UNIVERSIDAD NACIONAL DE LOJAÁREA AGROPECURIA Y DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES CARRERA DE INGENIERÍA AGRÍCOLA MÓDULO VII “AGUAS SUBTERRÁNEAS Y DRENAJE AGRÍCOLA” Unidad: DRENAJE AGRÍCOLA PRACTICA DE LABORATORIO: “CALCULO DE LA CINDUCTIVIDAD HIDRÁULICA MÉTODO INVERSO DEL AUGER HOLE (PORCHET)” Docente: Ing. Lauro Conde Alumno: Max J. González Fuertes. Loja – Ecuador 12 m/día. entre otras con la finalidad de entender la racionalidad del comportamiento del agua. drenajes. puede también contribuir notablemente a elevar el grado de erosión al aumentar las aguas de escorrentía por una disminución de la capacidad de infiltración de los suelos. INTRODUCCIÓN La conductividad hidráulica es una característica de mucha importancia en estudios de riego. después de recorrida cierta distancia vertical en los suelos por el fenómeno de la “dispersión de las partículas coloidales” (Laurent. En conformidad con lo dicho anteriormente. el riego y el drenaje pueden dificultarse. Dentro de esta temática los estudiantes del VII Módulo de la Carrera de Ingeniería Agrícola del Área Agropecuaria y de Recursos Naturales Renovables. lo que a su vez reduce considerablemente el potencial agrícola de los suelos (Laurent. siempre se complican cuando se presentan en las capas superficiales o sub-superficiales. conservación y recuperación de suelos. obstáculos de carácter textural o estructural que impide la entrada del agua por infiltración o limita su movimiento. ya que cuando su valor decrece hasta 0. 1967). La conductividad hidráulica. física de suelos. procedimos a realizar la práctica de Laboratorio denominada: “Cálculo de la Conductividad Hidráulica por el Método Inverso del Auger Hole” siguientes objetivos: Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola planteándonos los .Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 2 2010 1. Los problemas de riegos o drenajes. además de influir sobre la distribución de las aguas en el perfil del suelo y la facilidad de drenar los terrenos encharcados. 1967). nos internamos en el estudio de ciencias como la mecánica de suelos. a la evapotranspiración. escorrentía superficial e infiltración. el suelo puede recompactarse y disminuir la macro porosidad. y menor densidad aparente) en la capa sometida a laboreo que en la mayoría de los sistemas conservacionistas. (Reichardt. Las investigaciones que han tratado este tema han diferenciado entre los efectos de los fragmentos de roca situados en la superficie o en el interior del suelo. Aunque algunas veces los resultados son contradictorios. REVISIÓN DE LITERATURA La conductividad hidráulica es una medida de la resistencia al flujo ofrecida por los poros del suelo. La textura por sí sola no es un factor determinante aunque generalmente los suelos de textura gruesa se asocian con una conductividad hidráulica alta. Lindstrom y Onstad. fracturados o agregados y menor en suelos densos y compactados. Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . por impacto de las gotas de lluvia.Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 3 ✔ Determinar la conductividad hidráulica de un suelo que tiene tendencias a inundarse frecuentemente. Otras características físicas como la textura. La conductividad hidráulica es afectada por la textura y estructura del suelo. Los fragmentos gruesos situados bajo la superficie del suelo influyen en la proporción de infiltración y en la producción de escorrentía (Poesen and Lavee. 1. Varias investigaciones se han realizado en relación a los efectos de la labranza sobre la conductividad hidráulica. recarga y conservación del suelo. Los primeros 3 afectan a la intercepción de la lluvia. Sin embargo. drenaje. 1984). La estructura es el factor primordial en la evaluación de la conductividad hidráulica aunque no sea el único. 1985) siendo mayor en suelos altamente porosos. Con relación a la conductividad hidráulica del suelo se ha señalado (Saunders et al. 1982. influye considerablemente. la cuantía y dirección de la superposición de los agregados. 1978) que este es un parámetro esencial en la determinación cuantitativa del movimiento del agua en el suelo y. lo cual tiene una influencia muy fuerte sobre el comportamiento del agua del suelo (Adeoye. consecuentemente para solucionar problemas que envuelven irrigación. muchos investigadores coinciden que en aquellos sistemas donde se perturba el suelo se consiguen generalmente mejores propiedades físicas (mayor macroporosidad y conductividad hidráulica. 