de agua, especialmente en suelos arenosos. Pérdidas importantes de agua por escurrimiento superficial. Es difícil aplicar dosis pequeñas de riego. Las sales pueden concentrarse en la parte superior de los bordos. Peligro de erosión en terrenos de fuerte pendiente.

Page 9: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Eficiencia de riego es baja, cuando el sistema no está bien diseñado y operado.

Exige mayor cantidad de mano de obra que otros métodos de gravedad.

Se pueden presentar dificultades para lograr un riego uniforme.

Parcelas con riego por surcos, en operación

EFICIENCIA DE APLICACIÓN

La eficiencia del riego por surcos, dependen del caudal de entrada en la cabecera del surco y el tiempo de riego.

La eficiencia de aplicación que se logra con este método puede calificarse de buena, al compararla con el resto de métodos superficiales, sobre todo si las condiciones de diseño y manejo del sistema son las adecuadas.

En el riego por surcos tradicional bien manejado, la eficiencia de aplicación puede alcanzar valores de 60-70%; en el riego por surcos modernizado, puede llegar a superar el 80%.

Page 10: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Esquema que muestra la determinación de la eficiencia de aplicación en surcos

Caudal en la cabecera del surco

Con caudales muy bajos: El frente de agua avanza muy lentamente y el tiempo de infiltración en la cabecera del surco es muy grande. Se producen importantes pérdidas por percolación profunda, generando baja eficiencia y mala uniformidad.

Con caudales muy grandes: El frente de agua avanza muy rápido, produciendo rápidamente escorrentía, con importantes pérdidas. Buena uniformidad pero baja eficiencia.

Utilización de un solo caudal bien adoptado: Se produce equilibrio entre las pérdidas por percolación y por escurrimiento. La eficiencia de aplicación oscila entre 60 y 70 %.

Utilización de 2 caudales diferentes: Con un caudal de entrada alto durante el avance del agua hasta el final del surco y un caudal menor durante la infiltración. Se produce un rápido avance, con bajas pérdidas por escurrimiento. La eficiencia y uniformidad pueden superar el 80 %.

Tiempo de riego

El tiempo de riego es la suma del tiempo de avance (tiempo necesario para que el agua alcance el final del surco) y el de infiltración (tiempo necesario para aportar la dosis deseada al final del surco).

Page 11: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Variantes

Corrugaciones: Una variación del riego por surcos, que se utiliza en cultivos densos sin laboreo, son las corrugaciones, que consisten en pequeños surcos muy próximos, alineados según la mayor pendiente de la parcela. Las corrugaciones típicas tienen un fondo de 6 cm de ancho, pendiente lateral de 1 a 1, y profundidad de 10 a 15 cm.

Surcos en zigzag: En el riego de frutales se usa mucho los surcos en zigzag para disminuir la velocidad del agua y aumentar el tiempo de riego a fin de lograr una infiltración mayor en los suelos poco permeables.

Surcos en tazas redondas o cuadradas: También en frutales se usan los surcos en tazas redondas o cuadradas alrededor de un árbol, sin mojar el tronco para evitar plagas y enfermedades.

Surcos en contorno: Este método de riego sirve para reducir la erosión y conseguir mejores rendimientos en terrenos con cierta pendiente. Se adapta muy bien en casi todo tipo de suelos, sin embargo, no es recomendable en suelos arenosos que son inestables, ni tampoco en suelos arcillosos.

Riego por surcos en contorno

Para obtener un riego eficiente en cultivos con surcos poco profundos, deben limitarse a pendientes menores a 3%. Los cultivos permanentes, como frutales, pueden regarse exitosamente mediante surcos en contorno, en terrenos con pendientes de hasta 20%.

Page 12: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

ELEMENTOS BÁSICOS DE DISEÑO

En el diseño del sistema de riego por surcos debe tenerse en cuenta los siguientes factores:

Orientación de los surcos: Que varía según la pendiente del terreno; si ésta es muy grande y el agua corre muy rápido, existe peligro de erosión del suelo, por lo que deben realizarse los trabajos necesarios de nivelación del terreno.

Forma de los surcos: La forma y ancho de los surcos depende del implemento que se utilice y varía de acuerdo con el tipo de suelo y el cultivo.

Existen surcos de sección triangular o tipo “V”, cuyas dimensiones varían de 15 a 20 cm de profundidad y 25 a 30 cm de ancho superior. También, se tienen surcos de sección parabólica, cuyas dimensiones usuales son: profundidad, 30 a 35 cm; fondo, 15 a 30 cm y cresta, 20 a 90 cm.

En suelos erosionables no son recomendables los surcos de sección triangular. Por otra parte, los surcos anchos y de reducida profundidad facilitarán la lixiviación de las sales.

En suelos de baja velocidad de infiltración se recomienda surcos con mayor perímetro mojado (mayor área de infiltración), para reducir el tiempo de aplicación de agua. En un surco profundo y estrecho, el peligro de salinización es mayor que en un surco redondeado, en el cual el agua llena el surco y además fluye.

Page 13: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Parcela con riego por surcos, mostrando la orientación de los mismos

Sección triangular (Tipo “V”) y sección parabólica

Forma de los surcos y su relación con las sales; forma de surcos que reduce daños por sales

Distancia entre surcos: Generalmente está determinado por el cultivo y por las prácticas culturales, especialmente si se usa maquinaria.

El espaciamiento, en general, debe ser menor en suelos de textura gruesa que en los de textura pesada, en función a las condiciones del movimiento lateral del agua en el surco y la profundidad humedecida.

