Riego y Drenaje Agricola Abcdefghij

7/22/2019 Riego y Drenaje Agricola Abcdefghij

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI

FACULTAD DE INGENIERIA

CENTRO DE INVESTIGACION Y ESTUDIOS DE POSGRADO

YAREA AGROGEODSICA

A P U N T E S D E L A M A T E R I A D E

R I E G O Y D R E N A J E

DR. RODOLFO CISNEROS ALMAZAN1

1 Profesor Investigador del Centro de Investigacin y Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniera de la

Universidad Autnoma de San Luis Potos.


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Apuntes de Riego y Drenaje

CONTENIDO

PRLOGO. ..............................................................................................................................................viCAPITULO I. INTRODUCCIN ................................................................................................................7

1.1. Historia del riego.............................................................................................................................71.2. Recursos de la agricultura a nivel mundial. ...................................................................................71.3. Recursos de la agricultura en Mxico ............................................................................................81.4. Resumen de la situacin del riego en Mxico................................................................................9

1.4.1. Demanda del agua ..................................................................................................................91.4.2. Aguas subterrneas.................................................................................................................91.4.3. Agua superficial .....................................................................................................................101.4.4. Prdidas en el uso de las aguas para el riego ......................................................................10

CAPITULO II. SUELOS AGRCOLAS.....................................................................................................112.1. Generalidades de los suelos. .......................................................................................................112.2. Conceptos fundamentales............................................................................................................112.3. Factores de formacin de los suelos............................................................................................122.4. Desarrollo del suelo......................................................................................................................132.5. Morfologa del suelo. ....................................................................................................................142.6. Propiedades fsicas del suelo.......................................................................................................16

2.6.1. Textura...................................................................................................................................16

2.6.2. Estructura...............................................................................................................................192.6.3. Densidad aparente. ...............................................................................................................212.6.4. Densidad real.........................................................................................................................232.6.5. Porosidad...............................................................................................................................232.6.6. Infiltracin...............................................................................................................................25

a. Mtodo de infiltrmetro de doble cilindro. ................................................................................26b. Mtodo de entradas y salidas (en surcos). ..............................................................................33Infiltracin acumulada. .................................................................................................................33

Aplicaciones de la Infiltracin.......................................................................................................332.6.7. Permeabilidad. .......................................................................................................................352.6.8. Conductividad hidrulica........................................................................................................352.6.9. Percolacin. ...........................................................................................................................36

CAPITULO III. EL AGUA Y LA ATMOSFERA DEL SUELO...................................................................37

3.1. Fuerzas de retencin del agua.....................................................................................................373.2. Clasificacin de humedad en el suelo..........................................................................................383.3. Determinacin de los parmetros de humedad. ..........................................................................39

3.3.1. Determinacin de la Capacidad de Campo...........................................................................393.3.2. Determinacin del Punto de Marchitez Permanente.............................................................403.3.3. Humedad Aprovechable o Disponible. ..................................................................................41

3.4. Contenido de humedad del suelo.................................................................................................413.5. Medida del contenido de humedad. .............................................................................................42

3.5.1. Mtodos directos....................................................................................................................423.5.2. Mtodos indirectos.................................................................................................................45

CAPTULO IV. CUNDO Y CUNTO REGAR? ..................................................................................504.1. Evaporacin..................................................................................................................................504.2. Transpiracin................................................................................................................................50

4.3. Consumo de agua por las plantas................................................................................................504.3.1. Diferencia entre evapotranspiracin y uso consuntivo..........................................................504.3.2. Factores que afectan la evapotranspiracin..........................................................................504.3.3. Mtodos para estimar la evapotranspiracin.........................................................................53

4.3.3.1. Mtodos directos. ............................................................................................................534.3.3.2. Mtodos indirectos. .........................................................................................................54

4.3.4. Cundo regar?.....................................................................................................................614.3.5. Determinacin del requerimiento de riego.............................................................................614.3.6. Calendario de riego. ..............................................................................................................66

4.3.6.1. Mtodos para determinar el calendario de riego. ...........................................................66

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CAPTULO V. SISTEMAS DE RIEGO....................................................................................................775.1. Definicin y objetivos del riego.....................................................................................................775.2. Sistemas y mtodos de riego. ......................................................................................................77

5.2.1. Sistemas de riego. .................................................................................................................775.2.2. Mtodos de riego fundamentales. .........................................................................................77

5.3. Seleccin de sistemas de riego....................................................................................................815.4. Proyectos de riego........................................................................................................................825.5. Eficiencia de riego. .......................................................................................................................835.6. Sistemas de riego superficial. ......................................................................................................84

