Infiltración del agua

La infiltración es el proceso por el cual el agua en la superficie de la tierra entra en el suelo.

La tasa de infiltración, en la ciencia del suelo, es una medida de la tasa a la cual el suelo es capaz de absorber la precipitación o la irrigación. Se mide en pulgadas por hora o milímetros por hora. Las disminuciones de tasa hacen que el suelo se sature. Si la tasa de precipitación excede la tasa de infiltración, se producirá escorrentía a menos que haya alguna barrera física. Está relacionada con la conductividad hidráulica saturada del suelo cercano a la superficie. La tasa de infiltración puede medirse usando un infiltrómetro.

Introducción

La infiltración está gobernada por dos fuerzas: la gravedad y la acción capilar. Los poros muy pequeños empujan el agua por la acción capilar además de contra la fuerza de la gravedad. La tasa de infiltración se ve afectada por características del suelo como la facilidad de entrada, la capacidad de almacenaje y la tasa de transmisión por el suelo. En el control de la tasa y capacidad infiltración desempeñan un papel la textura y estructura del suelo, los tipos de vegetación, el contenido de agua del suelo, la temperatura del suelo y la intensidad de precipitación. Por ejemplo, los suelos arenosos de grano grueso tienen espacios grandes entre cada grano y permiten que el agua se infiltre rápidamente. La vegetación crea más suelos porosos, protegiendo el suelo del estancamiento de la precipitación, que puede cerrar los huecos naturales entre las partículas del suelo, y soltando el suelo a través de la acción de las raíces. A esto se debe que las áreas arboladas tengan las tasas de infiltración más altas de todos los tipos de vegetación.

La capa superior de hojas, que no está descompuesta, protege el suelo de la acción de la lluvia, y sin ella el suelo puede hacerse mucho menos permeable. En las áreas con vegetación de chaparral, los aceites hidrofóbicos de las hojas suculentas pueden extenderse sobre la superficie del suelo con el fuego, creando grandes áreas de suelo hidrofóbico. Otros eventos que pueden bajar las tasas de infiltración o bloquearla son los restos de plantas secas que son resistentes al remojo, o las heladas. Si el suelo está saturado en un período glacial intenso, puede convertirse en un cemento congelado en el cual no se produce casi ninguna infiltración. Sobre una línea divisoria de aguas probablemente habrá huecos en el cemento helado o el suelo hidrofóbico por donde el agua puede infiltrarse.

Una vez que el agua se ha infiltrado en el suelo, permanece allí y se filtra al agua subterránea, o pasa a formar parte del proceso de escorrentía subsuperficial.

Proceso de infiltración

El proceso de infiltración puede continuar sólo si hay espacio disponible para el agua adicional en la superficie del suelo. El volumen disponible para el agua adicional depende de la porosidad del suelo y de la tasa a la cual el agua antes infiltrada puede alejarse de la superficie a través del suelo. La tasa máxima a la que el agua puede entrar en un suelo se conoce como capacidad de infiltración. Si la llegada del agua a la superficie del suelo es menor que la capacidad de infiltración, toda el agua se infiltrará. Si la intensidad de precipitación en la superficie del suelo ocurre a una tasa que excede la capacidad de infiltración, el agua comienza a estancarse y se produce la escorrentía sobre la superficie de la tierra, una vez que la cuenca de almacenamiento está llena. Esta escorrentía se conoce como flujo terrestre hortoniano. El sistema hidrológico completo de una línea divisoria de aguas se analiza a veces usando modelos de transporte hidrológicos, modelos matemáticos que consideran la infiltración, la escorrentía y el flujo de canal para predecir las tasas de flujo del río y la calidad del agua de la corriente.

Investigaciones sobre la infiltración

Robert E. Horton (1933) sugirió que la capacidad de infiltración rápidamente disminuía durante la fase inicial de una tormenta y luego tendía hacia un valor aproximadamente constante después de un par de horas. El agua antes infiltrada llena los almacenes disponibles y reduce las fuerzas capilares que hacen entrar el agua en los poros. Las partículas de arcilla en el suelo pueden hincharse cuando se mojan, y así reducen el tamaño de los poros. En áreas donde la tierra no está protegida por una capa de residuos forestales, las gotas de lluvia pueden separar las partículas del suelo superficial y lavar las partículas finas en los poros superficiales, lo que puede impedir el proceso de infiltración.