En suelos arcillosos el agua se infiltra más lentamente y su movimiento hacia los lados es mayor que en terrenos arenosos. En suelos arcillosos, la infiltración en el fondo del surco es menor que en suelos arenosos.

Page 14: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Una buena separación entre surcos permite que se humedezca gran parte de las raíces del cultivo. En la práctica se emplean distancias entre surcos que varían entre 0,75 y 1,5 m, según el cultivo y el tipo de suelo. En el riego de frutales, los surcos pueden distanciarse de 0,9 a 1,8 m.

Para elegir una buena separación entre surcos se recomienda hacer una prueba de aplicación de riego antes del establecimiento de los cultivos. La prueba consiste en trazar dos surcos sobre el terreno y aplicar agua sobre ellos.

Si al revisar, se encuentra que la zona seca en el borde, es mayor que el ancho de cada surco, entonces éstos están demasiado separados.

En cultivos de labores agrícolas mecanizadas (caña de azúcar), debe tenerse en cuenta el ancho de la maquinaria. El ancho de llantas de la maquinaria de cosecha hace que el distanciamiento óptimo entre surcos sea de 1,75 m.

Distanciamiento entre surcos y el humedecimiento del suelo

Longitud de los surcos: Depende del tamaño y la forma de la parcela, del tipo de suelo y del cultivo. A medida que los surcos son más largos, en la cabecera aumenta la cantidad de agua que se pierde por percolación profunda.

En los suelos arenosos, la velocidad de infiltración es mayor que en los arcillosos. Para disminuir las pérdidas de agua, se debe acortar los surcos.

Para determinar la longitud máxima del surco es necesario hacer ensayos de campo con distintos caudales, para conocer sus velocidades de avance. La longitud máxima del surco será la distancia recorrida por el caudal máximo admisible, en aproximadamente 1/4 del tiempo de riego.

Las longitudes más frecuentes están comprendidas entre 90 y 150 m. Al emplear surcos demasiado largos se producen pérdidas excesivas por percolación profunda y erosión.

Page 15: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Debe tenerse en cuenta que la reducción de la longitud de los surcos

conduce a:

o Mayor parcelamiento de la propiedad.o Aumento de la longitud de las acequias y de las estructuras de riego.o Mayores dificultades para las labores mecanizadas.o Mayores costos de operación y mantenimiento del sistema de riego.

Por tales razones, al determinar la longitud de los surcos deberá hacerse un cuidadoso análisis de todos los aspectos relacionados con la funcionalidad del riego en el campo, con las demás labores culturales.

Existen longitudes de surcos recomendables para diferentes pendientes y condiciones de textura del suelo, tal como puede observarse en el cuadro siguiente.

Longitud máxima de los surcos, para regar una profundidad de

50 cm

Pendiente (%) Suelos de textura

Arenoso Franco Arcilloso

0,5 105 170 225

1,0 70 115 150

2,0 50 80 105

Pendiente: Elemento muy importante en el riego por surcos, por los problemas de erosión que se puede causar. La forma más eficiente de regar por surcos es cuando éstos tienen pendiente uniforme.

La pendiente de los surcos se define según el tipo de suelo. En suelos pesados la pendiente recomendable debe ser menor de 1.5-2.0% para no causar problemas de erosión. En el cuadro siguiente se presenta las pendientes máximas, según el tipo de suelo.

Pendiente máxima según tipo de suelo

Page 16: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Suelo Pendiente máxima (%)

Arena 0,25

Franco arenoso 0,4

Franco limoso 0,5

Arcilloso 2,0 – 2,5

Franco 5,0 – 6,25

Velocidad del agua en los surcos: Es un factor muy importante que debe manejarse adecuadamente. La cantidad de agua que llega a la zona de raíces depende de la velocidad con que el agua recorre el surco.

Las variables más importantes que definen la velocidad de avance en el surco son: capacidad de infiltración del suelo, textura, pendiente, geometría del surco, etc.

Si la velocidad es muy grande, el agua corre libremente causando erosión, sin permitir que se infiltre desde los lados de los surcos. Si la velocidad es baja, el agua tiende a estancarse y las pérdidas por percolación profunda son muy elevadas.

Caudal de agua en los surcos: El caudal a aplicar en el surco no debe ser excesivo, que no desborde y que alcance el final del surco en el tiempo señalado (1/4 del tiempo necesario para que se infiltre en el suelo la lámina neta de riego).

El caudal que puede conducir un surco depende de su sección y de sus condiciones hidráulicas como rugosidad, vegetación, etc. Sin embargo, el caudal a aplicar estará limitado además por la pendiente y la erodabilidad del suelo.

Una expresión ampliamente aceptada y que entrega un buen índice para estimar el "caudal máximo no erosivo" (Qmáx) en función de la pendiente (s) es la siguiente:

Qmáx. = 0,63/sDonde:

Qmáx = caudal máximo (l/s)s = Pendiente del terreno (%)

Por ejemplo, para una pendiente de 1,5%, el caudal máximo erosivo a utilizar será de O.42 l/s.

También se puede hacer uso de tablas que relacionan el gasto máximo no erosivo con las pendientes críticas en los surcos.

Caudal máximo no erosivo y pendientes críticas en surcos

Page 17: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Pendientedel SurcoS (%)

CaudalmáximoQm (l/s)

Observaciones

0,1 6,0 Caudal indicado es, aproximadamente, el doble de la capacidad normal de los surcos para pendientes de 0,1%. La erosión no es significativa cuando los surcos trabajan en estas condiciones.