5.6.1. Riego por inundacin de cuadros..........................................................................................845.6.2. Riego por bordos siguiendo curvas a nivel............................................................................865.6.3. Riego por melgas o fajas. ......................................................................................................88

5.6.3.1. Diseo de melgas con base en ecuaciones empricas:..................................................915.6.4. Riego por surcos....................................................................................................................97

5.6.4.1. Diseo de surcos con base en ecuaciones empricas:...................................................995.6.4.2. Mtodos con base en tablas y grficas........................................................................ 1035.6.4.3. Mtodo de campo (obteniendo curvas de avance y recesin). ................................... 104

5.6.5. Riego por corrugaciones..................................................................................................... 1065.6.6. Riego por camas meloneras............................................................................................... 1075.6.7. Sistemas de riego por aspersin ........................................................................................ 108

5.6.7.1. Diseo de un sistema de riego por aspersin ............................................................. 113CAPTULO VI. DRENAJE AGRCOLA. ............................................................................................... 116

6.1. Introduccin. .............................................................................................................................. 1166.2. Definiciones breves del drenaje agrcola. ................................................................................. 1166.3. Objetivos del drenaje................................................................................................................. 1166.4. Historia del drenaje.................................................................................................................... 1166.5. Por qu la necesidad de drenar? .............................................................................................. 117

6.5.1. Efectos nocivos del exceso de humedad sobre el suelo y los cultivos. ............................. 1176.6. Efecto de la salinidad sobre suelos y plantas. .......................................................................... 118

6.6.1. Efecto de la salinidad sobre los suelos. ............................................................................. 1186.6.2. Efecto de la salinidad sobre las plantas. ............................................................................ 118

6.7. Sistemas y tipos de drenaje. ..................................................................................................... 1196.7.1. Sistemas de drenaje. .......................................................................................................... 119

6.7.2. Tipos de drenes. ................................................................................................................. 1216.8. Estudios previos al drenaje. ...................................................................................................... 1226.8.1. Delimitacin de la zona afectada........................................................................................ 1226.8.2. Diagnstico del problema. .................................................................................................. 123

6.9. Elaboracin del proyecto. .......................................................................................................... 1236.9.1. Trabajos de campo y toma de datos. ................................................................................. 1236.9.2. Trabajos de laboratorio....................................................................................................... 1246.9.3. Trabajos de gabinete. ......................................................................................................... 125

6.10. Drenaje superficial................................................................................................................... 1266.10.1. Caudal a eliminar. ............................................................................................................. 1266.10.2. Diseo hidrulico de los drenes. ...................................................................................... 128

6.11. Drenaje subsuperficial. ............................................................................................................ 1296.11.1. Trazo del drenaje subterrneo en el campo..................................................................... 129

6.11.2. Eleccin entre zanjas y drenes......................................................................................... 1306.12. Prcticas asociadas al drenaje................................................................................................ 1316.12.1. Drenaje topo. .................................................................................................................... 1316.12.2. Subsoleo. .......................................................................................................................... 132

CAPTULO VII. BIBLIOGRAFIA........................................................................................................... 134Anexo 1. Relacin de la textura con algunas propiedades fsicas del suelo....................................... 137Anexo 2. Clasificacin de suelos con nfasis en el riego.................................................................... 139Anexo 3. Cundo y Cunto regar? (Adaptacin del mtodo del U.S.D.A.)....................................... 142Anexo 4. Coeficiente de desarrollo Kc de algunos cultivos................................................................. 152

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Anexo 5. Evapotranspiracin de diseo diaria y requerimiento durante el ciclo (mm) de algunoscultivos. ................................................................................................................................. 154

Anexo 6. Diseo de un sistema de drenaje subterrneo..................................................................... 155

INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Limitacin de la agricultura en el mundo por el factor suelo....................................................7Cuadro 2. Presencia del agua sobre la superficie terrestre. ....................................................................8Cuadro 3. Superficie de Mxico en relacin con la precipitacin. ............................................................8Cuadro 4. Superficie de Riego en Mxico en relacin con el aprovechamiento. .....................................8Cuadro 5. La textura y su variacin en dimetro. ...................................................................................17Cuadro 6. Rangos de partculas correspondientes a las distintas clases texturales. ............................18Cuadro 7. Relacin de la estructura con la velocidad de infiltracin. .....................................................20Cuadro 8. Clasificacin de la magnitud de infiltracin. ...........................................................................26Cuadro 9. Clasificacin propuesta para indicar la permeabilidad. .........................................................35Cuadro 10. Valores de K segn tipo de suelos. .....................................................................................36Cuadro 11. Parmetros de humedad segn tipo de suelo. ....................................................................42Cuadro 12. Gua para determinar cunta humedad en mm/m puede agregarse para que el suelo

quede a capacidad de campo. ................................................................................................43

