dinamica agua suelo

7/24/2019 Dinamica Agua Suelo

1/10

DINAMICA DEL AGUA EN EL SUELO

1. Introduccin:

De las tres fases del suelo slida, lquida y gaseosa las dos ltimas son

complementarias, o sea, la mxima presencia de una implica en la ausencia dela otra. Siempre la porcin del espacio poroso no ocupado por la fase lquida

ser complementada por la fase gaseosa. Por lo tanto, la fase lquida puede

estar presente en los poros del suelo completa o parcialmente. En el primer

caso, el suelo es denominado saturado y, en el segundo, no saturado. De modo

general, los suelos se encuentran no saturados de agua, pero as mismo

almacenan considerale cantidad de este elemento, parte de la cual dee ser

utili!ada por las plantas. "os procesos dinmicos del agua en suelos no

saturados #acen parte de los estudios del ciclo #idrolgico y de prolemas

relacionados con irrigacin, ecologa de plantas, y con la iologa de la fauna yflora del suelo. Procesos especficos de gran inter$s e importancia incluyen

infiltracin, redistriucin y e%aporacin del agua por los suelos.

El agua que penetra en el suelo pro%iene de irrigacin, llu%ia, inundacin ofiltracin de caudales de agua. &lgunas %eces, toda la superficie del suelo estmo'ada y otras, slo parte se #alla en contacto con el agua.Si toda la superficie est mo'ada, el rea en la cual penetra el agua es mayorque cuando slo una porcin de la superficie est mo'ada y el mo%imiento seren una sola direccin( %ertical, descendente. Si slo parte de la superficie estmo'ada, el agua se mo%er #acia aa'o y lateralmente. Si el suelo est muy

seco, el mo%imiento lateral puede ser, por cierto tiempo, tan grande como elmo%imiento descendente.

En el siguiente esquema otenido por el )SD& *+-- se oser%a elmo%imiento del agua el entrar en dos suelos de diferente clase textural.

Fig. 01 Velocidad relativa del movimiento de agua en el interior de dos suelosPerfil hdricoSe denomina perfil #drico al contenido de #umedad de un perfil de suelo en unmomento dado.


2/10

/uando el suelo se mo'a por la llu%ia o riego, se estima que en una primeraetapa al llegar a un estado de equilirio, la masa #umedecida tiene el 012 desu porosidad ocupada por agua. Posteriormente, si se suspende el agregadode agua la misma tiende a profundi!arse a expensas de una modificacin

#ori!ontal.

Fig.02 Redistribucin en profundidad del agua luego de una lluvia o riego(enin! 1"#2$.

)n nue%o agregado de agua puede llegar a ocupar un 12 de la porosidad y

en este momento disminuye sensilemente la infiltracin.

Suponiendo que despu$s de una llu%ia o riego adecuado el suelo quedatotalmente saturado, al cesar el aporte de agua comien!a a perderse el aguagra%itatoria #asta que se alcan!a la capacidad de campo o situacin deequilirio *cur%a 3 del grfico.


3/10

2. Movimiento a flujo no saturado.

"os suelos ien drenados permanecen en condiciones de saturacin duranteperodos muy cortos, luego de aportes aundantes de agua ya sea por llu%ias opor riego.

Sal%o en esas condiciones, el mo%imiento del agua del suelo en fase lquida sereali!a en flu'o no saturado y responde a diferencias de potencial agua *mtricoy gra%itatorio entre distintos puntos del perfil. Puede expresarsematemticamente en la siguiente forma(

v = -K x HDnde(v4 %elocidadK 4 conducti%idad #idrulicaH4 gradiente #idrulico

El potencial mtrico es consecuencia de la afinidad fsica del agua con lasuperficie de las partculas y poros capilares. El agua se mue%e desde lugaresdonde la partcula de agua que rodea las partculas es mayor #acia donde esmenor, y de lugares de menor a mayor cur%atura de menisco, es decir de !onasde alto potencial a !onas de a'o potencial mtrico.