0,3 2,0 Esta pendiente está cerca del límite máximo donde los surcos trabajan a su capacidad total sin causar serios problemas de erosión.

0,5 1,2 A esta pendiente habrá erosión a menos que el caudal sea menor que la capacidad del surco.

2,0 0,3 Este caudal reducido es para prevenir la erosión a esta pendiente alta, considerada como máxima para el método de riego por surcos.

Basada en la ecuación Qmáx = 0,63/S

Tiempo de aplicación de agua: Se debe considerar los siguientes aspectos importantes:

El tiempo de avance (Tavanc) es aquél en que el agua llega

al final del surco.

Perfil de humedecimiento para el tiempo de avance, en que el agua alcanza el final del surco

Se continúa aplicando el agua hasta completar el tiempo de riego en la cabecera. También se asume una rápida infiltración del agua en el surco.

El tiempo de aplicación del caudal (Ta) considera completar el tiempo de riego en todo el surco; se considera además, la infiltración inmediata del agua.

El tiempo requerido de aplicación del caudal al surco es:

Page 18: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

retavancoa TTTT

Donde:

Ta = tiempo de aplicación del caudal (min)To = tiempo requerido para que se infiltre en el suelo la lámina neta de riego (min)Tavanc = tiempo para que el agua alcance el final del surco (min)Tret = tiempo de retirada del agua del surco.

Frente de humedecimiento del suelo cuando el agua se corta completando sólo la profundidad de humedecimiento en la cabecera del surco

Frente de humedecimiento del suelo cuando el agua se corta completando profundidad de humedecimiento al final del surco, correspondiente al tiempo de aplicación (Ta)

Page 19: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

I. TITULO: “INFILTRACION”

LUGAR: CEPCAM Y LABORATORIO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS II. OBJETIVOS:

A. Aplicación del método de los cilindros infiltrómetro para determinar la infiltración en un terreno.

B. Determinar la velocidad de infiltración instantánea y acumulada del suelo problema.

III. INTRODUCCION:Mediante el riego se recupera la humedad del suelo que se ha perdido por efecto de la evapotranspiración. El tiempo en que se aplicará éste volumen se llama tiempo de riego.

Un objetivo buscado en un diseño de riego es que el tiempo de riego sea el menor posible, para que así se pueda regar la mayor superficie posible durante la jornada de riego. Pero el tiempo de riego estará muy influido por la velocidad con la cual entra el agua al suelo. Si se aplica agua en una cantidad superior a

Page 20: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

la que se pueda infiltrar, el exceso escurrirá superficialmente, pudiendo implicar erosión del suelo y, en caso de escasez, menor superficie que puede ser regada.

Factores que influyen en la infiltración

Los factores que más influyen son aspectos tales como: textura, estructura, materia orgánica, pendiente, cubierta vegetal y rugosidad del terreno. Estos factores pueden ordenarse como:

• Favorables: agregar materia orgánica, aplicar abono verde, encalado de suelos ácidos y lavado de suelos.

• Desfavorables: compactación del suelo, dispersión del suelo (riego con aguas de mala calidad) y alteración de la estructura del suelo.

III. REVISION BIBLIOGRAFICA:

Infiltración del agua en el suelo

Se define a la infiltración, como el proceso de entrada de agua al suelo, generalmente a través de la superficie y verticalmente hacia el interior del suelo.Cuando el suelo está inundado, el agua puede entrar uniformemente en el perfil, también puede moverse ascendentemente en el perfil del suelo, desde una fuente inferior de agua libre.Cuando se realiza un riego, la velocidad con la cual el agua entra al suelo disminuye con el tiempo, hasta que se llega a una situación en la cual la velocidad de infiltración no varía con el tiempo, denominándose ésta como velocidad de infiltración estabilizada.En el proceso de infiltración se pueden distinguir tres fases:a) Intercambio. Se presenta en la parte superior del suelo, donde el agua puede retornar a la atmósfera por medio de la evaporación debido al movimiento capilar o por medio de la transpiración de las plantas.b) Transmisión. Ocurre cuando la acción de la gravedad supera a la de la capilaridad y obliga al agua a deslizarse verticalmente hasta encontrar una capa impermeable.c) Circulación. Se presenta cuando el agua se acumula en el subsuelo debido a la presencia de una capa impermeable y empieza a circular por la acción de la gravedad, obedeciendo las leyes del escurrimiento subterráneo.

Capacidad de infiltraciónEs la cantidad máxima de agua que un suelo puede absorber por unidad de superficie horizontal y por unidad de tiempo. Se mide por la altura de agua que se infiltra, expresada en mm/hora.La capacidad de infiltración disminuye hasta alcanzar un valor casi constante a medida que la precipitación se prolonga, y es entonces cuando empieza el escurrimiento.

Page 21: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

A la lluvia que es superior a la capacidad de infiltración se le denomina lluvia neta (es la que escurre). A la lluvia que cae en el tiempo en que hay lluvia neta se le llama lluvia eficaz, por lo tanto, la lluvia neta equivale a la lluvia eficaz.1. Factores que intervienen en la capacidad de infiltraciónA. Tipo de suelo. Entre mayor sea la porosidad, el tamaño de las partículas y el estado de fisuramiento del suelo, mayor será la capacidad de infiltración.

