UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD …...ix CAPÍTULO PÁGINAS 2.4. Permeabilidad 12 2.4.1....

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE CIENCIAS AGRÍCOLAS CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA

DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LA METODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DE

YANAHURCO, NAPO.

TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO AGRÓNOMO

EDISON PATRICIO AMANCHA VERA

QUITO – ECUADOR

2015

ii

DEDICATORIA

Con amor a Dios quien es mi guía y mi luz, por mostrarme lo bello de su creación en cada una de sus obras, por acompañarme en todos los momentos de mi vida, por hacerme más valiente con su amor ante los obstáculos y llenar mi vida de fe y esperanza.

A mi querida madre Susana, por ser la mujer más valiente y luchadora que conozco, gracias por los cuidados que desde niño me diste, por todos tus consejos y tu apoyo incondicional en todo momento.

A mi padre Jorge, gracias por enseñarme el valor del trabajo y de los estudios, por ser un ejemplo de superación y constancia en la vida, por estar a mi lado dándome su apoyo y las oportunidades necesarias para salir adelante.

A mis hermanos Edgar, Diego y Pablo por su apoyo y ayuda en los momentos necesarios.

A la memoria de mi abuelito Modesto, que siempre estuvo conmigo desde muy pequeño apoyándome, aconsejándome y guiándome a mi abuelita Rosita que siempre me demostró un gran cariño y que hasta hoy está conmigo aconsejándome, a todas mis tías que siempre estaban pendientes, a todos mis primos en especial a Miryam por sus sabias palabras de aliento.

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AGRADECIMIENTOS

A la Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas, en especial a la carrera de Ingeniería Agronómica, por brindarme todo el conocimiento y la formación adquirida para lograr culminar mis estudios superiores.

Al Ing. Carlos Montufar por su confianza, apoyo y consejo oportuno durante la realización de esta tesis de grado.

A la Compañía Consultora AGROPRECISIÓN, por haberme abierto las puertas, y por brindarme todo su apoyo y colaboración para la realización de esta investigación.

De igual manera a quienes hicieron posible que yo pudiera culminar con éxito esta etapa de mi vida, brindándome su apoyo en este trabajo, muchas gracias José Luis por tus enseñanzas y por apoyarme anímicamente y sobre todo por haberme brindado el tiempo para poder terminar esta investigación, como no agradecer a María Jose y Mónica F. Gracias por todo

En especial a mi querida familia, por el apoyo, amor y confianza que me brindan día a día.

AUTORIZACIÓN DE LA AUTORÍA INTELECTUAL

Yo, EDISON PATRICIO AMANCHA VERA, en calidad de autor del trabajo de investigaciónde la tesis realizada sobre "DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOSBASADOS EN LA METODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DEYANAHURCO, ÑAPO." DETERMINING SOIL PERMEABILITY BASED ON THE MINI-DISKINFILTROMETER METHODOLOGY IN THE ÁREA OF YANAHURCO, PROVINCE OF ÑAPO.Por la presente autorizo a la UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR, hacer uso de todoslos contenidos que me pertenecen o de parte de los que contiene esta obra, con finesestrictamente académicos o de investigación.

Los derechos que como autor me corresponden, con excepción de la presenteautorización seguirán vigentes a mi favor, de conformidad con lo establecido en los

artículos 5, 6, 8, 19 y demás pertinentes de la ley de Propiedad Intelectual y su

Reglamento.

Tumbaco, 18 de Diciembre de 2015

AMANSHA^ERA EDISON PATRICIO

C.C. 171615095-6

Email: [email protected]

IV

CERTIFICACIÓN

En calidad de tutor del trabajo de graduación cuyo título es: "DETERMINACIÓN DE LAPERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LA METODOLOGÍA DEL INFILTROMETRODE MINI DISCO EN LA ZONA DE YANAHURCO, ÑAPO", presentado por el señor EDISONPATRICIO AMANCHA VERA, certifico haber revisado y corregido, por lo que apruebo elmismo.


os Montúfar, M. Se.


IngenieroCarlos Ortega, M.Sc.

DIRECTOR DE CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA.Presente.

Señor Director:

Luego de las revisiones técnicas realizadas por mi persona del trabajo de graduaciónDETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LAMETODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DE YANAHURCO,ÑAPO, llevado a cabo por parte del señor Edison Patricio Amancha Vera de la carrera deIngeniería Agronómica, ha concluido de manera exitosa consecuentemente el indicadoestudiante podrá continuar con los trámites de graduación correspondiente, de acuerdo a

lo que estipula las normativa y disposiciones legales.

Por la atención que se digne dar a la presente, reitero mi agradecimiento.

Atentamente,

ontúfar, M. Se.

TUTOR

VI

DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LAMETODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DE YANAHURCO,ÑAPO

APROBADO POR:

Ing. Agr. Carlos Montúfar, M. Se.TUTOR

Lie. Diego Salazar, M. Se.

PRESIDENTE DEL TRIBUNAL

Ing. Jaime Pazmiño, M. SePRIMER VOCAL DEL TRIBUNAL

Ing. Agr. Gabriel Segovia, M. Se.SEGUNDO VOCAL DEL TRIBUNAL

2015

viii

CONTENIDO

CAPÍTULO PÁGINAS

1. INTRODUCCIÓN 1

1.1 Objetivos 1

1.1.1

1.1.2

1.2

General

Específicos

Hipótesis

2

2

2

2. REVISIÓN DE LITERATURA 3

2.1. Infiltración de agua en los suelos 3

2.1.1. Velocidad de infiltración (Definición) 3

2.1.2. Clasificación e interpretación de la velocidad de infiltración del suelo 4

2.1.3. Factores que influyen en la infiltración de los suelos 5

2.2. Métodos de medición de Infiltración 6

2.2.1. Métodos directos 6

2.2.2. Métodos indirectos 7

2.3. Infiltrómetro de Mini Disco 7

2.3.1.

2.3.2.

2.3.3.

2.3.4.

2.3.5.

2.3.6.

Especificaciones

Procedimiento

Levantamiento de información

Calculo de infiltración

Ventajas

Desventajas

8

9

9

10

11

11

ix

CAPÍTULO PÁGINAS

2.4. Permeabilidad 12

2.4.1. Importancia de la permeabilidad del suelo 12

2.4.2. Factores que afectan a la permeabilidad del suelo 12

2.4.3. Variación de la permeabilidad según la textura del suelo 13

2.4.4. Métodos de medición de permeabilidad en los suelos 14

2.5. Conductividad Hidráulica 14

2.5.1. Métodos para determinar la conductividad hidráulica 14

3. MATERIALES Y MÉTODOS 16

3.1. Características generales de la zona de estudio 16

3.1.1. Ubicación 16

3.1.2. División Política Territorial 16

3.1.3. Límites 17

3.1.4. Tenencia de la Tierra 17

3.1.5. Características biofísicas del área de estudio 18

3.2. Materiales 19

3.2.1. Material de campo 19

3.2.2. Material de Oficina 19

3.2.3.

3.2.4.

3.3.

Material Cartográfico

Material informático

Metodología

19

19

20

x

CAPÍTULO PÁGINAS

3.3.1. Mapa de pendientes 21

3.3.2. Mapa de geomorfología 22

3.3.3. Mapa de suelos 24

3.3.4. Ubicación de puntos de muestreo 25

3.3.5. Levantamiento de la información en campo 27

3.4. Cálculo de la Velocidad de Infiltración 27

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 31

4.1. Velocidad de infiltración 31

5. CONCLUSIONES 34

6. RECOMENDACIONES 35

7. RESUMEN 36

8. SUMMARY 57

9. REFERENCIAS 40

10. ANEXOS 42

xi

ÍNDICE DE ANEXOS

ANEXO PÁG.

1. Mapa de Pendientes de la Hacienda Yanahurco. 42

2. Mapa de Suelos de la Hacienda Yanahurco. 43

3. Mapa de Geomorfología de la Hacienda Yanahurco. 44

4. Mapa de Clima de la Hacienda Yanahurco. 45

5. Mapa de Temperatura de la Hacienda Yanahurco. 46

6. Mapa de Precipitación de la Hacienda Yanahurco. 47

7. Mapa de Velocidad de Infiltración de la Hacienda Yanahurco. 48

8. Ficha de Campo. 49

9. Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 1, repetición 1. Yanahurco, Napo. 2015.

50


50


51


51


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52


53


53

17.

Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 3, repetición 3. Yanahurco, Napo. 2015.

54

xii

ANEXO PÁG.


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56


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xiii

ANEXO PÁG.


62


63


63


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66


67

Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 12, repetición 3. Yanahurco, Napo. 2015.

67


68


68


69


69


70

xiv

ANEXO PÁG.


70

51. Manual de usuario del infiltròmetro de mini disco. 71

52. Fotografías. 94

xv

ÍNDICE DE CUADROS

CUADRO PÁG.

1. Clasificación e interpretación de la velocidad de infiltración del suelo 5

2. Parámetros de Van Genuchten para 12 tipos de textura de suelos y valores A de 2,25 cm de radio de disco y valores de succión entre 0,5 a 6 cm

11

3. Variación de la permeabilidad según la textura del suelo. 13

4. Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo 13

5. Resumen de los métodos de medición de la Conductividad Hidráulica

Saturada

15

6. Coordenadas del área de estudio Hacienda Yanahurco 16

7. Clima de la Hacienda Yanahurco 18

8. Superficie y porcentaje de ocupación de los diferentes rangos de temperatura para el área de estudio de la hacienda Yanahurco

18

9. Clases, Rangos y Descripción de pendientes 21

10. Identificación de las diferentes geoformas presentes en la Hacienda Yanahurco

23

11. Identificación de las diferentes tipos de suelo de acuerdo al Orden, presentes en la Hacienda Yanahurco

24

12. Ubicación geográfica de los puntos de muestreo en coordenadas UTM 26

13 Clasificación de Permeabilidad 30

14 Categoría y velocidad de infiltración promedio en (mm/h), para los catorce sitios de muestreo. Yanahurco, Napo

31

15 Categorización de la información para las 14 pruebas de infiltración. Yanahurco, Napo

31

xvi

ÍNDICE DE FIGURAS

FIGURA PÁG.

