I.
INTRODUCCION
La conductividad hidráulica de los suelos constituye un parámetro de gran importancia ya que describe la movilidad del agua subsuperficial o subterránea siendo de difícil cuantificación por la incertidumbre que representa su determinación, sin embargo en el presente trabajo se procedió a analizar, e interpretar los resultados de la realizados en la práctica; para ello se utilizó una muestra de suelo que fue puesta para ejecutar el trabajo. A partir de ella se tomaran tomaran los datos correspondi correspondientes entes para determinar determinar el coeficiente de conductividad hidráulica. Objetivos
Determinar el coeficiente de conductividad hidráulica de una muestra de suelo.
II. 2.1.
REVISION DE LITERATURA
Conductividad hidráulica
Según LEITON, es una de las características de mayor importancia de los suelos, por cuanto son muchos los problemas referidos al riego y drenaje que, para su solucion satisfactoria, requieren de este parámetro, también conocido como coeficiente de infiltración. Usualment e se representa con la letra “K”, es una información básica para determinar la separación entre drenes, así como la cuantía de aportaciones freáticas que constituyen un problema para las zonas que las reciben. La conductividad hidráulica es una característica que depende de la porosidad del suelo, así como la temperatura y salinidad del agua. Tomando en cuenta la porosidad, se puede decir que los suelos abiertos y/o bien estructurados son los que reportan en las pruebas los valores más altos de conductividad hidráulica. 2.2.
Métodos directos para calcular el coeficiente de conductibilidad hidráulica 2.2.1. Permeámetro de carga constante
Según VILLON; en el método de la conductividad de carga constante, se coloca una muestra de suelo inalterada bajo una carga hidráulica constante, para medir el flujo a través de la muestra saturada. El arreglo de la muestra es de manera que el flujo es vertical de abajo hacia arriba.
Proceso de cálculo:
El valor de K , se obtiene a partir de la ecuación de Darcy, midiendo el volumen que filtra en un determinado tiempo, la longitud de la muestra, su carga y el área de la sección transversal, usando la ecuación:
Dónde: K = conductividad hidráulica Q = flujo de agua a través de la muestra L = longitud de la muestra A = área de la muestra
Δh = carga hidráulica Cuadro N° 01. Clasificación de conductibilidad hidráulica, según su rapidez de su movimiento
CLASIFICACION
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA cm/h
CONDUCTIVIDAD HIDRAULICA m/día
MUY LENTA LENTA MODERADAMENTE LENTA MODERADA MODERADAMENTE RAPIDA RAPIDA MUY RAPIDA
< 0.1 0.1 - 0.5 0.5 - 2 2 – 6 6 – 12 12 - 18 > 18
< 0.03 0.03 - 0.12 0.12 - 0.5 0.5 - 1.5 1.5 - 3.00 3.00 - 4.50 > 4.50
FUENTE: Máximo Villón Béjar
Cuadro N° 02. Clasificación de conductividad hidráulica, según su textura y estructura
TEXTURA Y ESTRUCTURA
ARENA GRUESA CON GRAVA
K (m/d)
10 – 50
FRANCO ARENOSO; ARENA FINA
1 – 5
FRANCO, FRANCO ARCILLOSO
1- 3
FRANCO ARENOSO MUY FINO
0.5 – 2
ARCILLA CON GRIETAS
0.5 – 2
ARENA MUY FINA FRANCO ARCILLOSO; ARCILLOSO ARCILLA COMPACTADA FUENTE: Máximo Villón Béjar
0.2 – 0.5 0.02 – 0.2 < 0.002
III.
MATERIALES Y METODOS
3.1. Materiales
Muestra de suelo
Agua
Cuaderno de apuntes
Wincha
3.2. Metodología 3.2.1. Permeámetro de carga constante
Llenar el cilindro (d= 4cm, y h= 6cm) con muestra compactada en tres capas, untar previamente los anillos de goma con vaselina.
Colocar el portamuestra con anillos y filtro respectivos en la cedula de ensayo.
Acomodar el dispositivo de carga constante (cilindro de 3cm de diámetro y 14 cm de altura) dirigiendo su rebosadero al canal recolector, fijándolo previamente con los broches de ajustes.
Inyectar el agua en forma lenta por la muestra inferior (des aireamiento de muestra) hasta alcanzar el nivel del rebosadero, evacuadas todas las burbujas bloquear la manguera. Colocar la manguera abastecedora en la parte superior, graduando la entrada de agua de tal manera que salga un chorro delgado por el tubo rebosadero.
Colocar un vaso recolector preferentemente graduado, en el grifo inferior simultáneamente tomar un tiempo inicial.
Medir la temperatura del agua con aproximadamente de 1/10 de grado.
Tomar las medidas: V = volumen (cm3) H = altura en cm, desde el centro del tubo rebosadero (altura de carga) t = tiempo (seg) l = longitud de la muestra = 6cm
Calcular:
Q = V/t (cm3/seg) i = H/l (adimensional) Kt = Q/A1 (cm/seg) K20 = Kt nt / n20 (cm/seg)
IV. 4.1.
RESULTADOS
Calculo de Q (caudal)
v = 250 cm3 (volumen de agua) t = 2488 seg Q= v/t Q = 250 cm3/2488 seg Q = 0.1 cm3/seg 4.2.
Calculo de i (adimensional)
H = 72.5 cm l = 6 cm i = H/l i = 72.5 cm/ 6 cm i = 12.08 cm 4.3.
Calculo de K
Q = 0.1 cm3/seg i = 12.08 A = 2.π.r 2.h
A = 75.4 cm K = Q/ A.i K = 0.1 cm3/seg/75.4 cm * 12.08 cm K = 1.098 * 10 -4cm/seg K = 0.0948672 m/día
V.
DISCUSION
El resultado de coeficiente de conductividad hidráulica de la muestra de suelo en estudio arroja que es de 0.0001098 cm/seg y 0.0948 en m/día, según VILLON, el resultado indica que se trata de un suelo franco arcilloso en cuanto a su estructura; y de acuerdo a su rapidez de movimiento podemos determinar que dicho suelo es muy lento a lento. Según LEITON, una de las características de importancia para la determinación de la conductividad hidráulica es la porosidad del suelo, así como la temperatura y salinidad del agua; en el caso de nuestra muestra de suelo tomamos en cuenta la porosidad, debido a que los suelos con presencia de arcilla como los franco arcillosos tienen menor porosidad, por lo tanto se puede decir que los suelos arcillosos tienen menores valores de conductividad hidráulica; a diferencia de los suelos bien estructurado que reportan en las pruebas los valores más altos de conductividad hidráulica. VI.
CONLUSION
El coeficiente de conductividad hidráulico de la muestra en estudio fue de 0.0001098 cm/seg y 0.0948 en m/día.
VII.
REFERENCIA BIBLIOGRAFICA
J. LEITON SOUBANNIER. 1985. Riego y drenaje. 1 era Edicion. Editorial Universidad Estatal a Distancia. San José – Costa Rica. 180p. M. VILLON BEIJAR. 2006. Drenaje. 1 era Edicion. Editorial Tecnológica de Costa Rica. 544 p.
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIAS EN CONSERVACION DE SUELOS Y AGUA
Título
: Determinación en laboratorio de la permeabilidad o coeficiente de conductividad hidráulica
Curso
: Mecanica de suelos
Docente
: Ing. Levano Crisóstomo, José
Alumno
: Grández Góngora, José
Ciclo
: 2014-l
Tingo Maria – Perú 2014