Infiltración en la recogida de aguas residuales

Los sistemas de recogida de aguas residuales consisten de un juego de líneas, uniones y estaciones elevadoras para comunicar las aguas residuales con una planta de tratamiento de agua. Cuando estas líneas se ven comprometidas por ruptura, rajas o invasión de la raíz de un árbol, puede producirse infiltración de aguas pluviales. Esta circunstancia a menudo conduce a un desbordamiento de alcantarillas, o la descarga de aguas residuales no tratadas al entorno.

Métodos de cálculo de la infiltración

Hay varias formas de estimar el volumen y/o la tasa de infiltración del agua en un suelo. Algunos métodos de valoración excelentes son el método Verde-Ampt, el método de SCS, el método de Horton, y la ley de Darcy.

InfiltraciónLa infiltración es la componente principal del ciclo hidrológico, es la componente que reparte juego, la que regula los flujos y destinos del agua de lluvia en la Tierra. Posibilita la vida de las plantas, alimenta los acuíferos y manantiales, controla la escorrentía, atenúa o acentúa la erosión hídrica y explica los procesos de oasificación-desertización.

Paradójicamente y pese a su vital importancia, está muy poco estudiada, en gran parte por ser difícil de medir y modelar.

Desde nuestra página web queremos recalcar la importancia que tiene la infiltración en los procesos de oasificación. Como primera aportación ofrecemos un artículo que ahonda en tan interesante tema:

Infiltración en Ecología.pdf (361 KB)

 

Figura: Componentes del ciclo hidrológico

 

 

En la actualidad existen muchos modelos de infiltración diferentes, lo que contribuye a desorientar al investigador más avezado: ¿Qué modelo elegir en cada caso? La respuesta en modo alguno es fácil.Dentro de esta pestaña y como segunda aportación, brindamos la oportunidad de ajustar los datos experimentales de infiltración a diferentes modelos obteniendo sus parámetros y la bondad de ajuste. Para ello hemos desarrollado una aplicación en SAS, denominada MODÍN, que contempla catorce ecuaciones de infiltración diferentes, a saber: Green - Ampt, Green - Ampt reparametrizado, Hall, Kostiakov, Mezencev, SCS (riegos), Horton, Philip, Holtan, Overton, Smith, Singh - Yu, Mishra - Singh y Potencial generalizado.

 

Infiltración del agua en el suelo

La infiltración es la entrada de agua al suelo y el movimiento tiene componentes laterales y verticales. En riego por surcos, melgas y aspersión interesa medir la componente vertical, de tal manera que los movimientos laterales se desprecian.

Las maneras en las que se expresa la infiltración son las siguientes:

• velocidad de infiltración (I). Es la relación que existe entre la lámina que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, en cm/h, mm/h, cm/min y en general [L/T].

• velocidad de infiltración básica (Ib). Es el dato que se tiene cuando la velocidad de infiltración se vuelve prácticamente constante [L/T].

• infiltración acumulada o lámina infiltrada (Z). Es la integración de la velocidad de infiltración, en unidades de lámina de riego (L).

Factores que afectan la infiltración

La infiltración puede ser afectada, en algunas ocasiones fuertemente, si se modifican los siguientes factores:

• Características físicas del suelo (porosidad, estructura, agentes cementantes, entre otros).

• Características del perfil del suelo. La infiltración será gobernada por las capas menos permeables.

• Humedad del suelo. La variación en la humedad del suelo afecta directamente a la infiltración.

• Método de riego y manejo del agua. Hay métodos de riego en los cuales se inunda totalmente la superficie del suelo y otros en que se moja parcialmente, por lo tanto la entrada del agua al suelo es diferente.

• Otros factores. Entre estos se tiene la viscosidad del agua, relacionada con la temperatura de la misma y su tensión superficial, así como el aire atrapado, entre otros.

Obtención de datos de campo para determinar la velocidad de infiltración

Existen dos métodos para determinar la velocidad de infiltración en campo, dependiendo si el riego es por melgas o surcos.

Método del doble cilindro

Es utilizado cuando el riego es por melgas, ya que trata de simular el tirante que se queda en la melga antes de entrar al suelo; con algunos ajustes, este método se puede utilizar para riego por aspersión.