1. Esquema de las diferentes zonas y flujos que aparecen en el terreno 4

2. Infiltrómetro Mini Disco 8

3. Partes del Infiltrómetro Mini Disco 8

4. Mapa del área de estudio 17

5. Diagrama de flujo de la metodología a aplicar en la generación de

cartografía de permeabilidad de la Hacienda Yanahurco

20

6. Mapa de pendientes presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo.

2015

22

7. Mapa de geoformas presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo.

2015

23

8. Mapa de geoformas presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo. 2015

25

9. Mapa de ubicación de los puntos de muestreo. Yanahurco, Napo. 2015 26

10. Ejemplo de hoja de registro para una medición y velocidad de infiltración, utilizando el infiltrómetro de minidisco

28

11. Infiltración Acumulada 28

12. Registro digital para calcular el valor Ks (velocidad de infiltración) para el infiltrómetro de minidisco

29

13 Parámetros que se involucran en el cálculo de conductividad hidráulica no saturada

29

14 Mapa de Velocidad de infiltración. Yanahurco, Napo. 2015 32

xvii

DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LA METODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DE YANAHURCO, NAPO

RESUMEN

La presente investigación se enfoca en determinar la permeabilidad de los suelos en la zona de Yanahurco, Provincia de Napo, empleando la metodología del infiltrómetro de mini disco. Para la identificación de los puntos de muestreo se analizó la información cartográfica generada por el Programa Nacional de Regionalización Agraria (PRONAREG-OMSTROM, 1982) correspondiente a pendientes, geomorfología y suelos de la zona de estudio, considerando las unidades edáficas que cumplieran con pendientes menores al 40%. Se identificó catorce puntos de muestreo, realizándose tres repeticiones por sitio, con un total de 42 pruebas de infiltración. Según la metodología propuesta por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) se clasificó e interpreto los resultados obtenidos, determinando tres velocidades de infiltración: muy lenta (< 1.5 mm/h), lenta (1.5 a 5 mm/h) y moderadamente lenta (5 a 20 mm/h), siendo esta ultima la que mayor superficie ocupo dentro del área de estudio.

Palabras claves: PERMEABILIDAD, VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN, INFILTRÒMETRO DE MINIDISCO

xviii

DETERMINING SOIL PERMEABILITY BASED ON THE MINI-DISK INFILTROMETER METHODOLOGY IN THE AREA OF YANAHURCO, PROVINCE OF NAPO.

ABSTRACT

This research focuses on determining soil permeability in the area of Yanahurco, province of Napo, by applying the mini-disk infiltrometer method. For the identification of the sampling points, this research analyzed the cartographic information generated by the National Agricultural Regionalization Program (PRONAREG-OMSTROM, 1982) regarding slopes, geomorphology and soils, considering the edaphic units that had slopes below 40%. This study identified fourteen sampling spots, with three repetitions per spot, coming to a total of 42 infiltration assays. The methodology proposed by the United States Department of Agriculture (USDA) helped classify and interpret the results obtained herein, determining three infiltration rates: very slow (<1.5 mm/h), slow (between 1.5 and 5 mm/h) and moderately slow (5 to 20 mm/h), the latter being the one that occupied the most surface within the area under study.

Keywords: PERMEABILITY, INFILTRATION RATE, MINI-DISK INFILTROMETER

I CERTIFY that the above and foregoing is a true and correct translation of the original document in Spanish. Silvia Donoso Acosta Certified Translator ID.: 0601890544








DETERMINING SOIL PERMEABILITY BASED ON THE MINI-DISK

METHODOLOGY IN THE ÁREA OF YANAHURCO, PROVINCE OF ÑAPO.INFILTROMETER

ABSTRACT

This research focuses on determining soil permeability in the área of Yanahurco, province of Ñapo, byapplying the mini-disk infiltrometer method. For the Identification of the sampling points, thisresearch analyzed the cartographic information generated by the National AgriculturalRegionaltzation Program (PRONAREG-OMSTROM, 1982) regarding slopes, geomorphology and soils,considering the edaphic units that had slopes betow 40%. This study identified fourteen samplingspots, with three repetitions per spot, coming to a total of 42 infiltration assays. The methodologyproposed by the United States Department of Agriculture (USDA) helped classify and interpret theresults obtained herein, determining three infiltration rates: very slow (<1.5 mm/h), slow (between1.5 and 5 mm/h) and moderateiy slow (5 to 20 mm/h), the latter being the one that occupied themost surface within the área under study.

Keywords: PERMEABILITY, INFILTRATION RATE, MINI-DISK INFILTROMETER

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1

1 INTRODUCCIÓN

La agricultura moderna se concibe en el marco de la sostenibilidad de los recursos naturales, por lo que busca la optimización de la explotación agrícola evitando la degradación del ambiente, principalmente en lo que se refiere a suelos y aguas. (Morgan, 1997; Valcárcel Armesto et al., 1999).

El estudio de la conductividad hidráulica que es un parámetro hidrofísico determinante a la hora de cuantificar los diferentes componentes del balance global del agua, ya que las variaciones en la conductividad hidráulica influye en el almacenamiento o contribución notable de inundación o elevar el grado de erosión al aumentar la escorrentía en los suelos. La determinación de la conductividad hidráulica in situ refleja mejor las condiciones de campo, y a la medida de esta a distintas profundidades en el suelo permite poner de manifiesto diferencias en la capacidad de transmisión de agua por parte de los distintos horizontes debido a la heterogeneidad del suelo (Polo, M.J. 2003).

El análisis de la infiltración de agua en el suelo es imprescindible, en este contexto, para el planteamiento racional de las actividades agropecuarias y, en particular, para el uso de modelos matemáticos de predicción de erosión y contaminación con objeto de diseñar escenarios de uso del suelo, compatibles con la conservación del medio ambiente. El estudio de esta propiedad física del suelo, y de su variabilidad espacial, es también fundamental para el estudio de las interacciones del sistema suelo-agua, (Vélez, M., 2002).

En este contexto la investigación se enfoca en determinar la permeabilidad de los suelos en la zona de Yanahurco, con el empleo del método del infiltrómetro de mini disco.

De acuerdo con lo expuesto, esta investigación tiene los siguientes objetivos:

1.1 Objetivos

1.1.1 General

Determinar la permeabilidad de los suelos, basados en la metodología del infiltrómetro de mini disco.

2

1.1.2 Específicos

1. Realizar la categorización de la pendiente que presentan los suelos en La Hacienda Yanahurco.

2. Calificar las diferentes unidades en rangos de velocidad de infiltración.

3. Mapear e identificar la velocidad de infiltración presente en la área de estudio

1.2 Hipótesis

Ho: La determinación de la permeabilidad del suelo por el método del infiltrómetro de minidisco es eficiente y abaliza los datos obtenidos en la zona de estudio

Ha: La determinación de la permeabilidad del suelo por el método del infiltròmetro de minidisco no es eficiente y no abaliza los datos obtenidos en la zona de estudio

3

2 REVISIÓN DE LITERATURA

2.1 Infiltración de agua en los suelos

Valverde (2007), define a la infiltración como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie del suelo y llega hasta sus capas inferiores. Muchos factores del suelo afectan el control de la infiltración, así como también gobiernan el movimiento del agua dentro del mismo y su distribución durante y después de la infiltración, entonces si se aplica agua a determinada superficie de suelo, a una velocidad que se incrementa en forma uniforme, tarde o temprano se llega a un punto en que la velocidad de aporte comienza a exceder la capacidad del suelo para absorber agua y, el exceso se acumula sobre la superficie, este exceso ocurre si las condiciones de pendiente lo permiten.

Por ello se admite, que tanto a escala de parcela como en una cuenca agrícola, las propiedades del suelo de las cuales depende el flujo de agua, transporte de partículas y elementos nutritivos, en particular la capacidad de infiltración y/o la conductividad hidráulica, presentan una gran variabilidad en el espacio y el tiempo. Esta heterogeneidad del suelo juega un papel fundamental en los procesos relacionados con el flujo de agua y el transporte de materiales (por ejemplo, erosión o contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, etc.) (Bosch y West, 1998).

Gurovich (1996), menciona que la capacidad de infiltración conocida también como “infiltrabilidad del suelo” es simplemente el flujo que el perfil del suelo puede absorber a través de su superficie, cuando es mantenido en contacto con el agua a presión atmosférica. Mientras la velocidad de aporte de agua a la superficie del suelo sea menor que la infiltrabilidad, el agua se infiltra tan rápidamente como es aportada, esto nos dice que la velocidad de aporte determina la velocidad de infiltración (o sea, el proceso es controlado por el flujo). Sin embargo existe también la posibilidad que la velocidad de aporte exceda la infiltrabilidad del suelo y en ese mismo momento ésta última es la que determina la velocidad real de infiltración; de ese modo el proceso es controlado por las características del perfil.

