Infiltracion

III.3. INFILTRACION

Es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en una zona cercana a la superficie, y posteriormente superado cierto nivel de humedad, pasa a formar parte del agua subterránea, saturando los espacios vacíos.

En términos sencillos, se puede entender que es la velocidad con la que el agua penetra en el perfil del suelo, empezando esta penetración prácticamente desde el mismo momento en que empieza la lluvia en consideración, manteniéndose inclusive tiempo después de que ésta cesa.

Específicamente se puede decir que la Velocidad de Infiltración dependerá de factores tales como:

La Cobertura del Suelo (con vegetación, sin vegetación, etc.)

Tipo de suelo (arcillas, arenas, etc), lo cual establecerá el nivel de permeabilidad de éste.

Condición de Humedad del Suelo antes del inicio de la lluvia: es de esperarse que si el suelo está seco, las Pérdidas por Infiltración iniciales sean mayores a que si la condición de humedad antecedente es alta, en la cual el suelo no estará susceptible a recibir mucha agua desde la superficie.

Otros factores, quizá de menor significancia, podrían ser la compactación del suelo (debido a la misma lluvia o al paso de animales, por ejemplo), pendiente de la cuenca la cual, en la medida que tiende a ser de baja a nula, tenderá a favorecer el proceso de Infiltración.

CAPACIDAD DE INFILTRACIÓN.

Se denomina capacidad de infiltración a la cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la mayor o menor compactación que tiene el mismo.

El postulado de Horton establece que la curva que representa la capacidad de infiltración se manifiesta de esa manera, solo y solo si la intensidad de precipitación es mayor que la capacidad de infiltración del suelo analizado. Este principio o postulado es debidamente respetado en el ensayo de infiltración de doble anillo, porque siempre hay agua en superficie que satisface la capacidad de absorción que tiene el suelo en su grado máximo o potencial, cualquiera sea el tiempo que transcurre desde el inicio del ensayo.

La capacidad de infiltración es la capacidad máxima con que un suelo, en una condición dada, puede absorber agua. Se denota con la letra F y se expresa normalmente en mm/hr.

La restricción principal del Fenómeno de infiltración está condicionada a que la Capacidad de infiltración no podrá ser mayor que la Intensidad de la Precipitación sobre la superficie del suelo, pues de ser éste el caso (en el que toda el agua se infiltrará) no se puede estimar las Pérdidas por Infiltración de forma matemática.

La estimación de la Capacidad de Infiltración se puede realizar mediante la expresión de Horton quien estableció que, para cualquier suelo bajo lluvia constante, la Velocidad de Infiltración decrece en el tiempo de acuerdo a la siguiente ley:

Donde:

F: Capacidad de infiltración en un tiempo t (mm/hr).

fc: Capacidad de infiltración para un tiempo t muy grande (mm/hr). Es la capacidad de equilibrio, obtenida cuando el suelo está completamente saturado.

fo: Capacidad de infiltración inicial, t=0. (mm/hr).

t: Tiempo trascurrido desde el inicio de la lluvia (min).

K: Constante para un suelo y superficie particulares.(min-1)

La constante K es una función de las condiciones de la superficie del suelo (cobertura vegetal, por ejemplo). Un suelo recubierto de vegetación tendrá valores de K pequeños, mientras que los suelos sin vegetación (desnudos) tendrán valores mayores. fc y fo dependen igualmente del tipo de suelo y su cobertura.

La bibliografía del tema presenta, para estos coeficientes, los valores representativos siguientes:

Tipo de Suelo fo

(mm/hr) fc

(mm/hr) K

(min-1)

Desnudo 280 6-220 1,6

Agrícola estándar con materia orgánica. 900 20-290 0,8

Pantanoso 325 2-20 1,8

Arenoso fino desnudo 210 2-25 2

Arcilloso con materia orgánica. 670 10-30 1,4

El valor de fc es función de la pendiente hasta un valor límite en el orden del 16 a 24%. A partir de allí la variación es despreciable.

En el caso de K y fo, se tiene que son prácticamente constantes para un suelo determinado, variando muy poco con la pendiente de la cuenca y/o la intensidad de la lluvia.

ENSAYOS DE LA INFILTRACIÓN.

Los métodos para medir la infiltración se dividen en métodos directos e indirectos.

MÉTODOS DIRECTOS: Valorar la cantidad de agua infiltrada sobre una superficie de suelo:

Lisímetros: Es un depósito enterrado, de paredes verticales, abierto en su parte superior y relleno del terreno que se quiere estudiar. La superficie del suelo está sometida a los agentes atmosféricos y recibe las precipitaciones naturales. El agua de drenaje es medida, al igual que la humedad y la temperatura del suelo a diferentes profundidades. Los inconvenientes son la necesidad de períodos largos, la reconstrucción del suelo no es adecuada ya que no se reproduce exactamente igual el proceso que el mismo sufrió debido al accionar de la naturaleza y el hombre.

Simuladores de lluvia: Aplican agua en forma constante reproduciendo lo más fielmente el acontecer de la precipitación. Las gotas son del tamaño de las de la lluvia y tienen una energía de impacto similar, comparándose los efectos. Varían en tamaño, cantidad de agua necesaria y método de medición. El área de lluvia es variable entre 0,1 m2 y 40 m2. La diferencia entre precipitación y escorrentía representa la valoración del volumen infiltrado.

Infiltrómetros: Para realizar el ensayo de infiltración en el campo se utiliza el infiltrómetro. Es un aparato sencillo, de uno o dos tubos de chapa de diámetro fijo. Se clava en el suelo a una profundidad variable, se le agrega una cierta cantidad de agua y se observa el tiempo que tarda en infiltrarse. Tubos: Es un tubo de cilíndrico de 0,20 a 0,25 cm de diámetro y un alto de 0,60 m, que se hinca en el suelo, midiéndose el descenso del agua, con el principal inconveniente que el agua infiltrada por el círculo del fondo, en las zonas del suelo a los lados del aparato participan también en la infiltración; dando medidas superiores a la realidad. Infiltrómetros: Son dos anillos concéntricos, usándose el interior, de 23 cm. de diámetro para determinar la velocidad de infiltración, mientras que el exterior de 35 cm se inunda a las mismas profundidades

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