INTRODUCCION
En este trabajo presento lo que es la
infiltración un proceso por el cual el agua pasa de la superficie al
perfil del suelo, representando la facilidad
de circulación del
agua en el suelo.
Parte fundamental del
ciclo hidrológico de bastante importancia a la hora de su estudio
esperando que el siguiente trabajo reúna las expectativas y me pueda dar
mayor conocimiento de lo que es el suelo y la manera en como el agua se infiltra a través de
este.
INFILTRACION
La infiltración es el movimiento del
agua de la superficie hacia el interior del
suelo. La infiltración es un proceso de gran
importancia económica. Del agua infiltrada
se proveen casi todas las plantas terrestres y muchos animales; alimenta al
agua subterranea y a la vez a la mayoría de las corrientes en el período
de estiaje; reduce las inundaciones y la erosión del suelo .En el proceso de
infiltración se puede distinguir tres fases
Intercambio
. Se presenta en la parte superior del suelo, donde el agua puede
retornar ala atmósfera por medio de la evaporación debido al
movimiento capilar o por medio dela transpiración de las plantas.
Transmisión
Ocurre cuando la acción de la gravedad supera a la de la
capilaridad y obliga al agua a deslizarse verticalmente hasta encontrar
una capa impermeable.
Circulación.
Sepresenta cuando el agua se acumula en el subsuelo debido a la presencia
de una capa impermeable y empieza a circular por la acción de
la gravedad
obedeciendo las leyes del escurrimiento
subterraneo.
El movimiento cíclico del agua en
el suelo comienza con su entrada en el perfil a través del
proceso de infiltración, continúa con su almacenamiento temporal
en la zona de enraizamiento y termina con su
remoción del
suelo por el drenaje, la evaporación o la
absorción por las plantas. Este ciclo consiste en un número apreciable de procesos diferentes,
que pueden ocurrir en forma simultanea e interdependiente. La
infiltración o entrada de agua en el suelo ocurre generalmente en la
superficie del
suelo y tiene dirección vertical hacia
abajo. El agua puede entrar a través de toda la superficie, en
forma uniforme, como cuando el suelo esta inundado o cuando llueva, y
también puede penetrar a través de surcos o acequias e incluso
puede moverse hacia arriba en el perfil del
suelo, desde una fuente inferior, como en el caso de una napa freatica
alta.
El proceso de infiltración de agua en el suelo ha sido intensamente
estudiado debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, la
conservación del
recurso suelo y otras actividades técnicas. La velocidad de
infiltración determina la cantidad de agua de escurrimiento superficial
y con ello el peligro de erosión hídrica.
En casitodos los métodos de riego la velocidad de entrada de agua al
suelo determina los tiempos de riego y los diseños de los sistemas en
cuanto al tamaño de las unidades superficiales y
los caudales a utilizar. Ademas el proceso de infiltración
es de gran importancia practica dado que su velocidad determina
generalmente la cantidad de agua de escurrimiento, pudiendo detectarse
así el peligro de erosión durante
inundaciones o lluvias muy intensas. En los casos en que la velocidad de
infiltración es limitante puede ser afectado todo el sistema de
economía de agua de la zona de enraizamiento; para un manejo eficiente
del suelo y del agua se requiere un conocimiento detallado del proceso de
infiltración, debido a que éste se correlaciona con las
propiedades del suelo y con el aporte de agua al sistema.
Factores que afectan la infiltración
El agua, para infiltrarse, debe penetrar a través de la superficie del
terreno y circular a través de éste. Hay dos grupos de factores
que influyen en el proceso
a) Factores que definen las características del terreno o medio
permeable
b) Factores que definen las características del fluido (agua) que se
infiltra
Aparatos para medir la infiltración
Para medir la infiltración de un suelo se usan los infiltró
metros, que sirven para determinar la capacidad de infiltración en
pequeñas areas cerradas, aplicando artificialmente agua al suelo.
Los infiltró metros seusan con frecuencia en pequeñas
cuencas o en areas pequeñas o experimentales dentro de cuencas
grandes. Cuando en el area se presenta gran variación en el suelo
y vegetación, ésta se subdivide
en subterraneas relativamente uniformes, de las cuales
haciendo una serie de pruebas se puede obtener información aceptable.
Siendo la infiltración un proceso complejo, es
posible inferir con los infiltró metros la capacidad de
infiltración de cualquier cuenca
en forma cualitativa, pero no cuantitativa. La aplicación mas
favorable de este equipo se obtiene en zonas
experimentales, donde se puede evaluar la infiltración para diferentes
tipos de suelo y contenido de humedad.