2.1.1 Velocidad de infiltración (Definición)

La velocidad de infiltración es la tasa a la que el agua entra en el suelo en cada instante, o cantidad de agua infiltrada por unidad de superficie y de tiempo. Disminuye muy rápidamente a lo largo de los primeros momentos del proceso, partiendo de unas condiciones de suelos seco y tiende a estabilizarse asintóticamente a lo largo del tiempo. La velocidad de infiltración básica o final corresponde a una fase relativamente estabilizada, donde se asemeja a Ks (Porta et al., 1999).

Según Guatibonza, A. (2009), la Infiltración está más relacionada con el movimiento del agua en la parte edáfica del suelo donde tiene lugar el desarrollo radicular de las plantas. La Percolación está más relacionada con el movimiento vertical del agua en la zona no saturada. En la (Figura 1), se muestra un esquema del suelo y los diferentes flujos existentes en él. En dicho gráfico se distingue la Infiltración, la Percolación, el Flujo Hipodérmico, el Flujo Subterráneo y la Recarga que le llega al medio saturado. También se ha incluido el Flujo Sub-superficial Epidérmico (Escorrentía

4

Superficial epidérmica), el cual corresponde al agua presente en la parte edáfica del suelo, en un momento dado puede aflorar, incorporándose a la Escorrentía superficial.

Figura 1. Esquema de las diferentes zonas y flujos que aparecen en el terreno.

Fuente: Guatibonza, A. (2009).

El mismo autor acota que la variabilidad, se produce al momento de la infiltración, la cuál puede ser atribuida a diferencias de textura, pendiente, clima, cobertura vegetal, materia orgánica y labores agrícolas.

2.1.2 Clasificación e interpretación de la velocidad de infiltración del suelo

A las diferentes pruebas de infiltración que se obtienen con el infiltrómetro de doble anillo o minidisco se realizan ajustes con los modelos de Kostiakov – Lewis o con el modelo de Zhen propuestos en los años 1932 y 1997 respectivamente.

Según la metodología propuesta por USDA y ajustada por Cisneros en el 2003, para la interpretación de la velocidad de infiltración, se clasifico e interpreto a la velocidad de infiltración de acuerdo al (Cuadro 1).

5

Cuadro 1. Clasificación e interpretación de la velocidad de infiltración del suelo.

CLASE DENOMINACIÓN RANGO (mm/h)

1 Muy Rápida > 250

2 Rápida 150 - 250

3 Moderadamente Rápida 65 - 150

4 Moderada 20 - 65

5 Moderadamente Lenta 5 - 20

6 Lenta 1,5 - 5

7 Muy Lenta < 1,5

Fuente: USDA (2006).

2.1.3 Factores que influyen en la infiltración de los suelos

Según FAO (2009), existen diversos factores que influyen tanto en el origen de la Infiltración como en la cantidad de agua infiltrada. Los factores que influyen en la Infiltración del suelo son los siguientes:

• La precipitación. Es un factor externo a las propiedades del terreno, la existencia de precipitación es la causa de que exista Infiltración siempre y cuando se supere un cierto umbral mínimo exigible.

• La temperatura. Si la temperatura del suelo es suficientemente baja para producir la congelación del agua recibida, la capa helada impide o dificulta la Infiltración.

• El contenido inicial de humedad en el suelo. Este punto tiene una gran influencia; por ejemplo, si un terreno está muy seco, a la acción de la gravedad, se une una fuerte tensión capilar con lo que aumenta la Infiltración. A medida que el terreno se humedece se hinchan las arcillas y coloides y se reduce el tamaño de los poros y la capacidad del suelo para infiltrar.

• Las condiciones de la superficie del terreno. La pendiente del terreno favorece el tránsito del agua caída en forma de Escorrentía Superficial; a mayor pendiente menor tiempo de tránsito superficial y menor permanencia de líquido en el terreno. Por otro lado la vegetación favorece la retención del agua, lo que aumenta el tiempo de permanencia de esta en el terreno y, en consecuencia, la Infiltración.

Además los distintos manejos que se le imponen al suelo modifican a estos factores y por ende las labranzas modifican la velocidad de entrada de agua al perfil de suelo.

2.2 Métodos de medición de Infiltración

Los métodos para medir la infiltración se dividen en métodos directos e indirectos.

6

2.2.1 Métodos directos. Según Cisneros (2003), estos métodos valoran la cantidad de agua infiltrada sobre una superficie de suelo, dentro de estos se tiene:

Lisímetros. Es un depósito enterrado, de paredes verticales, abierto en su parte superior y relleno del terreno que se quiere estudiar. La superficie del suelo está sometida a los agentes atmosféricos y recibe las precipitaciones naturales. El agua de drenaje es medida, al igual que la humedad y la temperatura del suelo a diferentes profundidades.

Simuladores de lluvia. Aplican agua en forma constante reproduciendo lo más fielmente el acontecer de la precipitación. Las gotas son del tamaño de las de la lluvia y tienen una energía de impacto similar, comparándose los efectos. Varían en tamaño, cantidad de agua necesaria y método de medición. El área de lluvia es variable entre 0,1 m2 y 40 m2. La diferencia entre precipitación y escorrentía representa la valoración del volumen infiltrado.

Infiltrómetros. Es un aparato sencillo, de uno o dos tubos de chapa de diámetro fijo. Se clava en el suelo a una profundidad variable, se le agrega una cierta cantidad de agua y se observa el tiempo que tarda en infiltrarse.

Tubos. Es un tubo de cilíndrico de 0,20 a 0,25 cm de diámetro y un alto de 0,60 m, que se hinca en el suelo, midiéndose el descenso del agua, con el principal inconveniente que el agua infiltrada por el círculo del fondo, en las zonas del suelo a los lados del aparato participan también en la infiltración; dando medidas superiores a la realidad.

Infiltrómetro de doble anillo. Son dos anillos concéntricos, usándose el interior, de 23 cm. de diámetro para determinar la velocidad de infiltración, mientras que el exterior de 35 cm se inunda a las mismas profundidades para disminuir los efectos de frontera en el anillo interior. Los anillos se insertan en el suelo a la profundidad mínima necesaria para evitar las fugas de los mismos. La medición es menor que la anterior y más concordante con la capacidad real del suelo. El método de Muntz trabaja con los mismos anillos pero cambia la forma de medir: junto al cilindro interior se entierra una punta, colocándose una determinada cantidad de agua por encima y repitiendo la medición en intervalos de tiempo y descenso del agua.

2.2.2 Métodos indirectos. Según Hénin (1992), se determina la capacidad de infiltración considerando una cuenca perfectamente controlada, con datos precisos de precipitación, evaporación y escorrentía, se puede determinar la infiltración. Aquí tenemos:

Ensayo de infiltración: Los ensayos de infiltración permiten conocer la variación de la capacidad de infiltración en función del tiempo, decreciente a medida que transcurre el mismo. Los ensayos más simples y difundidos son los que se desarrollan con los anillos concéntricos. Los datos obtenidos de campo se vuelcan en una planilla registrándose las distintas alturas de agua y los tiempos correspondientes. Los intervalos de tiempo dependen del suelo donde se hace la medición. Con los datos de altura y tiempo se obtienen los deltas de ambos. La capacidad de infiltración se obtiene del cociente entre cantidad de agua infiltrada y el intervalo de tiempo: f = Variación altura / Variación de tiempo.

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Ecuación de Horton: Consiste en una ecuación matemática para definir la curva de capacidad de infiltración: f = + ( - ) e- K * t Donde: : Capacidad de infiltración inicial ó máxima. : Capacidad de infiltración básica ó mínima. K: Constante de decaimiento. t: Tiempo desde el inicio del ensayo. Los valores de , y K están asociados a los suelos y la cubierta vegetal. Se determina en suelo completamente seco y en suelo totalmente saturado.

La presente investigación se enfocó dentro de los métodos directos, específicamente dentro de los métodos de Infiltrómetros, en este caso el infiltrómetro de mini disco.

2.3 Infiltrómetro de Mini Disco1

El infiltrómetro de mini disco (Figura 2), es un equipo portátil que permite medir la conductividad hidráulica en condiciones insaturadas.

Figura 2. Infiltrómetro Mini Disco.

Fuente: Decagon Devices Inc. (2012).

El infiltrómetro de minidisco es ideal para medidas de campo; debido a su tamaño compacto, además el agua necesaria para el funcionamiento se puede transportar fácilmente en una botella

1 DECAGON DEVICES. Infiltrometer Mini disc, User's Manual Version 10. 2365 NE Hopkins Court, Pullman, WA 99163.

2012

8

de agua personal. También práctico para laboratorio y uso en el aula, en la demostración de conceptos básicos de la conductividad hidráulica del suelo (Decagon, D, 2012).

El infiltrómetro de mini disco consta de las siguientes partes que se muestran a continuación.

Figura 3. Partes del Infiltrómetro Mini Disco.

Fuente: Decagon Devices Inc. (2012).

2.3.1 Especificaciones

El infiltrómetro de mini disco tiene un largo total: 32.7 cm. Diámetro del tubo: 3.1, Disco sintético de acero inoxidable 4.5 cm y 3 mm, Largo del tubo de regulación: 10.2 cm. Rango de succiones de -0.5 a –6.0 cm. Largo del reservorio de agua: 21.2 cm, Volumen de agua requerido: 135 ml. El equipo es de uso generalizado para evaluar la infiltración de los suelos en un amplio rango de texturas, con una metodología claramente establecida.

Separado en dos cámaras por una placa de goma, la cámara superior llamada “cámara de burbujas” controla la succión sobre la superficie de contacto entre el disco y el suelo, su función principal es crear una succión constante sobre la superficie de contacto entre el disco y el suelo. La cámara inferior esta graduada en centímetros y contiene el agua a aplicar en la prueba, posee un tubo mariotte que se comunica con la cámara superior.