IV. METODO:

EL CILINDRO INFILTROMETROEl aparato que se usa es muy sencillo, es el infiltrómetro. El más común consiste en un cilindro de 15 cm de largo y fijo, aproximadamente de 20 cm; se pone en él una determinada cantidad de agua y se observa el tiempo que tarda en infiltrarse. A este aparato se le atribuyen algunos defectos: el agua se infiltra por el círculo que constituye el fondo, pero como alrededor de él no se está infiltrando agua, las zonas del suelo a los lados del aparato participan también en la infiltración, por lo tanto, da medidas superiores a la realidad.El error apuntado se corrige colocando otro tubo de mayor diámetro (40 cm) alrededor del primero, constituye una especie de corona protectora. En éste también se pone agua aproximadamente al mismo nivel, aunque no se necesita tanta precisión como en el del interior; con ello se evita que el agua que interesa medir se pueda expander

Page 22: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Page 23: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

La medición es menor que la que se hubiera obtenido antes y más concordante con la capacidad real del suelo.Hay otro método que no utiliza aparato alguno, sino simplemente consiste en hacer un agujero de dimensiones conocidas en el suelo. Se llena de agua hasta cierta altura y se mide la variación de esa altura a través del tiempo. Como la infiltración se produce tanto por el fondo como por las paredes, el caudal infiltrado será igual a la superficie del cilindro por el coeficiente de infiltración.

a. Infiltración parcial y acumulada . Es la infiltración ocurrida durante cada intervalo se calcula a partir de la diferencia en altura de agua del cilindro entre dos mediciones. Esto se mide en centímetros. La infiltración acumulada es la sumatoria, en cada momento, de las infiltraciones parciales ocurridas durante los intervalos anteriores.

b. Velocidad de infiltración instantánea. Esta corresponde a los centímetros de agua infiltrados por minuto (centímetros /minuto), y se calcula dividiendo los centímetros infiltrados por el intervalo durante el cual esta infiltración se produce.

c. Curva de velocidad de infiltración Esta corresponde a la expresión general que define la velocidad de infiltración del suelo medida por el cilindro, y se calcula a partir de la expresión Esta curva está expresada en centímetros por hora.

d. Curva de infiltración acumulada . Esta curva representa, en forma general, al proceso de acumulación de agua en el suelo a través del tiempo, expresándose en centímetros de agua acumulada. Esta curva se calcula a partir de la expresión

V. MATERIALES Y EQUPOS

MÉTODO DEL CILINDRO INFILTROMETRO

Se siguen los siguientes pasos:A. Selección y descripción del lugar, las pruebas se deben hacer en lugares

representativos del terreno, del cual se quiere conocer las características de infiltración. Así mismo, se determinara la textura, densidad aparente y el contenido de humedad del suelo, anotando si el suelo a sido cultivado, presencia de costras, presencia de piedras, etc.

Page 24: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

B. Materiales usados

Juego de cilindros infiltrómetro de acero o fierro galvanizado de 2mm de espesor, de 30 a 40cm de diámetro, para el cilindro interior y exterior respectivamente y unos 40cm de altura.

Una plancha metálica o tablones de madera Un escalìmetro o regala graduada Cinta adhesiva o ganchos sujetadores

de la regla graduada Cronometro Comba Nivel de carpintero Lamina plástica Hoja de registro Baldes o latas Lápices o tizas Gancho metálico, medidor del nivel del agua

VI. PROCEDIMIENTOS:

A. EJECUCIÓN DE LA PRUEBA

Una vez elegido el lugar donde se efectuaran las pruebas, se procederá a:

Instalación de los cilindros

a. Introducir el cilindro exterior en el lugar seleccionado, mediante el uso de una comba, golpeando la plancha metálica que se ha colocado sobre el cilindro. El cilindro se debe introducir hasta unos 5 cm aproximadamente, luego se introduce el cilindro interior unos 10 cm.

b. La introducción de los cilindros debe efectuarse verticalmente a fin de evitar que se alteren significativamente las condiciones de la superficie del suelo. Una vez instalados los cilindros, se remueve con cuidado del suelo, que se encuentra adyacente a las paredes de estos y se coloca la regla graduada, fijándola adecuadamente en la parte externa del cilindro interior.

c. Luego se extiende la lámina de plástico sobre la superficie del suelo, del cilindro interior.

Llenado de los cilindros

Page 25: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

a. Una vez colocado el plástico en el cilindro interior, se procede a su llenado con agua hasta aproximadamente una lamina de 10 a 15 cm.

b. El agua debe será aplicada al cilindro exterior, e inmediatamente al cilindro interior, siendo preferiblemente que simultáneamente sean llenados, lo cual requiere que dos personas operen juntas. Llenado los cilindros, se procede a retirar el plástico del cilindro interior, para iniciar inmediatamente las lecturas de la carga de agua.

c. El agua entre los cilindros es para tratar de anular la infiltración lateral que pueda presentarse el cilindro interior y exterior debe de ser aproximadamente el mismo.

d. En la siguiente figura se muestra la disposición del equipo para medir la infiltración por el método de los cilindros infiltrómetro.

Lectura del nivel del agua

a. Retirado el plástico del cilindro se procede a efectuar las lecturas del nivel del agua en el cilindro interior dicho nivel se medirá con el gancho metálico y el escalìmetro o regla graduada previamente colocadas.

b. Las mediciones normalmente continuaran en intervalo de tiempo determinado, siendo en un principio 2, 4, 5 minutos pudiéndose alargar posteriormente 10, 20 minutos la prueba dura dos horas (en función a la textura).

c. Cuando en los cilindros se ha infiltrado una lamina alrededor de 5 cm, se procede a llenar nuevamente procurando alcanzar el mismo nivel inicial. Esta operación debe ser hecha rápidamente, para lo cual debe efectuarse una lectura antes e inmediatamente después del llenado a fin de que el tiempo transcurrido en esta operación sea considerado “cero”. La duración no debe ser menor de dos horas, salvo suelos de textura muy gruesa.

d. En suelos francos y arcillosos, la duración de la prueba debe ser de 3 a 5 horas. En forma general, se indica que la duración de la prueba debe ser hasta que la tasa de infiltración sea sensiblemente constante.