Método de entradas y salidas

Se prefiere este método cuando el riego se programa realizarlo por surcos, ya que la prueba se realiza con agua en movimiento dentro de un surco.

Para conocer la descripción completa de los dos métodos se remite al libro de Aguilera y Martínez (1996).

Modelos que representan la infiltración

De las pruebas de campo de infiltración, por cualquiera de los métodos referidos, se obtienen finalmente datos de velocidad de infiltración (I) relacionados con el tiempo acumulado (T), por lo que si estos datos se ponen en una gráfica de I vs T, se puede obtener la tendencia de la velocidad de infiltración a través del tiempo. Sin embargo, para ajustar mejor los datos de campo se ha optado por proponer algunos modelos empíricos que representan la infiltración. Aquí sólo se presentan tres de ellos.

Modelo de Kostiakov

(2.17)

Donde:

I = velocidad de infiltración, en cm/h

T = tiempo acumulado, en minutos

K y n = parámetros obtenidos por regresión

Para obtener la infiltración acumulada o lámina infiltrada (Z) se integra la ecuación 2.17 respecto al tiempo. Después de integrar y ajustar unidades (horas a minutos) queda:

(2.18)

Donde:

Z = en cm

T = tiempo, en minutos

Modelo del USDA

(2.19)

Donde:

B = parámetro que representa la velocidad de infiltración Básica

Para obtener Z se integra y ajusta unidades.

Modelo de PHILIP

(2.20)

Donde:

Z = en cm

T = tiempo, en minutos

S = sortividad (obtenido mediante regresión)

b = transmisibilidad (obtenido mediante regresión)

Modelo de Horton (1936)

f = fc + (fo-fc) e -kt

Donde:

f: es la infiltración instantánea

fo: es la tasa máxima de infiltración, al inicio de lamisma

fc: es la infiltración básica, o tasa constante de infiltración

k: es un coeficiente dependiendo del suelo

t: es el tiempo, generalmente en minutos.

PERMEABILIDAD DEL SUELO9.0 ¿Por qué es importante determinar la permeabilidad del suelo?Permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y el aire y es una de las cualidades más importantes que han de considerarse para la piscicultura. Un estanque construido en suelo impermeable perderá poca agua por filtración.

 

Mientras más permeable sea el suelo, mayor sera la filtración. Algunos suelos son tan permeables y la filtración tan intensa que para construir en ellos cualquier tipo de estanque es preciso aplicar técnicas de construcción especiales. En un volumen de está colección que aparecerá próximamente se ofrecerá información sobre dichas técnicas.

 

 

   

 

 

Por lo general, los suelos se componen de capas y, a menudo, la calidad del suelo varía considerablemente de una capa a otra. Antes de construir un estanque, es importante determinar la posición relativa de las capas permeables e impermeables. Al planificar el diseño de un estanque se debe evitar la presencia de una capa permeable en el fondo para impedir una pérdida de agua excesiva hacia el subsuelo a causa de la filtración.

 

Los diques del estanque se deben construir con un tipo de suelo que garantice una buena retención del agua. La calidad del suelo tendrá que comprobarse, repetimos, teniendo presente ese aspecto.

 

9.1 ¿Qué factores afectan a la permeabilidad del suelo?

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 representativas.

Nota: ya sabe usted que el suelo está constituido por varios horizontes, y que, generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades fisicas y químicas diferentes. Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad, se debe estudiar cada horizonte por separado.

9.2 La permeabilidad del suelo se relaciona con su textura y estructura

El tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad.

Variación de la permeabilidad según la textura del suelo

Por regla general, como se muestra a continuación, mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta sera la permeabilidad:

Suelo Textura Permeabilidad

Suelos arcilloso

s Fina

De muy lentaa

muy rápida

Suelos limosos

Moderadamente fina

Moderadamente

gruesa

Suelos arenoso

s Gruesa

Ejemplo Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/hora

Arenosos 5.0

Franco arenosos 2.5

Franco 1.3

Franco arcillosos 0.8

Arcilloso limosos 0.25

Arcilloso 0.05

Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo

La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad mostradas anteriormente de la forma siguiente:

Tipo de estructura Permeabilidad1

Laminar

- Gran traslapo

Demuy lenta

amuy rápida

- Ligero traslapo

En bloque

Prismática

Granular

1 Puede variar de acuerdo con el grado en que se desarrolle la estructura.

Existe la práctica general de alterar la estructura del suelo para reducir la permeabilidad, por ejemplo, en la agricultura de regadío mediante la pudelación de los campos de arroz, y en la ingeniería civil mediante la compactación * por medios mecánicos de las presas de tierra. Se pueden aplicar prácticas similares en los estanques piscícolas con miras a reducir la filtración de

agua.