1994). el efecto de la labranza sobre dichos parámetros puede ser transitorio ya que. mientras que en zonas húmedas. Se ha sugerido que en áreas secas. facilidad de aplicación y bajo costo del equipo usado... Salgado (2001). 1992). Salgado (2001). Varios estudios han intentado aclarar estos resultados contradictorios (Wilcox et al. el impacto de las gotas de lluvia provoca una compactación e impermeabilización en la capa superficial del suelo. reporta el uso del permeámetro de cabeza variable el cual fue desarrollado para materiales de baja permeabilidad y presenta algunas ventajas sobre el permeámetro de cabeza constante para tales materiales. en este sentido actúan como un “esqueleto” que dificulta la compactación del suelo. 1994). sin protección de la vegetación. sobre investigaciones en parámetros afirma que la sección el permeámetro que contiene el suelo debe ser cilíndrica y constante para prevenir restricciones de flujo. A la vez presenta varias desventajas que lo hacen inaplicable en suelos en la mayoría de los suelos laborables: la gran cantidad de equipo necesario cuando se trabajan varias muestras simultáneamente. la estabilidad de los agregados en algunos suelos y el número y tamaño de los poros visibles o la dirección de la fractura más fácil en otros. el flujo es lento y de medida exacta. disminuyendo la infiltración. parecen correlacionarse con la permeabilidad. efecto del aire contenido en el suelo al calcular la permeabilidad. Estas ventajas son: Fácil control de la cabeza. esto no sucedería. posibles alteraciones en el suelo al llenar periódicamente el recipiente. Sin embargo otros autores encuentran una relación negativa entre el contenido de fracción gruesa en superficie y la conductividad hidráulica (Wilcox et al. 1988). Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . Por lo tanto. Entre los métodos de laboratorio para la determinación de la conductividad hidráulica en condiciones de saturación se incluyen el permeámetro de carga constante y el permeámetro de carga decreciente (Libardi. El mismo autor anota las ventajas que presenta el uso del permeámetro de cabeza constante: El suelo no se altera durante el flujo de agua. la conductividad hidráulica no debe determinarse con base en una sola característica aislada sino teniendo en cuenta toda la serie de aquellos factores que conjuntamente la determinan. el recipiente de agua requiere un mínimo de atención. efectos de evaporación insignificantes en los resultados. 1988. y lo mas importante. con cubierta vegetal. Según Ravina y Magier (1984) los fragmentos gruesos situados en los primeros 20 cm del suelo contribuyen a mejorar las propiedades físicas aumentando la porosidad y la conductividad hidráulica.Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 4 También. Brakensiek y Rawls. 2001). Una vez determinada el área delimitamos una pequeña superficie de aproximadamente 30 cm x 30 cm. se prosigue con la limpieza de esta superficie donde se realizará la perforación.Materiales Los materiales que se utilizaron en la práctica son: ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ ✔ Barreno Dispositivo para medir el nivel freático Recipiente con agua Cinta métrica Pala Cronómetro 1. Este valor será diferente para cada condición de frontera si los suelos varían espacialmente (Youngs.1.Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 5 La medición de la conductividad hidráulica por cualquier método produce un valor equivalente para cada patrón particular de flujo producido en un suelo uniforme por las condiciones de frontera del método utilizado. debido a que el suelo está formado por algún estrato impermeable e impide la infiltración del agua a capas más profundas. 2. ✔ Toma de datos para medir la conductividad hidráulica Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola .1.Metodología Para efectuar la presente práctica se llevo a cabo la siguiente metodología: ✔ Selección del área y limpieza de la superficie Primeramente se determino un área que presentara características de frecuente inundación. MATERIALES Y MÉTODOS 2. El valor de la conductividad hidráulica está dado por la siguiente expresión: K=1. Esquema de la metodología para calcular la conductividad hidráulica del suelo En la práctica para obtener los valores de “ho” y “hn”. Luego llenamos el agujero con agua hasta una altura “h0” momento en que se pone en marcha el cronómetro “to”.15 rlogho+r2-loghn+r2tn-to Donde: K = Conductividad hidráulica (cm/s) transformar a (m/día) r = Radio del agujero (cm) ho = Nivel superior del agua (cm) hn = Nivel inferior del agua (cm) tn-to = Tiempo transcurrido (s) Fig. 1. aplicamos un artificio de mediación utilizando el dispositivo para medir los Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola .Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 6 Primeramente utilizamos el barreno para perforar un agujero de aproximadamente un metro de profundidad y un diámetro de acuerdo a la envergadura del barreno. cuando el nivel a descendido a “hn” se lee el tiempo “tn”. Cálculos ho = H .3 cm Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . 4. Resultados de la toma de datos H = 110 cm Ho = 36.2. la primera en el tiempo “to” y la segunda en el tiempo “tn”.Hn hn = 110 cm – 38.5 cm ho = 73.5 cm Hn = 38.Ho hn = H . RESULTADOS 4.Universidad Nacional de Loja Práctica de Laboratorio “Conductividad Hidráulica” 7 niveles freáticos.H n 1. una vez lleno el agujero de agua colocamos este dispositivo el cual tiene una escala graduada.Ho ho = 110 cm – 36.1.5 cm hn = H .7 cm tn .7 cm hn = 71.to = 20 min = 1200 s D = 10 cm entonces r = 5 cm. Entonces los valores de “ho” y “hn” se obtienen de la siguiente forma: ho = H . entonces podemos tomar dos lecturas. 05 m/día. CONCLUSIONES ✔ El valor de la conductividad hidráulica de este suelo es de 0.60 – 0. DISCUSIÓN La práctica del Auger Hole (Porchet) es válida para lugares donde no se encuentra la capa freática y se necesita conocer la conductividad hidráulica del suelo.80 m. la zona designada presenta problemas de inundación y encharcamiento frecuente por ello ha sido la más adecuada para nuestros fines.3cm+5cm21200 s K = 6.11 * 10-5 cm/s K = 0.15 x 5cm log73. también se la utiliza en lugares que se inundan con frecuencia.15 rlogho+r2-loghn+r2tn-to K=1. La práctica de conductividad hidráulica se realizó en los alrededores de la Estación Meteorológica “La Argelia”. . ✔ La presencia del estrato rocoso a una profundidad cercana a la superficie (0. ✔ De acuerdo al valor obtenido de conductividad hidráulica de 0.80 m). pero no por el ascenso de la capa freática sino por la presencia de estratos impermeables en el suelo.05 m/día 2. cualquiera de los dos perjudiciales a la hora del drenaje.5cm+5cm2-log71.K=1.05 m/día. lo cual causó mayores problemas al medir los valores de conductividad hidráulica. 3. es un indicativo de que este suelo puede ser arcilloso con grietas o también un franco arenoso muy fino (Anexo1). fue que el agujero no alcanzó una profundidad mayor a 0. es otro indicativo importante para que este suelo se inunde frecuentemente en vista de que impide la infiltración vertical del agua en el suelo y provoca que la infiltración horizontal sea más lenta de lo normal y causen encharcamiento. debido a la presencia de un estrato rocoso impermeable. el único problema que se presentó en la ejecución de la práctica. posiblemente esta es una de las razones para que esta zona frecuentemente se inunde. 1978. Chapter 4 in Soil and environmental analysis. USA. 2: 164-7. H. Ediciones universitarias de Valparaíso. Hydraulic conductivity of saturated soils. 2001. Solo. Fundação Cargill. K. Smith y C. Processos de transferência no sistema solo-planta-atmosfera. New York. E. Ci. 2001. El 4 de septiembre de 2005. 4ed. Chile. 1985. ANEXOS Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . Bras. BIBLIOGRAFÍA • POESEN. A. 1988. • SALGADO. Tomado de http://www. Catena. K. Mullins. Relación suelo agua planta. pág 40. L. J. Piracicaba. Rock fragments in top soils: significance and processes. • WILCOX. & LAVEE. • 1. 445p. E. LIBARDI. 1-28. P & REICHARDT. YOUNGS.euv. The quality of water for irrigation use. Bull.cl/archivos_pdf/libros_nuevos/suelo_agua. 1994. Edited by K. Inc.1. Marcel Dekker. REICHARDT. Tech. • • SAUNDERS. Condutividade hidráulica da Terra Roxa Estruturada em condições de campo. Campinas. E. USDA. 23(1-2). L.pdf. R. Nº 962. Fo Ac bien estructurado Fo Ao Muy Fino Ac con grietas Ao muy fina Fo Ac mal estructurado Ac compacta * K *(m/día) 10 – 50 1–5 1–3 0.2 < 0. Arena muy fina Fo.02 – 0.5 – 2 0. Selección del Lugar Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola .ANEXO 1: Tabla de intervalos de magnitud de la conductividad hidráulica TEXTURA Ao Gruesa con grava Fo-Ao.5 0.02 Para fines de drenaje ANEXO 2: Fig.5 – 2 0.2 – 0. 1. 4. Limpieza de la superficie Fig.Fig. Llenado del orificio con agua Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . Barrenación Fig. 3. 2. 6. Toma de datos Carrera de Ingeniería Agrícola – VII Módulo – Sistemas de Drenaje Drenaje Agrícola . Colocación del dispositivo de medición Fig. 5.Fig.