Page 26: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

B. CALCULO Y REGISTRO DE DATOS:Los datos de campo se anotan en las columnas 1 y 4 del formato adjuntoEn base a los datos de campo tomados, se procede al llenado del resto de columnas del formato

TIEMPO(minutos)lectura(cm)

LAMINA INFILTRADA VELOCIDAD DE INFILTRACION

parcial acumulado PARCIAL

ACUMULADA

INSTANTANEA

ACUMULADA

0 0 37 0 0 0 02 2 36 1 1 30 302 4 35.5 0.5 1.5 15 452 6 35.2 0.3 1.8 9 544 10 34.7 0.5 2.3 7.5 61.55 15 34.1 0.6 2.9 7.2 68.75 20 33.1-37 1 3.9 12 80.75 25 36.7 0.3 4.2 3.6 84.3

10 35 35.1 1.6 5.8 9.6 93.910 45 34.5-37 0.6 6.4 3.6 97.510 55 35.1 1.9 8.3 11.4 108.915 70 32.8-37 2.3 10.6 9.2 118.115 85 33.8-37 3.2 13.8 12.8 130.915 100 34.2-37 2.8 16.6 11.2 142.120 120 33.2 3.8 20.4 11.4 153.5

Page 27: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

LOG(T)=X LOG(I)=y XY X2 Y2

0 0 0 0 00.30102999

6 0 00.0906190

6 00.60205999

1 0.176091259 0.1060175020.3624762

30.0310081

3

0.77815125 0.255272505 0.1986406190.6055193

70.0651640

5

1 0.361727836 0.361727836 10.1308470

31.17609125

9 0.462397998 0.5438222441.3831906

50.2138119

11.30102999

6 0.591064607 0.7689927831.6926790

50.3493573

71.39794000

9 0.62324929 0.8712651181.9542362

70.3884396

81.54406804

4 0.763427994 1.1787847692.3841461

3 0.58282231.65321251

4 0.806179974 1.3327868212.7331116

20.6499261

51.74036268

9 0.919078092 1.5995292213.0288622

90.8447045

4

1.84509804 1.025305865 1.8917898423.4043867

81.0512521

21.92941892

6 1.139879086 2.1993042823.7226573

91.2993243

3

2 1.220108088 2.440216176 41.4886637

52.07918124

6 1.309630167 2.7229584834.3229946

51.7151311

8∑ X ∑ Y ∑ XY ∑ X2

19.34764396 9.653412763 16.2158357

30.6848795

n=14

Haciendo la regresión lineal por pasos, de la siguiente manera:

Page 28: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

1.

2.

Por lo tanto:

3.

Por ser exponencial

4.

Page 29: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Velocidad de infiltración instantánea:

Reemplazando los datos se tiene la ecuación para el suelo que medimos

Infiltración acumulada:

Page 30: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

VII. RESULTADOS

VIII. CONCLUSIONES:

Luego de terminado el experimento se obtuvo datos variados al inicio pero los últimos cuatro datos son constantes, con lo cual comprobamos que según el suelo se satura no se detendrá la infiltración simplemente llegara a un punto donde permanecerá constante.

VIII. RECOMENDACIONES:

Durante el proceso de infiltración el suelo se satura y se detiene la infiltración o llega a un punto de equilibrio de infiltración, un valor constante.

Page 31: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

IX. BIBLIOGRAFIA:

-GERDING, V.; SCHLATTER, J.E.  1996.  Muestreo de suelos para evaluar su fertilidad, con énfasis en el régimen de elementos nutritivos .  Valdivia, UACH, Instituto de Silvicultura.  6 p.

- GREZ, R.; PIEL, A.; AÑAZCO, R.  1993.  Los análisis químicos en los estudios de suelos forestales. In: Suelos Forestales, Boletín de la Sociedad Chilena  de la Ciencia del Suelo 10: 190-195.

- SCHLATTER, J.E.  1993. Fertilidad del suelo, concepto y su aplicación a la producción forestal.In: Charlas y Conferencias Nº 8. Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales. 10 p.

- SCHLATTER, J.E.; GERDING, V.; ADRIAZOLA, J.  1994.  Sistema de ordenamiento de la tierra. Herramienta para la planificación forestal. Aplicado a las Regiones VII, VIII y IX.   Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales. 114 p. (Serie Técnica...)

- SCHLATTER, J.E.; GERDING, V.; HUBER, H.  1995.  Sistema de ordenamiento de la tierra. Herramienta para la planificación forestal. Aplicado a la X Región. Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales.  93 p. (Serie Técnica...)

Page 32: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

I. TITULO: “CALIDAD DEL AGUA: DETERMINACION DE LA RALCION DE ABSORCION DEL SODIO (R.A.S.)”

LUGAR: CEPCAM Y LABORATORIO DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

II. OBJETIVOS:

1.    Ser capaz de resolver problemas relacionados con las operaciones básicas del análisis, tal como el cálculo de concentraciones y diluciones.