Cuadro 13. Porcentajes de hora luz o insolacin en el da para cada mes del ao en relacin alnmero total de un ao (P). .....................................................................................................58

Cuadro 14. Valores de la expresin ((t+17.8) / 21.8) en relacin con temperaturas medias en C parausarse en la frmula de Blaney y Criddle. ...............................................................................58

Cuadro 15. Coeficientes globales de uso consuntivo (Kg) para diferentes cultivos...............................59Cuadro 16. Coeficientes de desarrollo Kc para el uso en el clculo de usos consuntivos ....................60Cuadro 17. Coeficientes de desarrollo de Kc para uso en el clculo de usos consuntivos. ..................60Cuadro 18. Gua para seleccionar el mtodo de riego. ..........................................................................82Cuadro 19. Eficiencia o cantidad de agua til para las plantas que queda en el suelo segn el mtodo

de riego. ...................................................................................................................................83Cuadro 20. Problemas que se pueden presentar en el riego y sus soluciones .....................................84Cuadro 21. Normas generales para el diseo de riego superficial por melgas......................................90Cuadro 22. Eficiencias recomendadas para el diseo de riego por melgas. .........................................90

Cuadro 23. Superficie de tierras con drenaje en Mxico. .................................................................... 117Cuadro 24. Rangos de la tolerancia relativa a la salinidad por los cultivos. ....................................... 119Cuadro 25. Suelo y parmetros topogrficos importantes para seleccionar el tipo de drenaje.......... 133

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Composicin general aproximada de un suelo tpico..............................................................12Figura 2. Etapas de formacin de un suelo ideal. ..................................................................................13Figura 3. Tringulo de las texturas. ........................................................................................................17Figura 4. Efecto de la estructura sobre la infiltracin..............................................................................20Figura 5. Esquema de barrena tipo Uhland para muestras de volumen conocido. ...............................22

Figura 6. Resultados de la prueba de velocidad de infiltracin por medio del infiltrmetro. ..................32Figura 7. Grfica logartmica de los resultados de la prueba de velocidad de infiltracin por medio delinfiltrmetro. .............................................................................................................................32

Figura 8. Velocidad de infiltracin ajustada y acumulada.......................................................................34Figura 9. Formas presentes del agua y del aire en el suelo. ..................................................................38Figura 10. Determinacin de la capacidad de campo por medio de la textura. .....................................40Figura 11. La radiacin, el viento, la temperatura y las lluvias afectan la cantidad de agua que

necesitan las plantas. ..............................................................................................................51 Figura 12. En las plantas el desarrollo del sistema radicular est en proporcin a la parte area........52Figura 13. En el suelo pueden existir problemas para el desarrollo de las races. ................................52

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Figura 14. Prdidas de agua en cultivos.................................................................................................53Figura 15. Evapotranspirmetro de Thornthwaite. .................................................................................54Figura 16. Bandeja de evaporacin. A). Tanque situado sobre pasto o cultivo, CASO A. B). Tanque

situado sobre suelo desnudo, CASO B. ..................................................................................56Figura 17. Patrn de extraccin de humedad de suelos homogneos por las plantas. ........................61Figura 18. Programacin de riegos por el mtodo grfico......................................................................68Figura 19. Mtodo de riego en cuadros. .................................................................................................85Figura 20. Mtodo de riego por regaderas que siguen curvas a nivel. ..................................................86Figura 21. Mtodo de riego por bordos que siguen curvas a nivel.........................................................87Figura 22. Mtodo de riego por melgas. .................................................................................................88Figura 23. Grfico para calcular caudal unitario en melgas. ..................................................................96Figura 24. Grfico para corregir el caudal por pendiente. ......................................................................96Figura 25. Mtodo de riego por surcos. ..................................................................................................97Figura 26. Curvas para determinar largos de surcos en funcin del suelo. ........................................ 104Figura 27. Curvas de avance y recesin. ............................................................................................ 105Figura 28. Mtodo de riego por corrugaciones.................................................................................... 106Figura 29. Mtodo de riego por camas meloneras. ............................................................................. 107Figura 30. Partes de un equipo de riego por aspersin....................................................................... 108Figura 31. Efecto del viento sobre el riego por aspersin. .................................................................. 109Figura 32. Diversos tipos de riego por aspersin. ............................................................................... 111

Figura 33. Sistema de drenaje de zanjas abiertas. ............................................................................. 120Figura 34. Sistema de drenaje subterrneo o parcelario..................................................................... 121Figura 35. Sistema de drenaje de zanjas paralelas............................................................................. 121Figura 36. Tipos de drenes subterrneos............................................................................................ 122Figura 37. Seccin normal de un dren superficial. .............................................................................. 129Figura 38. Diferentes tipos de trazos en sistemas de drenaje. ........................................................... 130Figura 39. Construccin de un drenaje topo........................................................................................ 131

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PRLOGO.