El potencial gra%itatorio inter%iene fa%oreciendo el mo%imiento descendente ylimitando el mo%imiento ascendente.El elemento ms importante a considerar en este mo%imiento es que el %alor565 no es constante sino que sufre grandes %ariaciones en funcin del potencialmtrico del suelo. Esto quiere decir que a igualdad de gradiente #idrulico, la

%elocidad de flu'o puede ser muy %ariale segn el contenido #drico del suelo.

7ig.18 9elacin entre la conducti%idad #idrulica y la succin mtrica para dossuelos de diferente textura.


4/10

"a reduccin en el %alor de conducti%idad #idrulica que se produce entresaturacin y capacidad de campo es del orden del :,:2, mientras que entrecapacidad de campo y punto de marc#ite! permanente es de ;,:12.

Este #ec#o explica que tradicionalmente se considera a la capacidad de campo

como una situacin por dea'o de la cual no existe mo%imiento descendentedel agua. Si ien esto no es estrictamente real, la %elocidad a la que se mue%eel agua a esos %alores de succin mtrica *1,8


5/10

Se #an propuesto %arias ecuaciones para definir la %elocidad de infiltracin.&lgunas como la "ey de 6ostyaAo% y P#illips miden la infiltracin acumulati%a(I)en un tiempo dado (t)utili!ando dos constantes que dependen del suelo.

B 4 a . tb

siendo su expresin logartmica(

"og B 4 log a C log t

Donde t 4 tiempo

a, 4 son parmetros que dependen del suelo y su condicin fsica.5a5 4 la cantidad de infiltracin durante el inter%alo inicial, por lo tanto dependede la estructura y de la condicin del suelo en el momento en que se aplica elagua. 5a5 aumenta con el tamao de los poros.55 4 indica la forma en que la %elocidad de infiltracin se reduce en el tiempo,

por lo tanto, depende de los camios de estructura del suelo. Si los suelos seexpanden tienden a sellarse y %ol%erse impermeales, entonces 55 disminuye.

En suelos que tienen estructura estale 55 presenta %alores mayores a 1,; ypueden #asta aproximarse a +,1 a'o condiciones en que predomina el flu'ogra%itacional.

. !scenso ca"ilarEste mo%imiento se produce a partir de freticas. En algunos casos a partir defalsas napas o como consecuencia de alguna compactacin o presencia de un#ori!onte fuertemente textural.

En suelos de textura fina se #an llegado a registrar ascensos capilares de#asta 3 m, en texturas medias de + y +,3 m y en texturas gruesas de 1,?1m.

El ascenso suele traer apare'ado prolemas de #alomorfismo por el ascenso desales con el agua.

7ig.1- &scenso capilar en materiales de distinta porosidad


6/10

c. #edistriucin del a$ua del suelo

El proceso de la redistriucin o drena'e interno tiene inicio cuando cesada lainfiltracin del agua de llu%ia o irrigacin. Por lo tanto, el tiempo final de lainfiltracin es el tiempo cero de la redistriucin. En el inicio de ese proceso, la

fuer!a gra%itacional es la principal responsale por las alteraciones ocurrentes,y la #umedad en las proximidades de la superficie del suelo es la que msrpidamente decrecer, si el suelo presentare uenas condiciones para eldrena'e lire.

>anto la tasa de flu'o descendente como la #umedad sern progresi%amentedisminuidas con el tiempo, #asta cuando esas %ariaciones se tornasen tanpequeas como despreciales. En esas condiciones, se acostumra decir queel exceso de agua fue drenado y el suelo alcan! su condicin de capacidad decampo, lo que puede tomar #oras, das o semanas *la presencia de camadasrestricti%as #ace con que aumente ese tiempo.

"a capacidad de campo #a sido asumida como el lmite superior dedisponiilidad a las plantas y, por eso, adquiri gran importancia,particularmente en la ingeniera de la irrigacin.