2.3.2 Procedimiento

Para su utilización se llena de agua a ambas cámaras tapándose herméticamente con el disco y el tapón de goma, se coloca verticalmente sobre la superficie del suelo. Previamente se coloca un anillo de plástico de 2mm de grosor relleno de arena de 0.5 mm diámetro, a fin de lograr un buen contacto hidráulico entre el infiltrómetro y el suelo.

Una vez hecho esto el agua dentro del tubo fluye y se infiltra dentro del suelo a una tensión igual a la que produce el capilar dentro de la cámara de burbujas en un rango de -0.5 cm,- a -6.0 cm de

9

la columna de agua. En el caso de la tensión -0.5 cm la succión es menor, por tanto la fuerza vertical creada entre por la cohesión y la tensión superficial es menor, al ir disminuyendo las tensiones hasta -6.0 cm. la fuerza vertical incrementa.

Dado que los diferentes tipos de suelos tienen diferentes velocidades de infiltración, medir los cambios de volumen en función del tiempo puede ser difícil a menudo, sobretodo en suelos arenosos donde el agua infiltrará rápidamente.

Por lo tanto, se puede ajustar la velocidad de succión para adaptarse mejor a la medición de infiltración para el tipo de suelo que se está midiendo. Para la mayoría de los suelos, se ajustará una tasa de succión de 2 cm. Particularmente en suelos arenosos (texturas arenosas y areno-francosas), donde se obtienen altas tasas de infiltración, se ajustará a 6 cm, y cuando el suelo es más compacto (texturas arcillosas, arcillas pesadas y arcillo-limosas), donde la infiltración es mucho más lenta, se ajustará a una succión de 0,5 cm. El gasto volumétrico será de un mínimo de 20 ml de agua.

Finalmente antes de levantar las lecturas de infiltración en campo, es necesario calibrar al equipo teniendo en cuenta el manejo adecuado del mismo, su instalación, elección de la tasa de succión de acuerdo al tipo de suelo y finalmente su colocación de acuerdo como lo indica el manual de usuario del equipo (Anexo 51).

2.3.3 Levantamiento de información

Previo al levantamiento de las lecturas de infiltración asegurarse que el equipo se haya preparado como lo indica el manual de usuario y a continuación:

a) Apuntar el volumen de agua inicial en la ficha de campo (Anexo 8).

b) A tiempo cero, colocar el infiltrómetro en la superficie, comprobando que hay un buen contacto con la superficie del suelo

c) Apuntar el volumen a intervalos de tiempo regulares a medida que el agua infiltra. El intervalo de tiempo se elige tanto en base a la tasa de succión seleccionada como y al tipo de suelo.

2.3.4 Cálculo de infiltración2

Existen diferentes métodos para determinar la conductividad hidráulica del suelo no saturada pero se propone el método desarrollado por Zhang (1997) debido a su simplicidad.

2 DECAGON DEVICES. Infiltrometer Mini disc, User's Manual Version 10. 2012

10

Este método requiere la medición de la infiltración acumulada vs el tiempo que se pueden incluir en la siguiente ecuación.

√ (9)

(10)

( ) )

) (11)

( ) )

) (12)

Donde:

= Se obtiene de la curva de la acumulación de infiltración vs el tiempo (m/s).

= Esta relaciona con la absorción del suelo (m /s2).

K = Conductividad hidráulica no saturada del suelo.

A = Esta descrito en los valores de diferentes tipos de suelo de Genuchten y los radios de los discos.

n y a = Esta descrito en los valores de diferentes tipos de suelo de Genuchten.

= radio de los discos.

= = Succión del disco.

La infiltración de agua en este dispositivo se encuentra calculada para diferente succión desde 0,5 a 6 cm en un radio de 2,2 cm. Los parámetros de Genuchten para las 12 clases de suelo fueron calculados por Carsel y Parrish (1988) y se pueden observar en Cuadro 2.

11

Cuadro 2. Parámetros de Van Genuchten para 12 tipos de textura de suelos y valores A de 2,25 cm de radio de disco y valores de succión entre 0,5 a 6 cm.

Textura

r0=2,25 cm h0

α n -0,5 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7

A

Arenoso 0,145 2,68 2,84 2,40 1,73 1,24 0,89 0,64 0,46 0,33

Arenofrancoso 0,124 2,28 2,99 2,79 2,43 2,12 1,84 1,61 1,40 1,22

Franco arenoso 0,075 1,89 3,88 3,89 3,91 3,93 3,95 3,98 4,00 4,02

Franco 0,036 1,56 5,46 5,72 6,27 6,87 7,53 8,25 9,05 9,92

Limoso 0,016 1,37 7,92 8,18 8,71 9,29 9,90 10,55 11,24 11,98

Franco limoso 0,02 1,41 7,10 7,37 7,93 8,53 9,19 9,89 10,64 11,45

Franco arcillo-arenoso 0,059 1,48 3,21 3,52 4,24 5,11 6,15 7,41 8,92 10,75

Franco arcilloso 0,019 1,31 5,86 6,11 6,64 7,23 7,86 8,55 9,30 10,12

Franco arcillo-limoso 0,01 1,23 7,89 8,09 8,51 8,95 9,41 9,90 10,41 10,94

Arcillo-arenoso 0,027 1,23 3,34 3,57 4,09 4,68 5,36 6,14 7,04 8,06

Arcillo-limoso 0,005 1,09 6,08 6,17 6,36 6,56 6,76 6,97 7,18 7,40

Arcilloso 0,008 1,09 4,00 4,10 4,30 4,51 4,74 4,98 5,22 5,48

Fuente: Decagon Devices, Infiltrometer Mini disc, User's Manual Version 3

2.3.5 Ventajas

Según Zabala (2009), este sistema es ideal para la medición, por su modelo compacto, la cantidad de agua para su funcionamiento es mínima comparado con otros sistemas, es de uso práctico, no distorsiona la información recolectada ya que no altera el sitio especifico donde se realiza las mediciones, nos permite realizar un gran número de mediciones y en menor tiempo, dado que alcanza la tasa de infiltración estable en una forma más rápida , no necesitan calibrar la tensión, no necesitan mucha superficie que allanar ya que su diámetro es pequeño es ideal para cualquier tipo de terreno es especial donde existe pendientes, es mucho más rápido ya que sus mediciones se realizan cada 30 segundos.

2.3.6 Desventajas

El mismo autor acota que son casi inexistentes las desventajas que ofrece el infiltrómetro de mini disco, una de ellas suele ser que el excesivo uso o el mal trato del mismo puede ocasionar que la regleta graduada del equipo pierda nitidez y por ende, esto puede afectar a las medición de las lecturas de infiltración.

2.4 Permeabilidad

La permeabilidad se refiere a la propiedad que tiene todo medio poroso y en este caso el suelo, de dejar pasar fluidos y en particular agua, a través de él. Este valor se ha utilizado normalmente como un referente cualitativo. Por ejemplo, los suelos arenosos son más permeables que los suelos arcillosos. Otros autores lo han relacionado con la conductividad hidáulica saturada (Ksat).

12

Las diferentes concepciones de la permeabilidad tiene importantes diferencias que no son científicamente intercambiables (Schoeneberger, P.J. et al., 2012).

Según Cisneros R. (2003), la permeabilidad se ve afectada por presencia de capas endurecidas, cambios texturales, presencia de materia orgánica, actividad microbiológica, paso de arado, etc. La labranza continua y con un uso excesivo de maquinaria se reduce la permeabilidad, mientras que el uso de la labranza de conservación, con la utilización de técnicas de aprovechamiento de agua, incorporación de residuos vegetales, estiércoles y otras técnicas, la permeabilidad se ve incrementada y la retención de agua se ve mejorada, por consiguiente habrá un mayor uso racional del agua y de los recursos relacionados con la agricultura.

Para evitar confusiones en los términos de permeabilidad, y en coherencia con las pruebas realizadas se adopta siempre el termino Infiltración, y el valor medido es la Velocidad de Infiltración, expresado en mm/h (Schoeneberger, P.J. et al., 2012).

2.4.1 Importancia de la permeabilidad del suelo

Según FAO (2009), el suelo debe tener un equilibrio en su permeabilidad, no puede dejar de permear porque provocaría una inundación en la superficie del suelo, tampoco puede permearse el 100% del agua porque el suelo se quedaría sin agua suficiente para poder alimentar a toda la mesofauna y plantas que dependen del suelo para poder sobrevivir. La permeabilidad del suelo determina el tipo de vegetación y fauna que existe sobre él; que también a su vez depende del clima que exista en una región determinada. Ya que la permeabilidad es la propiedad que tiene el suelo de transmitir el agua y aire, es una de las cualidades más importantes que han de considerarse.

2.4.2 Factores que 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.(FAO, 2009)

2.4.3 Variación de la permeabilidad según la textura del suelo

Según la FAO (2009), la permeabilidad del suelo se relaciona con la textura y su 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.

ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_training/FAO_training/general/x6706s/x6706s02.htm#16a

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a) Variación de la permeabilidad según la textura del suelo.- Como se muestra en el (Cuadro 3), mientras más fina sea la textura del suelo, más lenta será la permeabilidad.

Cuadro 3. Variación de la permeabilidad según la textura del suelo.

Suelo Textura Permeabilidad Suelos

arcillosos Fina

De muy lenta a

muy rápida Suelos limosos

Moderadamente fina

Moderadamente gruesa

Suelos arenosos

Gruesa

Fuente: FAO (2009).

b) Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo.- La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidad según se observa en el (Cuadro 4).