III. INTRODUCCION:

Un alto contenido de Na+ en el agua de riego en relación al contenido de Ca2+ y Mg2+ puede provocar en el suelo el fenómeno de la solidificación. El exceso de Na+ tiende a saturar las posiciones intercambiables del suelo, provocando que éste se degrade más fácilmente por contacto con el agua de lluvia, pierda su estructura y permeabilidad y aparezcan problemas para el crecimiento de las raíces. Un suelo con exceso de sodio se encharcaría se humedece, y se endurecería si se seca. Por otro lado, el Na+ no es un nutriente esencial para las plantes, y para algunas muy sensibles, puede incluso resultar tóxico.La Relación de Absorción de Sodio (RAS) es por tanto un parámetro muy importante para evaluar la calidad de un agua para riego:

Page 33: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

III.    REVISION BIBLIOGRAFICA:

La productividad de un cultivo es una función que depende de múltiples

variables, como son, la naturaleza o el tipo de cultivo, la naturaleza del terreno o

tipo de suelo, y la calidad o composición del agua utilizada para el riego, entre

muchos otros factores. Si bien, todos estos factores son necesarios e

importantes para maximizar la productividad de un cultivo, en este texto se

exponen aquellos factores relacionados específicamente con la calidad del agua.

La clasificación del agua para el riego de cultivos se fundamenta en dos criterios

desarrollados por el Laboratorio de Salinidad de Suelos del Departamento de

Agricultura de los Estados Unidos, USDA. De acuerdo con estos criterios, la

calidad del agua para el riego de cultivos puede expresarse en función de dos

variables:

Una variable que pondera la salinidad del agua mediante la medición de su

conductividad eléctrica, debido a que dicha propiedad afecta adversamente y, en

diferentes grados, a los diversos tipos de cultivos. La segunda variable que se

tiene en cuenta es una relación que se conoce genéricamente como el RAS

(Relación de Absorción de Sodio) y que mide básicamente la proporción de sodio

a calcio y magnesio que contiene la muestra.

La importancia de medir el RAS radica en que el ion sodio tiene por

característica una fuerte tendencia a desestabilizar las arcillas, taponando con ello

los poros del suelo, y coadyuvando a los fenómenos de anorexia en las plantas.

Adicionalmente, el sodio y el cloruro acumulado en el perfil del suelo ocasiona

problemas de tipo osmótico en los tejidos vegetales. . Matemáticamente, el RAS

se expresa mediante la siguiente relación:

Page 34: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

CRITERIO DEL RAS

En cuanto a la “Relación de Absorción de Sodio, RAS”, el agua puede clasificarse

en los siguientes cuatro grupos:

G RUPO S1: Valor RAS entre 0 y 10. Son aguas de bajo contenido en sodio, útiles

para el riego de la mayoría de suelos y cultivos.

G RUPO S2: Valor RAS entre 10 y 18. Son aguas de mediano contenido en sodio,

útiles para el riego de cultivos en suelos de textura gruesa o de suelos

orgánicos con buena permeabilidad.

G RUPO S3: Valor RAS entre 18 y 26. Son aguas de alto contenido en

sodio, aplicables solamente en suelos yesíferos o en suelos con prácticas

especiales de manejo. No son útiles para el riego de cultivos altamente

sensibles al sodio, como lo son la mayoría de frutales.

G RUPO S4: Valor RAS mayor de 26. Son aguas de muy alto contenido en sodio,

prácticamente inadecuadas para el riego de cualquier cultivo, en cualquier tipo de

suelos.

Page 35: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Page 36: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Manejo de agua salina

Siempre tenemos que tener en cuenta que el cultivo no se desarrolla en el agua de riego, sino en la solución del suelo, en la que las sales pueden estar mucho más concentradas. Cuando nos vemos obligados a usar agua con un nivel de salinidad relativamente alto, debemos evitar en lo posible la acumulación de sales en la zona radicular y manejar la fertirrigación de tal forma que se reduzca la absorción de elementos tóxicos.Por sus características el riego por goteo es el más indicado para su uso con agua salina. El riego por goteo nos permite mantener en la zona radicular una humedad cercana a la capacidad de campo, lo que evita una concentración alta de sales. La zona del bulbo mojado que ocupan las raíces se lava continuamente, lo que previene la acumulación de sales. No se mojan las hojas con el agua de riego (las hojas de algunos cultivos absorben con facilidad las sales disueltas en el agua de riego). Hay que tener en cuenta que cuando se riega por goteo existe un riesgo en el momento que comienzan las lluvias. Si no llueve lo suficiente como para desplazar las sales por debajo de la zona radicular, el agua de lluvia puede introducir a la zona radicular las sales acumuladas en la parte superior del bulbo mojado. Por esta razón se recomienda mantener el riego activo durante las primeras lluvias del otoño, si estas son débiles, para evitar la entrada de las sales a la zona radicular. Cuando se riega por goteo, el sistema radicular

Hay un lavado constante, por lo que es necesario fertilizar todo el tiempo para evitar carencias y desequilibrios.

IV.          MATERIALES Y EQUPOS:

1)    Muestra de agua (En este caso fue traída del Valle Chicama).

2)    Conductivímetro.

3)    Pipeta.

4)    Vaso de precipitación.

5)    Vaso de plástico.

6)    Agua destilada.

7)    Probeta Graduada.

8)    Solución Buffer Hardness 1 (revisar)

9)    Indicador de dureza Solución Buffer Hardness 2

10) Solución para titular (REVISAR)

Page 37: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

V.   PROCEDIMIENTOS:

1)    La muestra de agua tomada debe conservarse de un día para otro a una temperatura de 4°C. Para los análisis respectivos.

2)    Servir la muestra en un vaso de plástico y enseguida medir la Conductividad eléctrica con el Conductivímetro.De acuerdo al valor que este arroje decidiremos qué cantidad de muestra de agua usaremos para el análisis. Según el siguiente criterio.

