INDICE
INTRODUCCION..............................................................................................................................1
OBJETIVOS...................................................................................................................................... 2
General:.........................................................................................................................2
Específicos:...................................................................................................................2
PRUEBAS DE INFILTRACION EN EL SUBSUELO................................................................................3
DEFINICION:.................................................................................................................3
CAPACIDAD DE INFILTRACION:.................................................................................3
FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD DE INFILTRACION.............................3
ENSAYOS DE INFILTRACIÓN:....................................................................................3
Métodos directos:..........................................................................................................3
1. Lisímetros:.............................................................................................................4
2. Simuladores de agua:............................................................................................4
3. Infiltrómetros:.........................................................................................................4
Métodos indirectos........................................................................................................5
Ensayo de infiltración:...................................................................................................5
Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo.............................6
Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad........................8
EN CASO DE SUELOS FUERTES.............................................................................10
Determinación de los coeficientes de permeabilidad..................................................12
CONCLUSION................................................................................................................................ 14
BIBLIOGRAFIA...............................................................................................................................15
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INTRODUCCION
A continuación se hace una investigación sobre los diferentes tipos de pruebas de
infiltración que se realiza al subsuelo. Estas son necesarias realizarlas para conocer el
tipo de suelo (si es un suelo arcilloso, limoso o arenoso) que se tiene para poder
colocar una fosa séptica, u otro dispositivo que necesite dicha información. Se da una
definición de lo que es infiltración y algunos conceptos relacionados con las mismas
tales como la capacidad de infiltración, los factores que afectan la capacidad de
infiltración, etc. Encontraremos que estas pruebas se dividen entre métodos directos e
indirectos, en el primer caso tenemos los lisímetros, simuladores de lluvia,
infiltrometros, entre otros.
Además ensayos sencillos para estimar la permeabilidad del suelo en el campo, y si
estos son suelos fuertes entonces encontraremos información sobre ensayos de
infiltración en suelos con estructura fuerte, así como la determinación de los
coeficientes de permeabilidad en campo.
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PRUEBAS DE INFILTRACION EN EL SUBSUELO
DEFINICION:
La infiltración es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno
hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en
una zona cercana a la superficie, y posteriormente superado cierto nivel de humedad,
pasa a formar parte del agua subterránea, saturando los espacios vacíos.
CAPACIDAD DE INFILTRACION:
Se denomina capacidad de infiltración a la cantidad máxima de agua que puede
absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es variable en el tiempo en
función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la mayor o menor
compactación que tiene el mismo.
FACTORES QUE AFECTAN LA CAPACIDAD DE INFILTRACION
Entrada superficial
Transmisión a través del suelo
Acumulación en la capacidad de almacenamiento
Características del medio permeable
Características del fluido
ENSAYOS DE INFILTRACIÓN:
Los métodos para medir la infiltración se dividen en métodos directos e indirectos.
Métodos directos:
Valorar la cantidad de agua infiltrada sobre una superficie de suelo:
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1. 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. Los inconvenientes son la necesidad de períodos largos, la
reconstrucción del suelo no es adecuada ya que no se reproduce exactamente igual el
proceso que el mismo sufrió debido al accionar de la naturaleza y el hombre.
2. Simuladores de agua: Aplican agua en forma constante reproduciendo lo más
fielmente el acontecer de la precipitación. Varían en tamaño, cantidad de agua
necesaria y método de medición. El área de lluvia es variable. La diferencia entre
precipitación y escorrentía representa la valoración del volumen infiltrado.
3. Infiltrómetros: Para realizar el ensayo de infiltración en el campo se utiliza el
infiltrómetro. 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.
Infiltrómetros: 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.
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Métodos indirectos
Se determina la capacidad de infiltración considerando una cuenca perfectamente
controlada, con datos precisos de precipitación, evaporación y escorrentía, se puede
determinar la infiltración.
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 haciendo el cociente entre cantidad de
agua infiltrada y el intervalo de tiempo: f = Variación altura / Variación de tiempo. Se
obtienen dos curvas: De lámina acumulada, y la curva de capacidad de infiltración,
ambas en función del tiempo:
Ecuación de Horton
Desarrolló una ecuación matemática para definir la curva de capacidad de infiltración:
f=fo+( fo−fb)e−k∗t
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Dónde:
fo:Capacidad de infiltración inicial ó máxima.
fb: Capacidad de infiltración básica ó mínima.
K: Constante de decaimiento.
t: Tiempo desde el inicio del ensayo.
Los valores de fo, fb y K están asociados a los suelos y a su cubierta vegetal. Se
determina fo en suelo completamente seco y fb en suelo totalmente saturado.
El postulado de Horton establece que la curva que representa la capacidad de
infiltración se manifiesta de esa manera, solo y solo si la intensidad de precipitación es
mayor que la capacidad de infiltración del suelo analizado. Este principio o postulado es
debidamente respetado en el ensayo de infiltración de doble anillo, porque siempre hay
agua en superficie que satisface la capacidad de absorción que tiene el suelo en su
grado máximo o potencial, cualquiera sea el tiempo que transcurre desde el inicio del
ensayo.
Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo
Excave un hoyo hasta la altura de la
cintura;
En las primeras horas de la mañana
llénelo de agua hasta el borde;
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Por la noche, parte del agua se habrá
filtrado en el suelo;
Vuelva a llenar el hoyo de agua basta el
borde y cúbralo con tablas o ramas
frondosas;
Si a la mañana siguiente la mayor parte
del agua permanece en el hoyo, la
permeabilidad del suelo es apta para
construir un estanque piscícola en ese
lugar;
Repita este ensayo en diferentes lugares
las veces que sea necesario de acuerdo
con la calidad del suelo.
Ensayo más preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad
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Excave un hoyo de aproximadamente 30
cm de diámetro hasta alcanzar el
horizonte superior menos permeable;
Recubra completamente las paredes del
hoyo con arcilla pesada mojada o
revístalas con una lámina de material
plástico, si dispone de ella, para
impermeabilizarlas;
Vierta agua en el hoyo hasta que ésta
alcance unos 10 cm de profundidad.
Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendrá que reponerla a medida que
desaparece. La filtración disminuirá cuando los poros del suelo se saturen de agua.
Entonces podrá medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo del hoyo;
Cerciórese de que el agua contenida en
el hoyo tiene unos 10 cm de profundidad
Introduzca en el agua una vara de medir y
anote la profundidad exacta del agua en
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como antes. Si no es así, añada agua
hasta alcanzar esa profundidad;
milímetros (mm);
Compruebe el nivel del agua en el hoyo
cada hora, durante varias horas. Anote la
tasa de filtración por hora. Si el agua se
filtra con demasiada rapidez, añada agua
hasta alcanzar nuevamente el nivel de 10
cm. Mida con sumo cuidado la
profundidad del agua;
Cuando las mediciones por hora sean casi
iguales, la tasa de permeabilidad es
constante y puede dejar de medir; Si hay
grandes diferencias en la filtración por hora,
continúe añadiendo agua en el hoyo para
mantener la profundidad de 10 cm hasta
que la tasa de filtración se mantenga casi
igual.
Comparar resultados con los valores siguientes:
Tasa de Aptitud del horizonte para fondo de estanque
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permeabilidad en mm/h
Inferior a 2 Infiltración aceptable: suelo apto
2-5Infiltración rápida: el suelo es apto SOLO si la infiltración se debe a la estructura del suelo que desaparecerá cuando se llene el estanque
5-20Infiltración excesiva: suelo no apto a menos que pueda reducirse la infiltración como se describe infra
EN CASO DE SUELOS FUERTES
Si la tasa de permeabilidad es superior a 5 mm/h, ello puede deberse a que la
estructura del suelo se ha desarrollado fuertemente. En esos casos, trate de reducir la
tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la manera siguiente:
Pudele el suelo del fondo del hoyo a la
mayor profundidad posible;
Repita el anterior ensayo de
permeabilidad hasta que pueda medir un
valor de filtración casi constante
Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h. puede considerar que
este horizonte de suelo es apto para el fondo del estanque. Sin embargo, será preciso
pudelar el fondo del estanque antes de llenarlo de agua;
Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello puede deberse a la
presencia de un horizonte de suelo permeable debajo del horizonte en que ha realizado
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el ensayo. Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre capas de suelo
que son semipermeables o incluso impermeables.
Compruébelo con el ensayo siguiente:
Excave un nuevo hoyo de 30 cm de diámetro desde la capa superior menos permeable
(A) hasta la próxima capa menos permeable (B);
Repita el ensayo de permeabilidad hasta obtener un valor de filtración casi constante
Si esa tasa de permeabilidad no sobrepasa los 3 m m/h, puede considerar este
horizonte de suelo apto para el fondo del estanque. No obstante, recuerde que una
permeabilidad tan lenta debe encontrarse en una capa de no menos de 0,7 a 1 m de
espesor para asegurar que la filtración a través del fondo sea limitada.
Determinación de los coeficientes de permeabilidad
Para obtener una medición más exacta de la permeabilidad del suelo, puede realizar el
siguiente ensayo de campo que le dará un valor para el coeficiente de permeabilidad:
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Utilizando una barrena de sondeo, perfore en el suelo un hoyo de aproximadamente 1
m de profundidad (A), en el lugar donde desea determinar el coeficiente de
permeabilidad;
Llene el hoyo de agua hasta el borde (B/C);
Durante por lo menos 20 minutos (B/C), vuelva a llenar el hoyo hasta el borde cada
cinco minutos para asegurarse de que el suelo está completamente saturado;
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Añada agua basta el borde del hoyo y empiece a medir la velocidad a que baja la
superficie del agua, utilizando un reloj para medir el tiempo y una regla graduada en
centímetros para medir la distancia (P) entre la superficie del agua y el borde del hoyo
(D). Deje de medir cuando la velocidad sea casi constante;
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BIBLIOGRAFIA
Rafael HERAS: “Manual de Hidrología”. Centro de Estudios Hidrográficos. Madrid.1970. . Emilio CUSTODIO - Manual Llamas: “Hidrología Subterránea”. Ediciones Omega. Barcelona. (España). 1983.
Permeabilidad del suelo. Disponible en: ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_training/FAO_training/general/x6706s/x6706s09.htm