Cuadro 4. Variación de la permeabilidad según la estructura del suelo.

Tipo de estructura Permeabilidad3

Laminar - Gran traslapo

De muy lenta

a muy rápida

- Ligero traslapo

En bloque

Prismática

Granular

Fuente: FAO. (2009).

2.4.4 Métodos de medición de permeabilidad en los suelos.

Según Álvarez, A. (2002), existen varios procedimientos para la determinación de la permeabilidad de los suelos, y se los puede dividir básicamente en dos grupos: los “directos”, ya que se basan en pruebas cuyo objetivo fundamental es la medición del coeficiente de permeabilidad, y otros “indirectos”, ya que proporcionan el valor del coeficiente de permeabilidad en forma secundaria, es decir, por medio de pruebas y técnicas diseñadas para otros fines. Los métodos son los siguientes:

3 Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. (2009).

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a) Directos:

Permeámetro de carga constante. Permeámetro de carga variable. Prueba directa en los suelos en el lugar.

b) Indirectos:

Cálculo a partir de la curva granulométrica. Cálculo a partir de la prueba de consolidación. Cálculo con la prueba horizontal de capilaridad.

2.5 Conductividad Hidráulica

Según González, J. (2004), es un parámetro importante para la modelación del movimiento de agua en suelos y representa la mayor o menor facilidad con que el medio deja pasar el agua a través de él, por unidad de área transversal a la dirección del flujo. La medida de la conductividad hidráulica a distintas profundidades en un suelo permite poner de manifiesto diferencias en la capacidad de transmisión de agua por parte de los distintos horizontes debido a la heterogeneidad del suelo.

Donado (2004), afirma que la conductividad hidráulica es una propiedad muy importante de los medios porosos, que indica la movilidad del agua dentro del suelo y depende del grado de saturación y la naturaleza del mismo. Las utilidades del conocimiento del valor de la conductividad hidráulica, son innumerables, de ahí la importancia de su estimación. El mismo autor acota que la medición y estimación de la conductividad hidráulica es tema de constante investigación, dada la gran incertidumbre que arrojan los diferentes métodos de cálculo y medida.

2.5.1 Métodos para determinar la conductividad hidráulica

Youngs, E. (2001), menciona que la conductividad hidráulica es una propiedad clave en la descripción de los procesos de infiltración y redistribución de agua en el suelo. Esta puede ser determinada en el laboratorio y en el campo. En el laboratorio la determinación de la conductividad hidráulica se realiza en muestras cilíndricas no disturbadas, mediante el uso de un permeámetro de carga constante o con un permeámetro de carga variable. Debido a las limitaciones para obtener muestras no disturbadas representativas, además del relativo pequeño tamaño de las mismas, así como la variabilidad de las mediciones, es preferible realizar mediciones de campo debido a que hay dos condiciones para realizar las mediciones: por debajo del nivel freático (condiciones saturadas), y condiciones no saturadas.

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Cuadro 5. Resumen de los métodos de medición de la Conductividad Hidráulica Saturada

CLASE DE MÉTODO MÉTODO EQUIPO COMENTARIO

1. Permeámetro de carga constante

ES Se usan pequeños núcleos y columnas de suelo

Método de laboratorio en Suelos Saturados

2. Permeámetro de carga variable

ES Se usan pequeños núcleos y columnas de suelo

3. Permeámetro oscilante AE

Se usan pequeños núcleos y columnas de suelo. Solo es necesario agregar una pequeña cantidad de agua

Método de laboratorio en Suelos

1. Método de Infiltración ES Se usan columnas largas de suelo uniforme

Parcialmente Saturados 2. Permeámetro de momento variable

AE Se usan columnas cortas de suelo uniforme

1. Hoyo con barrena ES Muestras de suelo de bajo nivel freático

2. Piezométrico ES Muestras de suelo en la vecindad de base abierta

Método de campo con nivel freático

3. Dos pozos ES Muestras de suelo entre las dos perforaciones

4. Bombeo de pozos EPP Usadas en muestras de acuíferos a profundidad

5. Drenaje de tierra ES Muestras de suelo entre las líneas de drenaje

1. Permeámetro de hoyo perforado

ES Muestras de suelo en la vecindad de la superficie húmeda

2. Inverso del hoyo con barrena

ES Muestras de suelo en la vecindad de la superficie húmeda

3. Permeámetro con estrada de aire

AE Muestras de suelo dentro del tubo aislado

4. Infiltròmetro de disco ES Muestras de suelo cercana a la superficie

Método de campo sin nivel freático

5. Goteo ES Muestras de suelo cercana a la superficie

6. Sorptividad AE

Muestras de pequeño volumen (También puede clasificarse como un método de laboratorio con suelos parcialmente saturados)

7. Infiltrómetro de presión AE

Usado en muestras de baja permeabilidad (También puede clasificarse como un método de campo con nivel freático)

8. Infiltrómetro de doble anillo

ES Muestras de suelo de bajo nivel freático

ES: Equipo simple, usualmente encontrados en laboratorios de suelos o fácilmente fabricable.

AE: Aparato especial, requiere taller para facilitar su ensamble.

EPP: Equipo de perforación de pozos

Fuente: Coello, B. (2010)

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3 MATERIALES Y MÉTODOS

3.1 Características generales de la zona de estudio

3.1.1 Ubicación

La presente investigación se desarrolló dentro de la Cuenca del Rio Napo, Subcuenca del Río Jatunyacu en las microcuencas de los ríos Valle, Pita, Guapat, Antizana, Largo y Quebrada de Tolda. El área de estudio se encuentra ubicada dentro del sistema de referencia UTM,(Cuadro 4), Zona 17S Datum: WGS-84.

Cuadro 6. Coordenadas del área de estudio Hacienda Yanahurco

PUNTO COORDENADA EN X COORDENADA EN Y

1 795 865,31 9 936 763,00

2 800 117,87 9 927 401,80

3 817 188,07 9 919 667,00

4 811 571,85 9 933 569,60

5 820 035,57 9 923 165,70

6 803 151,83 9 936 455,80

Fuente: Plan de manejo para declaración de Hacienda Yanahurco

Es un escenario natural que abarca una superficie total de 24900 ha, considerada la hacienda privada más grande la sierra y estribaciones orientales, con una altura que oscila entre los 2400 y 4200 msnm, dentro de un ramal interno de la cordillera oriental andina. Para la presente investigación tomando en cuenta la accesibilidad del terreno y considerando las pendientes mayores al 40% se redujo la superficie a 6342.23 ha.

3.1.2 División Política Territorial

Provincia: Napo, Pichincha

Cantón: Archidona, Mejía

Parroquia: Cotundo, Pintag

Localidad: Hacienda Yanahurco

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Figura 4. Mapa del área de estudio

3.1.3 Límites

Los límites se encuentran inscritos en el Registro de la Propiedad de Archidona 2012.

Norte: Hacienda Pullurima.

Sur: Río Valle Vicioso.

Este: Río Antisana (Reserva Ecológica Antisana).

Oeste: Río Valle

3.1.4 Tenencia de la Tierra

El área propuesta para ser delimitadas como bosques y vegetación protectores es la “HACIENDA YANAHURCO” de propiedad de la Compañía GANADERA GANADYAN S.A., representado por el Ing. Ramón Fernando Cobo Patiño. Conforme lo comprueban las Escrituras Públicas y el Certificado del Registrador de la Propiedad. Con las 24.900 ha totales de la hacienda (6342.23 ha consideradas para esta investigación), tiene 19 ríos y arroyos, además de la laguna natural de Jatuncocha.

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3.1.5 Características biofísicas del área de estudio

3.1.5.1 Clima

De acuerdo con el mapa bioclimático elaborado por el Programa Nacional de Regionalización Agraria (PRONAREG), en el área de estudio se presenta un clima Mesotérmico Húmedo, el cual es propio de la región interandina, la lluvia se hace presente durante todo el año con inviernos muy lluviosos y veranos menos lluviosos, el paisaje tiene aspecto boscoso y cubierto de un verdor permanente, la temperatura media anual fluctúa entre los 11° y 13°C. (Anexo 4).

Cuadro 7. Clima de la Hacienda Yanahurco.

CLASE TIPO DE CLIMA SUPERFICIE (ha) SUPERFICIE (%)

1 Mesotérmico Húmedo 6342,23 100,00

Fuente: MAG-PRONAREG-ORSTOM, 1983.

3.1.5.2 Temperatura

De acuerdo a la información proporcionada por el Instituto Nacional de Meteorología e Hidrología 2012, el área en estudio tiene temperaturas dentro de los rangos de 4 a 6 °C y 6 a 8 °C, en las partes "bajas", siendo esta ultima la de mayor superficie ocupando dentro del área de estudio 3555.20 ha, la cual representa el 56.22% del área total de estudio, evidenciando que no existe una variación marcada de temperatura, mientras en las partes “altas”, la temperatura llega hasta valores mínimos de 2 °C, por lo tanto el sitio no es apto para la producción agrícola.

Cuadro 8. Superficie y porcentaje de ocupación de los diferentes rangos de temperatura para el área de estudio de la hacienda Yanahurco.

RANGO SUPERFICIE (ha) SUPERFICIE (%)

4 a 6 2787,02 43,78

6 a 8 3555,20 56,22

TOTAL 6342,23 100,00

Fuente: Anuario meteorológico INAMHI, estación 102 Cotopaxi Clirsen.