CE < 2000 us/ cm, CE > 2000 us/ cm, usaremos 1 ml. De muestra.

3)    En este caso el valor arrojado por el Conductivímetro nos da un valor de 14 000 us/cm por lo que deberemos usar 2.5 ml. De muestra sacamos esta muestra con la pipeta y la colocamos en un vaso precipitado.

4)    Completamos los 2.5 ml de muestra con 25 ml. De agua destilada.

5)    Agregamos 1 ml. De solución buffer Hardness 1.

6)    Ahora cuantificamos las cantidades de calcio y magnesio para eso titulamos la muestra usando una solución EDTA.Esto se hará gota a gota hasta que la muestra cambie de color vieleta (azul).

7)    hacemos los cálculos del RAS.

Page 38: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

VI.          RESULTADOS

1)    Valor de la conductividad: CE = 1400µS/cm

2)    Volumen de la muestra: vol = 2.5ml

3)    Cantidad de solución EDTA para titular usada hasta que cambie de color:

volumen = 13 gotas

4)    Concentración se calcio y magnesio:

5)    Concentración de sales:

6)  Concentración estimada de sodio :

7)  Relación de absorción de sodio:

VII.         CONCLUSIONES:

Podemos hacer la interpretación de resultados de análisis de aguas para propósitos de potabilidad, riego de cultivos y evaluaciones de impacto ambiental. Esto es, dado un reporte analítico, ¿qué puede decirse del agua de donde procede la muestra, en relación con un determinado propósito?

Page 39: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

VIII. RECOMENDACIONES:

Cuando la muestra de agua se lleva al laboratorio se tienes que llevar en óptimas condiciones como: guardarlo y trasladarlo a una temperatura de 4°C

IX. BIBLIOGRAFIA:

-GERDING, V.; SCHLATTER, J.E.  1996.  Muestreo de suelos para evaluar su fertilidad, con énfasis en el régimen de elementos nutritivos .  Valdivia, UACH, Instituto de Silvicultura.  6 p.

- GREZ, R.; PIEL, A.; AÑAZCO, R.  1993.  Los análisis químicos en los estudios de suelos forestales. In: Suelos Forestales, Boletín de la Sociedad Chilena  de la Ciencia del Suelo 10: 190-195.

- SCHLATTER, J.E.  1993. Fertilidad del suelo, concepto y su aplicación a la producción forestal.In: Charlas y Conferencias Nº 8. Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales. 10 p.

- SCHLATTER, J.E.; GERDING, V.; ADRIAZOLA, J.  1994.  Sistema de ordenamiento de la tierra. Herramienta para la planificación forestal. Aplicado a las Regiones VII, VIII y IX.   Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales. 114 p. (Serie Técnica...)

- SCHLATTER, J.E.; GERDING, V.; HUBER, H.  1995.  Sistema de ordenamiento de la tierra. Herramienta para la planificación forestal. Aplicado a la X Región. Valdivia, UACH, Fac. de Cs. Forestales.  93 p. (Serie Técnica...)

Page 40: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

PRACTICA N° 5

 

1.    TITULO: DETRMINACIO DE LA PERMEABILIDAD DE UN SUELO LUGAR: LABORATORIO DE EDAFOLOGÍA 

2. OBJETIVO:

Introducir al estudiante para la determinación del coeficiente de permeabilidad de un suelo granular. 3. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA:La permeabilidad del suelo suele medirse en función de la velocidad del flujo de agua a través de éste durante un período determinado. Generalmente se expresa o bien como una tasa de permeabilidad en centímetros por hora (cm/h), milímetros por hora (mm/h), o centímetros por día (cm/d), o bien como un coeficiente de permeabilidad en metros por segundo (m/s) o en centímetros por segundo (cm/s).

4.    PROCEDIMIENTO: 

A.   METODO DE CABEZA CONSTANTE. 

  Saturar la muestra de suelo siguiendo las instrucciones del profesor. 

  Estabilizar la condición de flujo permitiendo que fluya agua por un tiempo. A continuación cerrar la válvula de entrada y salida.  

  Utilizar el vaso de precipitación para recibir el agua a la salida del permeámetro. Registrar el tiempo necesario para almacenar entre 750- 900 ml.de agua (para este experimento se tomo solo 500 ml por conveniencia).Registrar también la temperatura del agua y repetir este ensayo por tres veces utilizando un volumen constante. 

  Cada alumno debe calcular el coeficiente de permeabilidad a la temperatura de ensayo y a 20°C.Efectuar correcciones para viscosidad de agua. 

B.   METODO DE CABEZA VARIABLE. 

  Preparar la muestra de suelo siguiendo las instrucciones dadas por el profesor. 

  Llenar la bureta hasta una altura conveniente y medir la cabeza hidráulica a través de la muestra para obtener h1.

Page 41: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

  

  Iniciar el flujo de agua y empezar a cronometrar el tiempo utilizando un cronometro. Dejar que el agua fluya a través de la muestra hasta que la bureta se encuentre casi vacía. Parar el flujo de agua y registrar el tiempo transcurrido obtener la cabeza h2, registrar la temperatura del ensayo. Si es necesario calcular el área de la sección transversal de la bureta (a), almacenar el agua de cada experimento con una probeta. Después del último experimento obtener el Qensayo el cual nos permite calcular “a”.

  Volver a llenar la bureta y repetir el ensayo dos veces más. Utilizar los mismos valores para h1 y h2 y anotar los tiempos y temperatura de cada ensayo. 

