Mediciones experimentales en Hidrología Superficial ......6 Infiltrómetro de doble anillo...

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Mediciones experimentales en Hidrología Superficial - experiencias

en la U.T.N., Facultad Regional Córdoba

Juan F. WeberLaboratorio de Hidráulica, Departamento de Ingeniería Civil,

Facultad Regional Córdoba, Universidad Tecnológica Nacional - Maestro M. López esq. Cruz Roja Argentina. Ciudad Universitaria -

CP (X5016ZAA) - Córdoba – Argentina. e-mail: [email protected]

Primer Taller sobre Estudios Hidrológicos en Áreas Serranas de la Provincia de

Córdoba - EHAS2011

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Contenidos● Medición de la capacidad de infiltración

● Infiltrómetro de doble anillo● Simulador de lluvia

● Mejoras y modificaciones al simulador de lluvia● Datalogger● Batea de baja intensidad

● Aplicaciones● Intercepción vegetal● Impacto hidrológico de los incendios● Pavimentos porosos

Mediciones experimentales en Hidrología Superficial - experiencias en la U.T.N., Facultad Regional Córdoba

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Medición de la capacidad de infiltración● Infiltrómetro de doble anillo


4

Infiltrómetro de doble anillo● Sitios de Ensayo (2003-2004)


5

Infiltrómetro de doble anillo● Resultados Experimentales


Ensayo N°4 - Residencia Azelart

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

600.0

700.0

800.0

00:00 01:12 02:24 03:36 04:48

Tiempo (h)

f (m

m/h

)

Infiltrómetro 3

Infiltrómetro 4

Infiltrómetro 5

Ensayo N°5 - Laguna de Retención

0.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

00:00 00:28 00:57 01:26 01:55 02:24 02:52

Tiempo (h)

f (m

m/h

)

Infiltrómetro 3

Infiltrómetro 4

Infiltrómetro 5

Ensayo N°5 - Sol de Mayo y Tejerina

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

00:00 00:28 00:57 01:26 01:55 02:24 02:52 03:21

Tiempo (h)

f (m

m/h

)

Infiltrómetro 3

Infiltrómetro 4

Infiltrómetro 5

Weber, J. F., Martínez, N., Stuyck, E., Urbano, J., Azelart, D. (2005). Caracterización Experimental del Proceso de Infiltración en Suelos de la Ciudad de Córdoba. XX Congreso Nacional del Agua, CONAGUA2005, Mendoza, mayo de 2005.

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Infiltrómetro de doble anillo● Calibración de los parámetros del modelo de

Horton


Weber, J. F., Urbano, J. M., Stuyck, E. E., Azelart, D., Martínez, N. B. (2005). Caracterización de los parámetros del modelo de Infiltración de Horton en suelos de la ciudad de Córdoba. Cuadernos del Curiham, Vo 11, No. 1, 29-38. ISSN 1514-2906. UNR Editora, Rosario.

k = 0.0125 f0 + 3.5837R2 = 0.7654

0

2

4

6

8

10

0 100 200 300 400 500

f0 (mm/h)k

(1/h

)

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Infiltrómetro de doble anillo● Calibración de los parámetros del CN-SCS


Weber, J. F., Stuyck, E. E., Urbano, J. M. (2008). Estimación de los Parámetros del Modelo de Infiltración del SCS para suelos de la Ciudad de Córdoba, Argentina. Tecnología y Ciencia, Año 8 Nro 15. pp: 28-35. ISSN 1666-6917. Universidad Tecnológica Nacional, Buenos Aires, Argentina.

0,00

0,16

0,32

0,48

0,64

0,80

0,95

1,11

1,27

1,43

1,59

1,75

1,91

2,07

2,23

2,39

2,55

2,71

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

Tiempo (hs)

Cau

dal

(m

3/s

eg)

8

Simulador de lluvia● Estudio de los formadores de gotas (2005)


Paoli, Héctor I., Rojas, Juan A. (2006). Estudio Hidráulico, Teórico y Experimental, sobre Formadores de Gotas. JEI 2006.

1 10 1000

0,20,40,60,8

11,21,41,61,8

2F1F2F3

h (cm)i (

mm

/h)

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Simulador de lluvia● Diseño, construcción y puesta a punto (2006-

2008)


Weber, J. F., Paoli, H., Apestegui, L. (2009). Diseño, construcción y puesta a punto de un microsimulador de lluvia portátil para estudios hidrológicos. XXII Congreso Nacional del Agua- CONAGUA 2009 – Trelew.

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Simulador de lluvia● Calibración (2009)


Weber, J. F., Paoli, H. I., Apestegui, L. (2010). Desempeño de un microsimulador de lluvia portátil para estudios hidrológicos. Cuadernos del Curiham, Vol. 16 No. 1, pp. 59-71. ISSN 1514-2906. UNR Editora, Rosario.