%. Movimiento en flujo saturado.

En flu'o saturado al no #aer interfase agua < aire las fuer!as capilares sonnulas y el m es cero.

El mo%imiento de agua en suelo a flu'o saturado puede explicarse a tra%$s de

la 5Primera ley de flu'o de la #umedad5 de Darcy que dice( 5En un suelosaturado el agua se mue%e en direccin de la disminucin de presin#idrulica, con una %elocidad directamente proporcional a la diferencia depresin #idrulica entre dos puntos y la conducti%idad del suelo al aguaF ein%ersamente proporcional a la distancia entre los dos puntos5.

)n medio filtrante #omog$neo, de altura " y rea trans%ersal &, se percola conagua *u otro lquido incompresile. En las partes superior e inferior del filtro se#an colocado tuos aiertos de manmetro. El lquido sue a #3 y #+, sore elplano de ni%el seleccionado.


7/10

"a cantidad de agua G que fluye #acia el interior del filtro, durante un inter%alodado, es igual a la cantidad que fluye #acia el exterior durante el mismointer%alo. @ariando experimentalmente los di%ersos %alores incluidos, se puedededucir la relacin en esta forma(

& = QA

' 4 /audal( cantidad de agua en funcin del tiempo *cm8H#!4 &rea *cm3& 4 @elocidad de flu'o *cmH#

& = -K(h2h1)Z2Z1 = -K

h

L = - x i

Dnde(K4 conducti%idad #idrulica *cmH# 4 gradiente #idrulico *cm*4 distancia *cm

i 4h

L 4 gradiente de potencial #drico *adimensional

Fig.0% &iagrama es'uemtico del e)perimento de &arc*


8/10

"a constante de proporcionalidad 6 depende de las propiedades del fluido y del

medio poroso #omog$neo. El signo menos en la expresin indica que el flu'o es

en direccin opuesta a la de # creciente.

"a conducti%idad #idrulica 6 est relacionada con la permeailidad intrnsecadel material slido del suelo *A y con la fluide! del agua que depende de ladensidad del agua, la gra%edad y la %iscosidad *f.

K = x f

4 permeailidad intrnsecaf4 fluide! *depende del lquido

En condiciones de saturacin la $ravedad es la fuer!a directri! del mo%imiento,y los suelos ms conductores son aquellos que poseen una proporcin de

poros grandes mientras que los menos conductores son los que presentan unamayor proporcin de micro poros.

+i"os de conductividad

"enta *suelo arcilloso +,3-


9/10

El mo%imiento de agua en forma lquida determina el mo%imiento de solutos, noas el mo%imiento en fase de %apor. Si se anali!a el mo%imiento de agua pormonitoreo de sales, 0deen separarse amos mecanismos *flu'o lquido y flu'ode %apor.Se oser%a que los mo%imientos en fase de %apor en suelos son mayores que

las estimaciones a tra%$s de las ecuaciones de difusin. Parecera imposileseparar estos procesos *flu'o lquido y flu'o de %aporF produci$ndose unasecuencia comple'a de mo%imientos en el estado lquido y en el estado de%apor.

Se asume comnmente que el flu'o lquido es el que domina en mo%imientosde agua en suelos *condiciones cercanas a las isot$rmicas, la contriucin delmo%imiento en fase %apor es casi nula en la regin de las races, donde lasfluctuaciones de temperaturas diurnas son sua%es.


10/10

3I&4#5I! 3!6I73!* I3+4#6*+#!* 4 *! !M!8739!

!6*+! 4 I3;43I4#9! < 6I436I!5 !MI43+!*45

6arrera : Bngeniera &groforestal &cucola

6urso : Edafologia

ocente : Bng. &grnomo. Jadia Iasaya Panduro >ena!oa

+ema : Dinmica del &gua en el Suelo

!lumna : Krecy Lapata Sala!ar

eca : 3;H +1H31+-

dinamica agua suelo

Documents