Los infiltró metros se pueden dividir en dos grupos: de carga
constante y simuladores de lluvia.
Infiltró metros de carga constante. Permiten
conocer la cantidad de agua que penetra en el suelo en un
area cerrada a partir del
agua que debe agregarse a dicha area para mantener un tirante constante,
que generalmente es de medio centímetro.
Los infiltró metros de carga constante mas comunes
consisten en dos aros concéntricos, o bien en un solo tubo; en el primer
tipo, se usan dos aros concéntricos de 23 y 92 cm de
diametro respectivamente, los cuales se hincan en el suelo varios
centímetros.
El agua se introduce en ambos compartimentos, los cuales deben conservar el
mismo tirante. El objeto del aro exterior es evitar que el aguadentro del aro
interior se expanda en una zona de penetración mayor que el area
correspondiente; la capacidad de infiltración del suelo se determina a
partir de la cantidad de agua que hay que agregar al aro interior para mantener
su tirante constante.
El segundo tipo consiste en un tubo que se introduce
en el suelo hasta una profundidad igual a la que penetra el agua durante la
medición lo que evita que el agua se expanda, en este caso se mide el
agua que se le agrega para mantener el nivel constante.
Aunque estos aparatos proporcionan un método
simple y directo para determinar la cantidad de agua que absorbe el suelo con
estas condiciones, sólo se considera la influencia del
uso del
suelo, vegetación y algunas variables físicas. Esta forma de
medir la infiltración puede cambiar con respecto a la real porque no
toma en cuenta el efecto que producen las gotas de lluvia sobre el suelo, como
son la compactación y el lavado de finos. Por otra parte, tampoco considera
el efecto del aire entrampado, el cual se escapa lateralmente; ademas,
es imposible hincar los aros o el tubo sin alterar las condiciones del suelo
cerca de su frontera, pudiendo ser afectado un porcentaje apreciable del
area de prueba ya que ésta es muy pequeña.
Simuladores de lluvia. Con el objeto de
evitar en lo posible las fallas de los infiltró
metros de carga constante, se usan
los infiltró metros que simulan la lluvia, aplicando elagua en
forma constante al suelo mediante regaderas.
El area que estos simuladores cubre varía
generalmente entre 0.1 y 40 m2. En estos aparatos la capacidad de
infiltración se deduce midiendo el escurrimiento superficial resultante
de una lluvia uniforme. Existen diversos tipos de infiltró
metros de esta clase, dependiendo del
sistema generador de lluvia y la forma de recoger el escurrimiento superficial del area en
estudio.
medición de la infiltración
Para medir la velocidad de
infiltración se utilizan varios métodos; se trata siempre de usar
alguno aproximado al método de riego que se ha de emplear en la zona o
cultivo que se esta trabajando. El grado de confianza de estas
mediciones con respecto a la velocidad de infiltración real se relaciona
con la superficie que se pretende representar y la variabilidad del
perfil, dado que la heterogeneidad de los suelos, incluso dentro de un
area comparativamente pequeña, origina un rango de resultados en
las mediciones experimentales. La variabilidad de los resultados de campo,
resultante de la heterogeneidad del suelo y de las condiciones
iniciales de contenido de agua y gradiente, hace que estos resultados sean
sólo aplicables para superficies pequeñas y para esas condiciones
iniciales. Por esta razón se ha intentado utilizar parametros
físicos del
suelo y enfocar el problema a través del uso de modelos matematicos
(empíricos, semianalíticos yanalíticos) que representan de
algún modo un proceso físico de la infiltración. Los
enfoques empíricos desarrollados son en general sencillos y se adaptan a
condiciones comunes de suelo, pero no proporcionan
ninguna interpretación física del
fenómeno. Los enfoques semianalíticos y analíticos, en
cambio, permiten describir e interpretar cuantitativamente las pruebas
experimentales de infiltración con limitaciones
en algunos enfoques, en las
suposiciones de homogeneidad e isotropismo del perfil, o en lo elaborado de las
resoluciones numéricas. Estas últimas permiten interpolar o pronosticar resultados respecto a
otras situaciones diferentes a las experimentales.