-3,4 : -3

-3 : -2,6

-2,6 : -2,2

-2,2 : -1,8

-1,8 : -1,4

-1,4 : -1

-1 : -0,6

-0,6 : -0,2

-0,2 : 0,2

0,2 : 0,6

0,6 : 1

1 : 1,4

1,4 : 1,8

1,8 : 2,2

2,2 : 2,6

2,6 : 3

3 : 3,4

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

5010 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26

60

70

80

90

100

110

120

130

Carga sobre formadores (cm)

Inte

nsid

ad

(m

m/h

)

65 75 85 95 105 115 125 135 14565

75

85

95

105

115

125

135

145

i teórica (mm/h)

i exp

. (m

m/h

)

i=15,15 h0,63±3mm /h

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Simulador de lluvia● Mejoras introducidas (2009-2010)


● Malla rompegotas de 1 cm de paso

● Escurrimiento en cortinas: del orden de 3 mm/h

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Simulador de lluvia● Medición de la capacidad de infiltración (2010)


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Simulador de lluvia● Medición de la capacidad de infiltración (2010)


Weber, J. F., Apestegui, L., Baldazar, E. (2011) Medición de la capacidad de infiltración in situ de suelos de la ciudad de Córdoba mediante un microsimulador de lluvia portátil. XXIII Congreso Nacional del Agua - CONAGUA 2011, Resistencia.

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,600

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tasa de escurrimientoIntensidad media 69,20mm/h

Tiempo (h)

Tas

a d

e es

curr

imie

nto

(m

m/h

)

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60

-20

-10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Tasa de Infiltración

Tiempo (h)

Tas

a d

e In

filt

raci

ón

(m

m/h

)

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,600

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Infiltración acumulada

Tiempo (h)

Infi

ltra

ció

n (

mm

)

θ (%)34,2317,8314,79

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Mejoras y modificaciones al simulador de lluvia

● Datalogger


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● Datalogger


Weber, J. F., Apestegui, D. (2011). Desarrollo preliminar de un datalogger para un simulador de lluvia portátil para mediciones hidrológicas. II Simposio de Métodos Experimentales en Hidráulica – MEH II, Bahía Blanca.

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

lectura escala (mm c.a.)

pre

sió

n d

ata

log

ge

r (m

m c

.a.)

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● Batea de baja intensidad● Reducir intensidades● Reducir tamaño de gotas

● Características● Diametro= 0,3mm● Longitud=13mm● Conector Aguja=15mm


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Batea de baja intensidad


● Ensayo de formadores

Carga (mm)

Intensidad (mm.m2/h)

428 0,015869

478 0,015976

528 0,020566

578 0,022284

628 0,022671

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● Ensayo de formadores

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● Curva h-i teórica

20



● Construcción

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Aplicaciones● Medición de la intercepción vegetal en la flora

herbácea y arbustiva de las sierras de Córdoba


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Aplicaciones

● Medición de la intercepción vegetal


Papeles de Geografía, 33 (2001), 23-34

23

Aplicaciones● Impacto hidrológico de los incendios


Créd. Fernando Barri

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Aplicaciones● Pavimentos porosos


Ferguson, B. (2005). Porous Pavements. Taylor & Francis.

25

Pavimentos porosos● Desarrollo de mezclas (en conjunto con

GinTeMaC - UTNFRC)


26

Pavimentos porosos● Desarrollo de mezclas (en conjunto con

GinTeMaC - UTNFRC)


27

Proyectos de Investigación● “Estudio de la Infiltración en Suelos de Córdoba”, Año 2003-

2004. UTN, Fac. Reg. Córdoba. Resolución Nº 288/04.

● “Estudio de la Infiltración en Suelos de Córdoba – Fase II”, Años 2006-2008. UTN, Fac. Reg. Córdoba. Código 25/E111.

● “Caracterización experimental y modelación numérica de los procesos de infiltración, intercepción vegetal e impacto por incendios en cuencas de Córdoba”, Años 2009-2012. UTN, Fac. Reg. Córdoba. Código UTI984 – 25/E157.

● “Análisis experimental y caracterización de pavimentos porosos y su respuesta hidrológica”, años 2011-2013. Ministerio de Ciencia y Tecnología, gobierno de la provincia de Córdoba. Director: María J. Positieri – Codirector: Juan F. Weber. Resolución MinCyT Cba. Nº 113/2011.


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Agradecimientos● Enrique Stuyck

● Juan Marcos Urbano

● Daniel Azelart

● Ignacio Paoli

● Juan Rojas

● Laureana Apestegui

● Eliana Baldazar

● Matías Bupo

● Edwin Rondan

● Franco Cosiansi


● Emiliano Cobelas

● Diego Apestegui

● Gastón García Sosa

● Ramiro Castillo

● A la SeCyT-UTN

● A la Agencia Cordoba Ambiente

● Al GiNTeMaC

● Al MinCyT-Cba

● Al Lab. de Geotecnia -UTN

● ….

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Muchas gracias!

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