  Cada alumno debe calcular el coeficiente de permeabilidad de cada ensayo Kt y a 20°C.Efectuar correcciones para viscosidad del agua.  

5.    RESULTADOS: 

A.   Datos usados del experimento para el método de cabeza constante.

EXP. N° t (s)Q (cm3) T (°C)

1 137.86 500 25.22 138.21 500 253 140.52 500 24.5PROMEDIO

138.863 500 24.9

  

B.   Datos usados del experimento para el método de cabeza variable.

EXP. N° t (s)Q (cm3) T (°C)

1 22.64 51 24.52 23.25 51.3 253 21.56 50 25.2PROMEDIO 22.483 50.77 24.9

 

 

 

 

Page 42: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

 

6.    CALCULO: 

A.   Determinación del coeficiente de permeabilidad por el método de cabeza constante. Kt = QL / A h T° Q = descarga en cm3 A = área seccional de la muestra de suelo en cm3. h = altura de la cabeza hidráulica en cm. 

L = longitud de la muestra en cm. Descontando la altura de las piedras de porosidad. t= tiempo del experimento en segundos. A = 31.47 cm2

 h= 87 cm. T promedio= 138.863 seg. Q= 500 cm3. L= 10.135 – 2(1.28) = 7.575 cm.  Kt = (500 cm3) (7.575cm)/ (31.47 cm2) (87 cm) (138.863 seg) Kt = 9.96208 X 10-3 cm/seg  Este coeficiente es para una temperatura de 24.9 °C del experimento. Ahora buscaremos el factor de corrección para 20 °C. Buscamos en la tabla del Libro Mecánica de Fluidos de Robert Mott los valores de la viscosidad dinámica para las temperaturas de 24.9 °C y 20°C.

nt / n20 = 8.94 x 10-7 / 1.02x 10-6 = 0.8764 (factor de corrección para 20°C)

Page 43: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

K20 = Kt * nt / n20

 

K20 = (9.96208 X 10-3 cm/seg) (0.8764)B.   Determinación del coeficiente de permeabilidad por el método de cabeza

variable. Kt = (aL / At) ln (h1/h2) Q = descarga en cm3

 A = área seccional de la muestra de suelo en cm3. 

h1 = cabeza hidráulica a través de la muestra al comienzo del experimento (t=0). 

h2 = cabeza hidráulica a través de la muestra final del ensayo (t=tensayo) 

L = longitud de la muestra en cm. Descontando la altura de las piedras de porosidad.

 t= tiempo del experimento en segundos. a = área de la sección transversal de la bureta en cm2.  A = 31.47 cm2

 h1= 71.7 cm. h2= 41.9 cm. t promedio= 22.483 seg. Q= 50.76 cm3. L= 10.135 – 2(1.28) = 7.575 cm.  a = 1.453 cm2. Kt = [ (1.453 cm2)(7.575 cm.)/ (31.47 cm2)(22.483 seg.) ]* ln (71.7/41.9) Kt = 8.35674 X 10-3 cm/seg Este coeficiente es para una temperatura de 24.9 °C del experimento. El factor de corrección para 20 °C. fuente tabla del Libro Mecánica de Fluidos de Robert

Page 44: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

Mott los valores de la viscosidad dinámica para las temperaturas de 24.9 °C y 20°C.

nt / n20 = 8.94 x 10-7 / 1.02x 10-6 = 0.8764 (factor de corrección para 20°C)

K20 = Kt * nt / n20

 

K20 = (8.35674 X 10-3 cm/seg) (0.8764) = 7.324436 X 10-3 cm/seg.   

7.    CONCLUSIONES:              

8.    RECOMENDACIONES:     

9.    BIBLIOGRAFIA: 

  Ingeniería Geológica.González de Vallejo, L.I. et al.Ed. Prentice Hall.

  Mecánica de Suelos. Tomos 1 y 2.Juárez Badillo, E. y Rico Rodríguez, A. Ed. Limusa (México)

  Fundamentos de Mecánica de Suelos.Whitlow, Roy. Ed. CECSA

  Geotecnia y Cimientos. Tomos 1 y 2.Jiménez Salsa et al.Ed. Rueda.

Page 45: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

  Manual del Ingeniero Civil. Tomo I. Sección 7.Merritt, F.S. Ed. Mc Graw Hill.

  Mecánica de Suelos en la Ingeniería Práctica. Terzaghi, K. y Peck. Ed. Ateneo.

 

         El coeficiente de permeabilidad es una característica de los suelos, específicamente está ligado a la Ley de Darcy que se refiere al flujo de fluidos a través de los suelos. El coeficiente de permeabilidad, generalmente representado por la letra k, es extremadamente variable, según el tipo de suelo. Clasificación de los suelos según su coeficiente de permeabilidad:

 

Grado de permeabilidad Valor de k (cm/s)Elevada Superior a 10 -1

Media 10 -1 a 10 -3

Baja 10 -3 a 10 -5

Muy baja 10 -5 a 10 -7

Prácticamente impermeable Menor de 10 -7

Fig. (02)

(es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_permeabilidad; 2.11pm 02/02/09) 

         Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobación de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativa. 

4.    MATERIALES:

  Permeámetro de combinación modelo K-605ª.

Page 46: Relacion Agua Suelo y Planta-riego Por Surcos

Relación Agua Suelo y Planta Ing. Agron. Miguel Ramírez López

  Cronometro.

  Termómetro.

  Soporte para la bureta.

  Bureta de 100 ml.

  Probeta de 1000 ml.

  Vaso de precipitación de 1000 ml.