9.3 Clases de permeabilidad del suelo

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), milimetros 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).

 

Ejemplo

Para fines agrícolas y de conservación, las clases de permeabilidad del suelo se basan en las tasas de permeabilidad, y para la ingeniería civil, , se basan en el coeficiente de permeabilidad (véanse los Cuadros 15 y 16).

Para la piscicultura, existen dos formás de describir la permeabilidad del suelo:

Coeficiente de permeabilidad; Tasa de filtración.

Para la ubicación de los estanques y la construcción de diques, el coeficiente de permeabilidad, casi siempre, se utiliza para determinar la aptitud de un horizonte de suelo específico:

Se pueden construir diques sin núcleo de arcilla impermeable en suelos cuyo coeficiente de permeabilidad sea inferior a K = 1 x 10-4 m/s;

Se pueden construir fondos de estanques en suelos con un coeficiente de permeabilidad inferior a K = 5 x 10-6 m/s.

Para la ordenación de estanques suele utiiizarse la tasa de filtración:

Para la piscicultura en estanques con fines comerciales se considera aceptable una tasa media de filtración de 1 a 2 cm/d, pero es preciso tornar medídas correctivas para reducir la permeabilidad del suelo cuando existen valores más altos, en partícular cuando alcanzan los 10 cm/d o más.

9.4 Medición de la permeabilidad del suelo en el laboratorio

Cuando usted (leva una muestra no alterada a un laboratorio de análisis para medir la permeabilidad, se toma una columna de suelo y se somete a condiciones determinadas, tales como saturación de agua y una carga de agua constante. El resultado lo recibirá en forma de tasa de permeabilidad (véase el Cuadro 15) o de coeficiente de permeabilidad (véase el Cuadro 16).

CUADRO 15 Clases de permeabilidad de los suelos para

la agricultura y su conservación

Clases de permeabilidad de los suelos

Índice de permeabilidad1

cm/hora cm/dia

Muy lenta Lentamenor de

0.13 menor de

3

Lenta 0.13 - 0.3 3 - 12

Moderadamente lenta

0.5 - 2.0 12 - 48

Moderada 2.0 - 6.3 48 - 151

Moderadamente rápida

6.3 - 12.7 151 - 305

rápida 12.7 - 25 305 - 600

Muy rápidamayor de

25 mayor de

600

1 Muestras saturadas bajo una carga hidrostática constante de 1,27 cm.

 

CUADRO 16 Clases de permeabilidad de los suelos para

obras de ingeniería civil

Clasesde permeabilidad

de los sue/os

Coeficiente de permeabilidad (K

en m/s)

Límite inferior

Límite superior

Permeable 2 x 10-7 2 x 10-1

Semipermeable 1 x 10-11 1 x 10-5

Impermeable 1 x 10-11 5 x 10-7

9.5 Medición de la permeabilidad del suelo en el campo

Para medir la permeabilidad del suelo en el campo, usted puede recurrir a una de las pruebas siguientes:

La evaluación visual de la tasa de permeabilidad del horizonte del suelo; Un ensayo de campo sencillo para estimar la permeabilidad del suelo; Un ensayo de campo más preciso para medir las tasas de permeabilidad.

Evaluación visual de la tasa de permeabilidad de los horizontes del suelo

La permeabilidad de los distintos horizontes del suelo se puede evaluar mediante el estudio visual de determinadas características del suelo, que, según han demostrado los edafólogos, guardan estrecha relación con las clases de permeabilidad. El factor más importante para evaluar la permeabilidad del suelo es la estructura, su tipo, grado y características de agregación, tales como la relación entre la longitud de los ejes horizontal y vertical de los agregados y la dirección y el grado del traslapo.