Se han presentado modelos físico-matematicos para simular
el proceso de infiltración de agua en el suelo con el objetivo de
diseñar sistemas de riego; se compararon satisfactoriamente resultados
experimentales de campo, modelos matematicos empíricos, semianalíticos
y analíticos del proceso y su modelo de simulación,
determinandose que los enfoques semianalíticos y de
simulación son los medios mas adecuados para describir este
proceso y usar los resultados obtenidos en el diseño de sistemas de
riego.
Existe un sinnúmero de métodos que se
utilizan para medir la infiltración en el campo; la decisión del método a usar depende de las condiciones
físicas del
suelo y de la disponibilidad de equipo, materiales y servicios adecuados; por
tal causano existe un procedimiento estandar, aplicable en todos los
casos. Todos los métodos para medir la infiltración en
condiciones de campo se basan en la
inundación y estancamiento de agua en la superficie,
aplicación de agua por aspersión, y medidas de entrada y salida
de agua por surcos y zanjas.
Cilindros infiltró metros
Musgrave ideó en 1935 los cilindros infiltró metros,
probablemente los instrumentos mas usados en el estudio de la velocidad
de infiltración de los suelos. En los primeros estudios sólo
fueron empleados cilindros simples; los resultados obtenidos presentaron una
gran variabilidad, posiblemente debido al movimiento lateral de agua no
controlado. Con posterioridad se empleó cilindros dobles o
multicilindros, con el objeto de minimizar el flujo lateral por medio de un area tampón alrededor del cilindro central. El movimiento de agua
desde un cilindro infiltrómetro se produce en
dirección descendente, a causa de la aplicación de una
lamina de agua medida en el cilindro a diferentes tiempos. Los
resultados que se obtienen indican a menudo una considerable variación
en los valores de infiltración, en
areas aparentemente uniformes.
La limitación mas seria para el uso
de cilindros es su ubicación en el suelo, que produce un cierto grado de
alteración de las condiciones naturales (destrucción de la
estructura o compactación); ello provoca a su vez gran variación
en las velocidades deinfiltración. El problema del aire atrapado en el interior de la columna del suelo es otra de las limitaciones, dado que el aire
que originalmente ocupa el espacio poroso del suelo no puede ser liberado desde
éste bajo condiciones de flujo saturado, creando un impedimento para el
movimiento vertical de agua. Los cilindros infiltrómetros han sido ampliamente usados para obtener valores de infiltración
que permitan el diseño de sistemas y métodos de riego por
inundación. Sin embargo estas determinaciones no pueden correlacionarse
con velocidades de infiltración que se adapten a
otros sistemas de riego.
Surcos infiltró-metros
El método de surcos infiltró
metros también se denomina de entrada y salida de agua. Este
método, descrito por Shockley, determina la
velocidad de infiltración mediante el aforo de agua a la entrada y
salida de un surco. La diferencia entre la cantidad de agua que entra y la que
sale puede considerarse representativa de la infiltración. En este caso
sólo una parte del suelo se encuentra
en contacto con el agua; la infiltración
total del terreno regado dependera
tanto de la infiltración vertical como
de la infiltración lateral entre surcos consecutivos. El flujo de agua
en el surco, en suelos de textura limosa o arenosa, puede tener algún
efecto de sellamiento sobre la superficie del suelo causando
con el tiempo una relativa disminución en la velocidad de
infiltración. Este método sóloproporciona valores
promedios de un rango de infiltración ; se
adapta únicamente a las condiciones de infiltración que existen
en un surco durante el riego, y no permite usar los valores obtenidos para
cualquier otro método de riego.
Método de represa o peseta
Este método consiste en represar agua sobre un
area determinada mediante bordes o pretiles construidos alrededor de
ella. Mediante un medidor de flotador o una regla se
mide el agua infiltrada a medida que su nivel baja. El grado con que baja el
nivel de agua en una parcela grande es probablemente la mayor indicación
de la velocidad de infiltración.
Se ha señalado que las pesetas
pequeñas tienen generalmente una limitación similar a la de los
cilindros infiltró metros; el factor de aire atrapado puede originar un movimiento vertical retardado. Las
pesetas grandes, en cambio, no son practicas debido a las grandes
cantidades de agua necesarias para las mediciones y el nivel topografico
requerido en el area experimental.
Bibliografía
https://cmackay.orgfree.com/riego/html/infiltr.htm
https://geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/INFIL.htm
CONCLUSION
En el trabajo anterior he podido apreciar la gran importancia de lo que es la
infiltración del
agua en el suelo, su gran importancia económica debido al importante uso
que los humanos hacemos del
suelo gracias a la infiltración, y su diversas formas de estudio,