3.1.5.3 Precipitación

Considerando los datos obtenidos de la misma fuente de información, la precipitación existente en la zona comprende valores en el rango de 1250 a 2000 milímetros de promedio anual. Los

19

datos mensuales de precipitación para un período promedio del 2012 provienen de la estación meteorológica 102 Cotopaxi Clirsen- INAMHI (Anexo 6).

3.2 Materiales

3.2.1 Material de campo

Materiales Lapiceros, libreta de apuntes, fichas de campo (Anexo 8).

Instrumentos y equipos Sistema de Posicionamiento Global GPS, cámara fotográfica digital, computador portátil, Infiltrómetro de mini disco.

3.2.2 Material de Oficina

Materiales Papel bond A4, esferos, lápices

Instrumentos y equipos Computadora, Impresora, Scanner, Calculadora

3.2.3 Material Cartográfico

Cartografía base IGM 1:50.000

Mapa de pendientes de la zona de estudio, escala 1:25.000

Mapa de suelos y geomorfología 1:50.000, PRONAREG

Modelo Digital de Elevación (MDE)

Orto mosaico 1:5000 (Sigtierras)

Cartas topográficas del IGM de Sincholagua, Laguna de Mica, Cotopaxi y Rio Antisana, escala 1:50000, año 1982.

3.2.4 Material informático

Software Sistema de Información Geográfica ArcGis 9.3

3.3 Metodología

Para la consecución del modelo geográfico de permeabilidad se realizó un levantamiento de información en campo mediante la selección de los sitios donde se recolecto información basada principalmente en la cartografía de Pendientes, Suelos y Geomorfología, generada por el Programa Nacional de Regionalización Agraria (PRONAREG-OMSTROM, 1982.) para la realización de las pruebas de infiltración en campo.

Esto representado de acuerdo al siguiente diagrama de flujo.

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Figura 5. Diagrama de flujo de la metodología a aplicar en la generación de cartografía de permeabilidad de la Hacienda Yanahurco.

3.3.1 Mapa de pendientes

La Pendiente se refiere al grado de inclinación de la superficie de suelo y se define como el ángulo formado por dos lados, siendo la forma normal de expresar la medición de un ángulo utilizando el sistema sexagesimal (grados, minutos y segundos) (Alcántara, G. 2010).

La forma más conocida y de uso corriente, de expresar y categorizar la pendiente es en porcentaje, con este método se abrevia bastante los cálculos, se indica un determinado número de metros que tiene de desnivel el terreno (lado Terminal), cuando se avanza 100 m sobre el lado inicial (distancia reducida). Es decir, en lugar de expresarla como un ángulo, es más interesante

21

representar la pendiente del terreno como un valor de tanto por ciento; esto se obtiene multiplicando por 100 la tangente del ángulo que define el desnivel del suelo.

Según Beláustegui, S. (1999) es necesario precisar que la pendiente, es un parámetro que influye en la formación de los suelos y condiciona el proceso erosivo, puesto que mientras más pronunciada sea la pendiente, la velocidad del agua de escorrentía será mayor, no permitiendo la infiltración del agua a través del perfil; además en un sistema de riego de superficie, se debe considerar como una de las variables más importantes para lograr su máxima eficiencia sin afectar al terreno.

Para esta investigación se utilizó la clasificación de pendientes del MAG-PRONAREG-ORSTOM, 19824 , debido a que ha sido evaluada en proyectos edafológicos a nivel nacional. (Cuadro 9).

Cuadro 9. Clases, Rangos y Descripción de pendientes.

PENDIENTE RANGO SIMBOLO DESCRIPCIÓN

Plana 0 a 2 % 1 Corresponden principalmente a relieves completamente planos.

Muy Suave 2 a 5 % 2 Corresponden principalmente a relieves casi planos.

Suave 5 a 12 % 3 Corresponden principalmente a relieves ligeramente ondulados.

Media 12 a 25 % 4 Corresponden principalmente a relieves medianamente ondulados.

Media a Fuerte 25 a 40 % 5 Corresponden principalmente a relieves mediana a fuertemente disectados.

Fuerte 40 a 70 % 6 Corresponden principalmente a relieves fuertemente disectados.

Muy Fuerte 70 a 100 % 7 Corresponden principalmente a relieves muy fuertemente disectados.

Escarpada > a 100 % 8

Corresponden principalmente a relieves escarpados, es decir con pendientes iguales o

mayores a 45°.

4 Programa Nacional de Regionalización (PRONAREG) 1982. Leyenda de los mapas morfopedológicos. Quito -

Ecuador.

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Figura 6. Mapa de pendientes presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo. 2015.

3.3.2 Mapa de geomorfología

De acuerdo a los estudios realizados por el Programa Nacional de Regionalización Agraria (PRONAREG, 1982), en el área de estudio objeto de la presente investigación, se han identificado las siguientes Geoformas:

Colinas medianas. Son unidades morfológicas con una topografía ondulada con una diferencia de altura relativa de 25-75 m con una pendiente de 8-13 %.

Superficies de aplanamiento. Caracterizadas por tener un relieve complejo resultante del aplanamiento relativo de anteriores cordilleras y serranías, determinado por un trabajo prolongado y con frecuencia policíclico de los agentes degradacionales.

Valles Interandinos. Son llanuras de tierra con pendientes menores al 8%, es aquella depresión entre dos elevaciones del terreno. Los valles se pueden presentarse en forma de U, V y plano.

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Cuadro 10. Identificación de las diferentes geoformas presentes en la Hacienda Yanahurco.

GEOFORMA CODIGO SUPERFICIE (ha) SUPERFICIE (%)

Colinas medianas C2 4948,67 78,03

Superficies de aplanamiento Sa 281,72 4,44

Valles Interandinos I 1111,83 17,53

TOTAL 6342,23 100,00

Fuente: MAG-PRONAREG-ORSTOM. 1982.

Figura 7. Mapa de geoformas presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo. 2015.

3.3.3 Mapa de suelos

De acuerdo a los estudios edafológicos realizados por el Programa Nacional de Regionalización Agraria ((PRONAREG-OMSTROM, 1982), en el área de estudio objeto de la presente investigación, se han identificado los siguientes tipos de suelo de acuerdo a su orden (Cuadro 11).

24

Cuadro 11. Identificación de las diferentes tipos de suelo de acuerdo al Orden, presentes en la Hacienda Yanahurco.

TIPO DE SUELO (ORDEN) SUPERFICIE (ha) SUPERFICIE (%)

Histosol 1111,85 17,53

Inceptisol 5230,36 82,47

TOTAL 6342,23 100,00 Fuente: MAG-PRONAREG-ORSTOM. 1982.

3.3.2.1 Histosoles

Según Gisbert, J. M, (2002), corresponden a suelos compuestos principalmente por materia orgánica y en general se los conoce como turbas. Se encuentran saturados de agua, condición ésta que impide la mineralización de los materiales orgánicos. Adicionalmente las condiciones topográficas, en general cubetas y depresiones cerradas, tienden a favorecer su desarrollo al concentrar humedad en ellos. Estos suelos se forman cuando la materia orgánica se acumula superficialmente sin llegar a descomponerse como consecuencia de: una anaerobiosis condicionada por una prolongada saturación del suelo con agua; o por un régimen térmico excesivamente frío.

3.3.2.2 Inceptisoles

Los Inceptisoles son aquellos suelos que están empezando a mostrar el desarrollo de los horizontes puesto que los suelos son bastante jóvenes todavía en evolución. Es por ello, que en este orden aparecerán suelos con uno o más horizontes de diagnóstico cuya génesis sea de rápida formación, con procesos de translocación de materiales o meteorización extrema. Incluye una amplia variedad de suelos. En algunas zonas los Inceptisoles son suelos con un mínimo desarrollo del perfil (aunque eso sí, más desarrollados que los Entisoles), mientras que en otras son suelos con horizontes de diagnóstico que no cumplen los requisitos exigidos para otros órdenes de suelos. (Gisbert, J. M, 2002).

25

Figura 8. Mapa de geoformas presentes en el área de estudio. Yanahurco, Napo. 2015.


3.3.4 Ubicación de puntos de muestreo

Una vez que se analizó la Información anterior (pendientes, geomorfología y suelos), para este ensayo se consideró a todas las unidades edáficas que cumplieran con el criterio de pendiente menor al 40%.

Como consecuencia se identificó 14 puntos de muestreo, en los que se realizaron las diferentes pruebas de infiltración, realizándose tres repeticiones por sitio, dando un total de 42 muestras.

Los sitios de muestreo seleccionados cuentan con las coordenadas UTM respectivas Cuadro 11, las mismas que permitieron elaborar un mapa de ubicación de sitios de muestreo, (Figura 9).

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Cuadro 12. Ubicación geográfica de los puntos de muestreo en coordenadas UTM.

PUNTO X Y Z

1 802774 9924181 3640

2 802137 9923290 3600

3 799200 9932282 4120

4 800299 9932608 4130

5 800155 9937331 4140

6 799362 9933218 4120

7 802385 9926346 4018

8 801328 9923708 3650

9 797537 9935177 4100

10 803064 9923240 3658

11 801966 9923627 3630

12 797919 9934935 4110

13 801696 9925229 3970

14 801680 9924202 3700

Figura 9. Mapa de ubicación de los puntos de muestreo. Yanahurco, Napo. 2015.


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3.3.5 Levantamiento de la información en campo

Establecidos los sitios de muestreo en campo se procedió al levantamiento de la información con la utilización del infiltrómetro de mini disco, siguiendo con el proceso que indica el manual de usuario del Infiltrómetro.