Si bien ni la textura del suelo ni las manchas de color constituyen por sí solas indicios confiables, estas propiedades del suelo también pueden ayudar a estimar la permeabilidad cuando se les considera conjuntamente con las características estructurales. Para evaluar visualmente la permeabilidad de los horizontes de suelo, haga lo siguiente:

Examine un perfíl de suelo no alterado en una calicata; Determine los horizontes de suelo presentes; Utilizando el Cuadro 17A, evalúe la clase de permeabilidad que corresponde a cada

horizonte y estudie cuidadosamente las características estructurales del suelo; Confirme sus resultados mediante las demás propiedades del suelo que figuran en el

Cuadro 17B; En el Cuadro 15 se puede encontrar la amplitud de variación de las tasas de

permeabilidad.

CUADRO 17A Indicadores visuales de permeabilidad: características estructurales del suelo

CUADRO 17 B Indicadores visuales de permeabilidad: textura, comportamiento físico y color del

suelo

Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo Excave un hoyo hasta la altura de la   En las primeras horas de la mañana

cintura; llénelo de agua hasta el borde;

     

Por la noche, parte del agua se habrá filtrado en el suelo;

 

 

Vuelva a llenar el hoyo de agua basta el borde y cúbralo con tablas o ramas frondosas;

 

     

Si a la mañana siguiente la mayor parte del agua permanece en el hoyo, la permeabilidad del suelo es apta para construir un estanque piscícola en ese lugar;

 

     

Repita este ensayo en diferentes lugares las veces que sea necesario de acuerdo con la calidad del suelo.

  

Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad Examine cuidadosamente los

dibujos que hizo al estudiar los perfiles del suelo;

Nota: para estimar la permeabilidad, también puede utilizar el método visual (véanse Cuadros 17A y17B).

  Basándose en la textura y la estructura, determine los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;

 

    

Marque con un lápiz de color en sus dibujos los horizontes del suelo que parezcan tener la permeabilidad más lenta;

Nota: el agua se filtra en el suelo tanto en sentido horizontal como vertical, pero usted sólo tiene que preocuparse por la filtración vertical, que es la que fundamentalmente tiene lugar en los estanques.

 

Excave un hoyo de aproximadamente 30 cm de diámetro hasta alcanzar el horizonte superior menos permeable;

  Recubra completamente las paredes del hoyo con arcilla pesada mojada o revístalas con una lámina de material plástico, si dispone de ella, para impermeabilizarlas;

     

Vierta agua en el hoyo hasta que ésta alcance unos 10 cm de profundidad.

 

Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendrá que reponerla a medida que desaparece. La filtración disminuirá cuando los poros del suelo se saturen de agua. Entonces podrá medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo;

 

     

Cerciórese de que el agua contenida en el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad como antes. Si no es así, añada agua hasta alcanzar esa profundidad;

  Introduzca en el agua una vara de medir y anote la profundidad exacta del agua en milímetros (mm);

     

Compruebe el nivel del agua en el hoyo cada hora, durante varias horas. Anote la tasa de filtración por hora. Si el agua se filtra con demasiada rapidez, añada agua hasta alcanzar nuovamente el nivel de 10 cm. Mida con sumo cuidado la profundidad del agua;

 

Cuando las mediciones por hora sean casi iguales, la tasa de permeabilidad es constante y puede dejar de medir;

Si hay grandes diferencias en la filtración por hora, continúe añadiendo agua en el hoyo para mantener la profundidad de 10 cm hasta que la tasa de filtración se mantenga casi igual;

Nota:un horizonte de suelo con una permeabilidad apta para el fondo de un estanque también debe tener un espesor de por lo menos 0,7 a 1 m, a no ser que existan horizontes inferiores con la permeabilidad y el espesor adecuados.

Compare ahora sus resultados con los valores siguientes:

 

Tasa de permeabilidad en

mm/hAptitud del horizonte para fondo de estanque

Inferior a 2 Infiltración aceptable: suelo apto

2-5 Infiltración rápida: el suelo es apto SOLO si la infiltración se debe a la estructura del suelo que desaparecerá cuando se llene el estanque

5-20 Infiltración excesiva: suelo no apto a menos que pueda reducirse la infiltración como se describe infra

Si la tasa de permeabilidad es superior a 5 mm/h, ello puede deberse a que la estructura del suelo se ha desarrollado fuertemente. En esos casos, trate de reducir la tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la manera siguiente:

Pudele el suelo del fondo del hoyo a la mayor profundidad posible;

  Repita el anterior ensayo de permeabilidad hasta que pueda medir un valor de filtración casi constante (véanse las dos páginas anteriores)..

Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h. puede considerar que este horizonte de suelo es apto para el fondo del estanque. Sin embargo, será preciso pudelar el fondo del estanque antes de llenarlo de agua;

Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello puede deberse a la presencia de un horizonte de suelo permeable debajo del horizonte en que ha realizado el ensayo. Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre capas de suelo que son semipermeables o incluso impermeables.

Compruébelo con el ensayo siguiente...

Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la capa superior menos permeable (A) hasta la próxima capa menos permeable (B);

Repita el ensayo de permeabilidad hasta obtener un valor de filtración casi constante

Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede considerar este horizonte de suelo apto para el fondo del estanque. No obstante, recuerde que una permeabilidad tan lenta debe encontrarse en una capa de no menos de 0,7 a 1 m de espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea limitada.

 

Nota: al construir el estanque, no es necesario que elimine una capa permeable poco profunda si existe una capa más profunda de suelo impermeable que sirva para contener el agua. Ahora bien, los diques del estanque deben construirse hasta la capa impermeable más profunda para formar una cuenca cerrada y evitar la filtración horizontal (véase la Sección 9.0).

9.6 Determinación de los coeficientes de permeabilidad

Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad del suelo, puede realizar el siguiente ensayo de campo que le dará un valor para el coeficiente de permeabilidad:

Utilizando una barrena de sondeo, perfore en el suelo un hoyo de aproximadamente 1 m de profundidad (A), en el lugar donde desea determinar el coeficiente de permeabiiidad;

  Llene el hoyo de agua hasta el borde (B/C);

Durante por lo menos 20 minutos (B/C), vuelva a llenar el hoyo hasta el borde cada cinco minutos para asegurarse de que el suelo está completamente saturado;

Añada agua basta el borde del hoyo y empiece a medir la velocidad a que baja la superficie del agua, utilizando un reloj para medir el tiempo y una regla graduada en centímetros para medir la dístancia (P) entre la superficie del agua y el borde del hoyo (D). Deje de medir cuando la velocidad sea casi constante;

Ejemplo La velocidad se hace constante

 

Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su diámetro (D). Exprese todas las mediciones en metros (m):

H = 1,15m y D=12cm o 0,12 m

Para cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de tiempo/distancia, calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizando la fórmula siguiente:

K= (D÷2) x In (h1÷ h2) / 2 (t2- t1)

Donde (D ÷ 2) es el radio del hoyo o la mitad de su diámetro en metros;In se refiere al logaritmo natural; h1 y h2 son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 al inicio y h2 al final del intervalo de tiempo;(t2 - t1 ) expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones consecutivas, en segundos.

Note: los valores de h se pueden calcular fácilmente como las diferencias entre la profundidad total del hoyo (H) y los valores de P sucesivos. Para obtener K en m/s cuide de expresar todas las mediciones en metros y segundos.

Ahora compare los valores de K (en m/s) con el Cuadro 16.

Ejemplo

Si (D ÷ 2) = 0.12 m ÷ 2 = 0.06 m y H = 1.15 m, los cálculos de los diferentes valores de K se hacen progresivamente de acuerdo con la fórmula (véase el Cuadro 18).

Nota:para obtener el logaritmo natural de (h1 ÷ h2), tendráque utilizar una tabla de logaritmos o una calculadora de bolsillo.Recuerde también que10 - 6 = 0.000001 y 6.8 x 10-6 = 0.000006.

Nota: recuerde que el exponente negativo de 10 refleja el lugar decimal que hay que darle al multiplicando:

K=2X 10-3 =0,002 m/sK = 5 X 10-7 = 0,0000005 m/s

Si desea comparar el valor de K (m/s) con las tasas de permeabilidad (cm/día) multiplique K por 8 640 000 or 864 x 104

K = 1 x 10-5 m/s = 86.4 cm/dia

CUADRO 18 Pasos sucesivos para el cálculo de los coeficientes de permeabilidad

sobre la base de mediciones de campo (para la perforación de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)

NOTA: la fórmula para calcular el coeficiente de permeabilidad es K = [(D ÷ 2) x In (h 1 ÷ h2)] / 2 (t2-t1)

or A ÷ B (véase la Sección 9.6).

Pag: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm