INFILTRACIÓN

INFILTRACIÓN

1. OBJETIVO:

Poder estudiar el movimiento descendente de agua en dos clases de suelos: arena y arcilla.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:

La infiltración es la entrada vertical del agua en perfil del suelo. Esta permite escoger y diseñar sistemas de riegos para determinado suelo, por ejemplo, la longitud del recorrido del agua en relación con la pendiente del flujo disponible en un sistema por gravedad.

La infiltración permite evaluar la lluvia efectiva infiltrada y el escurrimiento causado por la misma, como también, el tiempo de estancamiento de agua sobre el suelo.

Por lo general, la velocidad de infiltración es máxima al comienzo del proceso, pero luego se reduce y tiende a estabilizarse con el tiempo.

La infiltración es mayor para suelos secos, por lo que es beneficioso obtener valores de infiltración tanto en suelos seco? como en mojados.

Darcy, estudió la velocidad de infiltración y llegó a la conclusión de que esta era directamente proporcional al gradiente hidráulico:

V = Cf.*G             (1)

G = h/e                 (2)

Donde:

V =         Velocidad de infiltración.

Cf. =        Coeficiente de infiltración. (Cte. De

permeabilidad).

G =         Gradiente hidráulico.

h =         Diferencia entre los niveles de agua.

e =         Espesor de la capa del suelo.

Como consecuencia, el caudal total "Q", puede ser expresado en términos del área de la sección transversal del suelo:

Q = Cf. * G * A * t    (3)

Donde:

Q = Caudal o desagüe.

A = Área transversal del suelo en estudio.

t = tiempo.

Cf. = em/seg. ó cm. /mi

3. MATERIALES

1. Un tubo de cristal.
2. Una pieza de gasa o franela.
3. Un contenedor.
4. Cronómetro.      
5. Cinta métrica.              
6. Cantidades adecuadas de arcilla y arena.

4. PROCEDIMIENTO:

1. Colocar en un extremo del tubo, un pedazo de gasa ó franelas. Encima de ésta, proceder al llenado de la arcilla o arena hasta una altura de 50 cm.                    

2. Con la ayuda del Vernier, mido el diámetro del tubo de cristal y marque alturas de 5 cm. a lo largo del mismo.

3. Colocar el tubo en el contenedor con agua.

4. Sujetar el tubo sobre un eje, de modo que se mantenga en posición vertical.

5. Una vez que fue llenado el tubo con la arena o arcilla respectiva, añadir agua hasta un cierto nivel que deberá ser mantenido constante el mismo.                                      

6. Medir el tiempo de descenso del agua para alturas inferiores a "e".

7. Habiendo atravesado toda el agua por el tubo, tome una cierta cantidad y mida el tiempo en que tarda en llenar un volumen. Una vez que atravesó la totalidad de la arena o arcilla, calcule el caudal de salida por el tubo.

8. Mida y anote la altura "h" y el espesor "e".

9. Todos los pasos, deberán repetirse para la otra tierra en estudio.

5.CÁLCULOS:

En una sola hoja de papel milimetrado para ambas tierras graficar las alturas "h"' vs. Los tiempos. Determinar gráficamente la pendiente.

a. Cálculos para la infiltración de la arena.

1. Determinar la sección transversal del tubo de vidrio.

[pic 1]

[pic 2]

[pic 3]

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

2. Determinar el caudal del agua (Q=V/t) para el punto (7) de la sección de procedimiento.

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

3. Con el dato del caudal entado en el inciso anterior determinar la constante de permeabilidad usando la ecuación (3).

[pic 10]

        [pic 11]

[pic 12]

4. Una vez completadas todas las operaciones determinar el caudal de la ecuación (3) y comparar con lo hallado en el inciso (4).

+Comparando ambos caudales son iguales.

[pic 13]

5. Ajustar los mínimos cuadrados por la siguiente ecuación:

[pic 14]

Calcular la constante “K” y el exponente “n”, además calcular la pendiente.

-Aplicando logaritmos naturales a la ecuación tendremos.

                          [pic 15]

Realizando el cambio de variable tendremos:

[pic 16]

Entonces:

                                      [pic 17]

Realizando la tabla para la infiltración de la arena tendremos:

...