Dado que los diferentes tipos de suelos tienen diferentes velocidades de infiltración, medir los cambios de volumen en función del tiempo puede ser difícil a menudo, sobretodo en suelos arenosos donde el agua infiltrará rápidamente. Por lo tanto, se puede ajustar la velocidad de succión para adaptarse mejor a la medición de infiltración para el tipo de suelo que se está midiendo, para la presente investigación y teniendo en cuenta las recomendaciones del fabricante se procedió a calibrar el equipo con una tasa de succión de 2cm, ya que dentro del área de estudio se tiene predominantemente suelos de textura franca.

Calibrado el equipo, se lo coloca verticalmente sobre la superficie del suelo, a continuación se realizó las tomas de registros de infiltración en rangos que van desde los 30 segundos, 1, 2, 3, 4, 5 minutos. Se registró el volumen de agua infiltrada en intervalos de tiempo regulares. El intervalo de tiempo se elige en base a la tasa de succión y a la textura superficial del suelo. Por ejemplo, en suelos arenosos, las lecturas se harán típicamente cada 2 a 5 segundos, en un suelo franco limoso cada 30 segundos y en una arcilla pesada cada 30 a 60 minutos. La duración total de la prueba, evidentemente estará en función de la textura del suelo, desde 10 minutos en suelos arenosos a 90 minutos en suelos muy arcillosos (Decagon Devices, 2012).

La determinación final de la velocidad de infiltración básica usando este método, está perfectamente automatizada siguiendo los modelos analíticos descritos anteriormente, por lo que su generación resulta automática. La fuente de información con la cual se genera el aplicativo será el que dispone el fabricante Decagon Devices ubicado en Pullman, (WA, EEUU).

3.4 Cálculo de la Velocidad de Infiltración

Una vez obtenida la información levantada en campo, para su análisis se utilizó la ecuación cuadrática mencionada para desarrollar automáticamente estos valores en una hoja de cálculo proporcionada por el fabricante del equipo Figura 10, las columnas raíz cuadrada del tiempo (sqrt) y la infiltración acumulada de la tabla siguiente, se utilizan para elaborar un gráfico de puntos XY, y así calcular el parámetro C1., (Figura 11).

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Figura 10. Ejemplo de hoja de registro para una medición y velocidad de infiltración, utilizando el infiltrómetro de minidisco.

Figura 11. Infiltración Acumulada.

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Figura 12. Registro digital para calcular el valor Ks (velocidad de infiltración) para el infiltrómetro de minidisco.

En base a este ejemplo el valor de infiltración de 4,82 mm/hora que representa la transformación de unidades del valor 0,00013394 cm/s como se puede evidenciar en la (Figura 13). Para este caso el valor calculado nos representa una infiltración lenta.

Radius 2,25 cm/s

alpha 0,036

n/h° 1,56

Suction 2 cm/s

A 6,267384221

C1 0,000839433 cm/s

K 0,00013394 cm/s

Figura 13. Parámetros que se involucran en el cálculo de conductividad hidráulica no saturada.

Los valores obtenidos de infiltración fueron reclasificados como se puede apreciar en el (Cuadro 13) según la metodología propuesta por USDA y ajustada por Cisneros en el 2003 para la interpretación de la velocidad de infiltración.

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Cuadro 13. Clasificación de Permeabilidad.

CLASE DENOMINACIÓN RANGO

1 Muy Lenta < 1,5

2 Lenta 1,5 a 5

3 Moderadamente Lenta 5 a 20

4 Moderada 20 a 65

5 Moderadamente Rápida 65 a 150

6 Rápida 150 a 250

7 Muy Rápida >250

Fuente: USDA (2006).

Los cálculos correspondientes a las 42 muestras de infiltración se muestran en Anexos.

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4 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Velocidad de infiltración

En base a la metodología desarrollada en el capítulo anterior y una vez procesados los datos de velocidad de infiltración para los 42 puntos de infiltración estudiados en campo, se categorizó el tipo de infiltración, obteniéndose tres categorías de las siete posibles propuestas en la metodología. A partir de esta categorización se elaboró el mapa de permeabilidad que se observa en el mapa de la (Figura 14).

Cuadro 14. Categoría y velocidad de infiltración promedio en (mm/h), para los catorce sitios de muestreo. Yanahurco, Napo.

VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN mm/h

PUNTOS TEXTURA PENDIENTE REPETICIÓN 1 REPETICIÓN 2 REPETICIÓN 3 PROMEDIO

1 Franco Media 0,4 0,58 0,6 0,53

2 Franco Plana 2,42 2,42 2,42 2,42

3 Franco Media 4,82 4,37 4,12 4,44

4 Franco Suave 3,69 4,25 3,69 3,88

5 Franco Media 1,74 1,25 1,64 1,54

6 Franco Plana 1,65 1,65 1,65 1,65

7 Franco Media a fuerte 4,83 5,39 4,16 4,79

8 Franco Suave 1,26 1,26 1,26 1,26

9 Franco Muy suave 0,96 0,64 1,23 0,94

10 Franco Muy suave 5,82 5,72 5,82 5,79

11 Franco Muy suave 4,52 4,57 4,57 4,55

12 Franco Media 1,62 1,67 1,72 1,67

13 Franco Suave 6,32 6,34 6,28 6,31

14 Franco Muy suave 4,36 4,51 4,98 4,62

Del análisis espacial de la zona estudio, se observa en el (Cuadro 15), la superficie que ocupa, las diferentes categorías de velocidad de infiltración, identificadas en el presente estudio.

Cuadro 15. Categorización de la información para las 14 pruebas de infiltración. Yanahurco, Napo. 2015.

CLASE DENOMINACIÓN SUPERFICIE (ha) SUPERFICIE (%)

1 Muy Lenta 1098,30 17,32

2 Lenta 2166,47 34,16

3 Moderadamente Lenta 3077,46 48,52

TOTAL 6342,23 100

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La velocidad de infiltración muy lenta con 1098.30 ha, representa el 17.32 %, siendo la menor superficie dentro del área de estudio, se encontró en su mayoría representada por la geoforma de valles interandinos, caracterizada por pendientes planas (0-2%) y suaves (5-12%) y suelos de textura franca. Estos datos confirman el comportamiento de la infiltración para este tipo de combinación de suelo-pendiente, que es descrito y aseverado por Cisneros (2003), que manifiesta que para esta combinación los valores esperados deben ser menores a 1.5 mm/h, con esta consideración se afirma que los valores calculados para la interpretación de la velocidad de infiltración fueron de 0.53 mm/h para el valor más bajo; en tanto que, el valor más alto fue de 1.26 mm/h, ambos valores se ubicaron dentro de los rangos considerados para dicha denominación. Concordando con lo mencionado por Arcos, M. (2010), se afirma que la cobertura vegetal nativa de paramo tiene un aporte significativo en la capacidad de infiltración; puesto que, el sistema radicular del pajonal junto con la textura, estructura y densidad aparente del suelo permiten una mayor retención de agua en el suelo.

Figura 14. Mapa de Velocidad de infiltración. Yanahurco, Napo. 2015.

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La velocidad de infiltración lenta con 2166.47 ha, representa el 34.16% de la superficie total, encentrándose indistintamente dentro del área de estudio, se encentró dentro de la geoforma valles interandinos, caracterizadas por pendientes planas (0-2%). y suaves (5-12%) y suelos de textura franca. Estos datos confirman el comportamiento de la infiltración para este tipo de combinación de suelo-pendiente, que es descrito y aseverado por Cisneros (2003), que manifiesta que para esta combinación los valores esperados deben encontrarse dentro del rango de 1.5 a 5 mm/h, con esta consideración se afirma que los valores calculados para la interpretación de la velocidad de infiltración fueron de 1.54 mm/h para el valor más bajo; en tanto que, el valor más alto es de 4,79 mm/h, , ambos valores se ubicaron dentro de los rangos considerados para dicha denominación. Concordando con lo mencionado por Arcos, M. (2010), se afirma que la cobertura vegetal nativa de paramo tiene un aporte significativo en la capacidad de infiltración; puesto que, el sistema radicular del pajonal junto con la textura, estructura y densidad aparente del suelo permiten una mayor retención de agua en el suelo.

La velocidad de infiltración Moderadamente Lenta ocupa 3077.46 ha, representa el 48.52% siendo la mayor superficie dentro del área de estudio, se encontró en su mayoría dentro de la geoforma colinas medianas, caracterizada por pendientes entre media (12-25%) y media a fuerte (25-40%) y suelos de textura franca. Estos datos confirman el comportamiento de la infiltración para este tipo de combinación de suelo-pendiente, que es descrito y aseverado por Cisneros (2003), que manifiesta que para esta combinación los valores esperados deben encontrarse dentro del rango de 5 a 20 mm/h, con esta consideración se afirma que los valores calculados para la interpretación de la velocidad de infiltración son de 5.79 mm/h para el valor más bajo; en tanto que, el valor más alto es de 6.31 mm/h, ambos valores se ubicaron dentro de los rangos considerados para dicha denominación. Concordando con lo mencionado por Arcos, M. (2010), se afirma que la cobertura vegetal nativa de paramo tiene un aporte significativo en la capacidad de infiltración; puesto que, el sistema radicular del pajonal junto con la textura, estructura y densidad aparente del suelo permiten una mayor retención de agua en el suelo, sin embargo las pendientes encontradas influyen en el flujo de agua, pues la escorrentía observada, fue mayor que en los casos anteriores.

