infiltracion en el suelo

INFILTRACIÓN

La infiltración se refiere a la entrada del agua en el suelo. La cantidad de agua que se infiltra en el suelo por unidad de tiempo, bajo condiciones de campo, disminuye conforme aumenta la cantidad de agua entrada al suelo. El dato de velocidad de infiltración a través del tiempo, es de gran importancia para los estudios de aprovechamiento de agua de lluvia y de riego.

Lavelocidad de infiltración es la relación entre la lámina que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, expresada generalmente en cm/hr o cm/min (de la peña, 1977). La velocidad de infiltración depende de muchos factores, entre ellos los siguientes: lámina de riego o de lluvia; temperatura del agua y del suelo; estructura y compactación; textura; contenido de humedad del suelo; estratificación yactividades microbianas.

Las determinaciones de infiltración pueden efectuarse en el laboratorio, sobre muestras alteradas y/o inalteradas o siguiendo alguno de los métodos de campo. A continuación se describe el cálculo de la velocidad de infiltración a través del método de campo llamado de entradas y salidas.

Este método se utiliza en riego por surcos en los cuales el agua se infiltragradualmente a lo largo del recorrido. Para medir la velocidad de infiltración en campo procedemos de la siguiente forma: seleccionamos un tramo; al final de este se coloca una estructura aforadora pequeña; se aplica un gasto constante al surco con sifones debidamente calibrados, luego se calcula la velocidad de infiltración partiendo de que se tiene un gasto de entrada constante (q1) y un gasto desalida variable (q2), la diferencia entre estos gastos es el caudal de agua que permanece dentro del tramo de surco, si se considera el tiempo transcurrido y el área de dicho tramo es posible obtener la velocidad de infiltración.



Ecuación de Kostiakov-Lewis

Se tienen varios modelos empíricos para el cálculo de la velocidad de infiltración, en este caso usaremos el de Kostiakov-Lewis. Estosinvestigadores desarrollaron la siguiente ecuación para conocer la velocidad de infiltración en un punto:

I = Ktn

Donde:
I = velocidad de infiltración en cm/hora.
K = parámetro que representa la velocidad de infiltración durante el intervalo Inicial.
t = tiempo en minutos
n = parámetro que indica la forma en que la velocidad de infiltración se reduce con el tiempo.

Laecuación es sencilla y fácil de aplicar. Si esta ecuación se expresa logarítmicamente, con el objeto de linealizarla, queda como sigue:

Log I = Log K + n Log t

Esta ecuación tiene la misma forma que el modelo de regresión lineal simple:

yi = β0 + β1 xi

Así la estimación de los parámetros K y n puede efectuarse mediante el método de mínimos cuadrados. Para esto se requierecalcular la infiltración y el tiempo promedio para cada uno de los datos experimentales, teniendo como base la ecuación linealizada:

Log Ie = Log K + n Log tp

Donde: Ie = infiltración experimental; tp = tiempo promedio acumulado.


Cálculo de la infiltración experimental (Ie) en cm por hora

Partiendo de la definición de infiltración, tenemos:

I = L/t L = lámina de agua en cm; t =tiempo en horas (h)
L = Vi/As Vi = volumen infiltrado en cm3 ; As = área del surco en
cm2
Vi = (q1 - q2) * t t = tiempo en horas; q1 = gasto de entrada y q2 = gasto de
salida en cm3
As = a * b a = ancho de surco y b = largo de surco en cm

Conjuntando las fórmulas y simplificando

Ie = L / t
Ie = (Vi / As) / t
Ie = Vi / (As * t)
Ie = [(q1 - q2) * t] / (a * b * t)Ie = (q1 - q2) / (a * b)

Si las unidades de esta última fórmula fueran para gasto de entrada (q1) y gasto de salida (q2) litros por segundo (l/s); ancho de surco (a) y largo de surco (b) metros (m), se usa el siguiente factor de conversión:

Unidades de la última fórmula = l / (s * m2)
Factor = l / (s * m2)*(1000 cm3 / 1 l )*(3600 s / 1 h)*(1 m2 / 10000 cm2)
Factor = 360 cm/h...