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5 CONCLUSIONES

En la presente investigación se logró determinar la velocidad de infiltración por el método del infiltrómetro de minidisco, de tal forma que se caracterizó la permeabilidad de los suelos presentes en la zona de estudio, obteniéndose los siguientes resultados, la categoría Moderadamente Lenta está presente con 3077.46 ha (48.52%), la Lenta presenta una superficie de 2166.47 ha (34.16%) y la categoría Muy Lenta tiene una superficie de 1098.30 ha (17.32%), es importante señalar, que todos los suelos presentes en la zona de estudio poseen la clase textural franca.

La geomorfología presente en la zona de estudio, determina que exista una importante variabilidad en el relieve del terreno, es así que el mapa de pendientes desarrollado en la zona, muestra que existen pendientes de tipo Plana con 814.63 ha, lo cual representa el 12.84% del área total de estudio, Muy suaves con 887 ha (13.98%), Suaves 1368.82 ha (21.58%), Medias 1944.50 ha (30.69%), Medias a fuertes 1142.78 ha (18.01%) y finalmente pendientes de tipo Fuertes con 184.50 ha (2.90%).

La cobertura vegetal tiene una influencia crucial en la velocidad de infiltración, pues la presencia de vegetación de páramo de pajonal, determino que los valores de velocidad de infiltración sean bajos, a pesar de que los suelos de la zona de estudio son francos, los que están asociados a velocidades medias.

La metodología propuesta por el infiltrómetro de minidisco tuvo un buen desempeño en la investigación realizada, pues ahorra tiempo, recursos materiales y humanos, y los datos obtenidos fueron consistentes.

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6 RECOMENDACIONES

Utilizar el método del infiltrómetro de minidisco como una alternativa para medir la velocidad de infiltración en campo, ya que debido a su tamaño compacto es de fácil manejo y movilización.

Emplear esta metodología con la posibilidad de ejecutar mediciones de infiltración en laboratorio, mediante una combinación de capas de suelo compactado e inalterado. De esta forma, los resultados permitirán representar, en laboratorio, el comportamiento de los diferentes tipos de suelo.

Estudiar y/o conocer la textura, estructura y porosidad del suelo, previo a la utilización de este método ya que los parámetros citados anteriormente afectan a la conductividad hidráulica del suelo y a la calibración del equipo.

Utilizar la presente investigación como guía para otras investigaciones, que buscan la caracterización de la dinámica hídrica e hidrológica en los páramos ecuatorianos.

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7 RESÚMEN

DETERMINACIÓN DE LA PERMEABILIDAD DE LOS SUELOS BASADOS EN LA METODOLOGÍA DEL INFILTRÓMETRO DE MINI DISCO EN LA ZONA DE YANAHURCO, NAPO.

El análisis de la infiltración de agua en el suelo es imprescindible, para el planteamiento racional de las actividades agropecuarias y, en particular, para el uso de modelos matemáticos de predicción de erosión y contaminación con objeto de diseñar escenarios de uso del suelo, compatibles con la conservación del medio ambiente. El estudio de esta propiedad física del suelo, y de su variabilidad espacial, es también fundamental para el estudio de las interacciones del sistema suelo-agua.

En base a lo mencionado, la presente investigación se enfocó en determinar la permeabilidad de los suelos en la zona de Yanahurco, empleando la metodología del infiltrómetro de mini disco.

Dicha metodología es ideal para medidas de campo; debido al tamaño compacto del equipo, la cantidad de agua para su funcionamiento es mínima comparado con otros sistemas, es de uso práctico por que no distorsiona la información recolectada en campo y no altera el sitio especifico donde se realiza las mediciones, permite obtener un gran número de mediciones en menor tiempo, dado que alcanza la tasa de infiltración estable en una forma más rápida , no necesita que la tensión sea calibrada, y no requiere de mucha superficie que allanar al momento de la medición puesto que su diámetro es pequeño lo que lo hace ideal para cualquier tipo de superficies en especial donde existe pendientes algo pronunciadas o donde la accesibilidad es algo limitada. También puede ser práctico para laboratorio y uso en el aula, en la demostración de conceptos básicos de la conductividad hidráulica del suelo.

Para la consecución del modelo geográfico de permeabilidad se realizó un levantamiento de información en campo mediante selección de sitios de muestreo, donde se recolecto la información basada principalmente en la cartografía de Pendientes, Suelos y Geomorfología, generada por el Programa Nacional de Regionalización Agraria (PRONAREG-OMSTROM, 1982.)

Para este ensayo se consideró a todas las unidades edáficas que cumplieran con el criterio de pendiente menor al 40%. Como consecuencia se identificó 14 puntos de muestreo, en los que se realizaron las diferentes pruebas de infiltración, realizándose tres repeticiones por sitio, dando un total de 42 muestras.

Posteriormente en campo se procedió al levantamiento de la información con la utilización del infiltrómetro de mini disco, siguiendo con el proceso que indica el manual de usuario del equipo. De esta manera la determinación final de la velocidad de infiltración básica usando este método, está perfectamente automatizada siguiendo los modelos analíticos mencionados en la presente investigación, por lo que su generación resulta automática.

En base a la metodología desarrollada y una vez procesados los datos de velocidad de infiltración para los 42 puntos de infiltración estudiados en campo, se categorizó el tipo de infiltración,

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obteniéndose tres categorías de las siete posibles propuestas en la metodología las mismas que fueron: Moderadamente Lenta la cual se presentó con 3077.46 ha (48.52%), la Lenta obtuvo una superficie de 2166.47 ha (34.16%) y finalmente la categoría Muy Lenta con una superficie de 1098.30 ha (17.32%), a partir de esta categorización se elaboró el mapa de permeabilidad de la zona de estudio.

Con los resultados obtenidos se pudo afirmar que la cobertura vegetal tiene una influencia crucial en la velocidad de infiltración, pues la presencia de vegetación de páramo de pajonal, determino que los valores de velocidad de infiltración sean bajos, a pesar de que los suelos de la zona de estudio son francos, los que están asociados a velocidades medias.

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SUMMARY

DETERMINING SOIL PERMEABILITY BASED ON THE MINI-DISK INFILTROMETER METHODOLOGY IN THE AREA OF YANAHURCO, PROVINCE OF NAPO.

Analysis of water infiltration in the soil is essential for the rational approach to agricultural activities and in particular to the use of mathematical models to predict erosion and pollution in order to design scenarios of land use compatible with conservation of the environment. The study of the physical properties of the soil, and its spatial variability, is also fundamental to the study of the interactions of soil-water system.

Based on the above, this investigation focused on determining the permeability of the soils in the area Yanahurco using the methodology of mini disk infiltrometer.

This methodology is ideal for field measurements; due to the compact size of the equipment, the amount of water to function is minimal compared to other systems, it is of practical use that does not distort the information collected in the field and does not alter the specific site where measurements are made, allows a great number of measurements in less time, since reaching the rate of stable infiltration in a faster way, do not need the voltage is calibrated and does not require much surface pave the time of measurement because its diameter is small so It makes it ideal for any type of surfaces especially where there is pronounced something outstanding or where accessibility is somewhat limited. It may also be practical for laboratory and classroom use, in demonstrating the basics of soil hydraulic conductivity.

To achieve the geographical pattern of permeability gathering information in the field was done by selection of sampling sites where information based mainly on mapping slopes, soils and geomorphology, generated by the National Program of Agricultural Regionalization was collected (PRONAREG -OMSTROM, 1982.)

For this test we consider all soil units that meet the criterion of less than 40% slope. Following 14 sampling points, where different infiltration tests were conducted, making three replicates per site for a total of 42 samples it was identified.

Later on we proceed to the field gathering information with the use of mini disk infiltrometer, continuing the process that indicates the computer user manual. Thus the final determination of the basic infiltration rate using this method, the following is perfectly automated analytical models mentioned in this research, so that their generation is automatic.

Based on the developed methodology and once processed data infiltration rate for the 42 infiltration points studied in the field, the type of infiltration was categorized, yielding three classes of the seven possible proposals on the methodology the same as were: Moderately It slow which was filed with 3077.46 ha (48.52%), slow obtained an area of 2166.47 ha (34.16%) and finally the category very slow with an area of 1098.30 ha (17.32%), from this categorization developed the map permeability of the study area.

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With the results we can say that the vegetation cover has a crucial influence on the infiltration rate, since the presence of grass páramo vegetation, determined that the infiltration rate values are low, although the floors study area are frank, those associated with average speeds.

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9 ANEXOS

Anexo 1. Mapa de Pendientes de la Hacienda Yanahurco.

43

Anexo 2. Mapa de Suelos de la Hacienda Yanahurco.

44

Anexo 3. Mapa de Geomorfología de la Hacienda Yanahurco.

45

Anexo 4. Mapa de Clima de la Hacienda Yanahurco.

46

Anexo 5. Mapa de Temperatura de la Hacienda Yanahurco.

47

Anexo 6. Mapa de Precipitación de la Hacienda Yanahurco.

48

Anexo 7. Mapa de Velocidad de Infiltración de la Hacienda Yanahurco.

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Anexo 8. Ficha de Campo.

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Anexo 9. Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 1, repetición 1. Yanahurco, Napo. 2015.


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Anexo 34. Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 9, repetición 2. Yanahurco, Napo. 2015

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Anexo 46. Cálculo de velocidad de infiltración (mm/h) para el punto 13, repetición 2. Yanahurco, Napo. 2015

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Anexo 51. Manual de Usuario del infiltrometro de mini disco

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Anexo 52. Fotografias

Ubicación de los puntos de muestreo

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Preparación del Infiltròmetro de Mini Disco

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Ubicación en los sitios de muestreo

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Toma de datos de infiltración

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