Este trabajo tiene como principal objetivo ser una gua de estudio de la materia de Riego y Drenaje,

para todos los estudiantes de Ingeniera que tengan alguna relacin con los aspectos de riego en la

agricultura, pero principalmente para los alumnos de la carrera de Ingeniero Topgrafo Hidrlogo y de

Ingeniero Agroindustrial del rea Agrogeodsica que son a quienes se imparte la materia dentro de su

plan de estudios. Este trabajo, tambin puede ser til para aquellos interesados en la consulta

bibliogrfica en el rea de Irrigacin de la Maestra en Hidrosistemas de esta misma Facultad.

En este trabajo, se trata de reunir lo ms importante de los aspectos bsicos de los suelos agrcolas y

su aplicacin a las condiciones de riego y de drenaje agrcola. Un captulo de las relaciones existentes

de los suelos y su interaccin con los factores climticos, hdricos y con las plantas, para llevar a cabo

una produccin de cultivos. Tambin se ha aadido un captulo sobre los mtodos de riego, sus

caractersticas y los factores de diseo. El ltimo captulo, se refiere al drenaje agrcola, su

importancia, sus caractersticas y su diseo. En los anexos se han agregado aspectos de riego y

drenaje que son experiencias o metodologas poco comunes, pero que se han utilizado en el sudoeste

de los Estados Unidos de Norteamrica y que un servidor tuvo la oportunidad de conocer durante sus

estudios de Maestra.

Es importante sealar, que se ha tratado de recopilar la informacin ms importante generada en esta

rea por varios autores, aadiendo aspectos prcticos. Es necesario aclarar que este trabajo pretende

adecuar y complementar otros textos escritos en esta materia, pero ms especficamente, la de

presentar una visin general del riego y el drenaje agrcola a los estudiantes, sobre los aspectos ms

importantes de la aplicacin del riego a los cultivos.

Finalmente quiero mencionar que a todos aquellos que quieran introducirse de manera ms detallada

en esta materia, tendr por fuerza, que revisar muchos otros libros que se encuentran de manera

especfica en libreras o bibliotecas.

El Autor

Octubre del 2003.

Rev. 2005

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CAPITULO I. INTRODUCCIN

1.1. Historia del riego.

El agua que requieren los cultivos es aportada en forma natural por las precipitaciones, pero cuando

sta es escasa o su distribucin no coincide con los perodos de mxima demanda de las plantas, esnecesario aportarla artificialmente, es decir a travs del riego.

Por otra parte, es sabido que las actividades agropecuarias son la base de la alimentacin y desobrevivencia para el hombre, por esta razn cada una de sus reas o disciplinas de estudio einvestigacin, deben fortalecerse para producir ms con menos recursos y a un menor costo. El riegoagrcola, por su estrecha relacin con el uso, el manejo y la conservacin del agua, es una de estasreas dentro de la agricultura que requiere de mayores estudios, avances tecnolgicos y de laaplicacin de los mismos sin deteriorar el medio ambiente.

El riego, se considera como una ciencia milenaria, en algunos pases el riego se estableci como unaactividad de vital importancia, entre los casos de pueblos con vocacin en la irrigacin se tienen a losantiguos egipcios, chinos, babilonios e hindes.

En Mxico, un ejemplo clsico de sistemas de riego antiguos son las chinampas, sistemas deproduccin agrcolas sobre los lagos, utilizados por los aztecas antes de la poca de la conquista conla finalidad de producir los cultivos bsicos de su alimentacin en forma segura; el sistema en scombina el conocimiento del riego subterrneo con la hidroponia (cultivo de plantas sin suelo).

Despus de los 80s, en todo el mundo fue desarrollndose el riego como una ciencia evolutiva de talmanera que las tcnicas ao con ao, son cada vez mejores por que conjunta ahorro de agua, ahorrode energa y al ser extensivas abaratan los costos, con un aumento en la produccin importante. Ensta poca se introducen tcnicas de fertilizacin y aplicacin de qumicos a travs del riego, lo quese ha denominado fertigacin y quemigacin. Esta prctica ha desencadenado una alta productividaden los cultivos y ha hecho ms eficiente el uso de los recursos.

1.2. Recursos de la agricultu ra a nivel mundial.

FAO (1974) quien es citado por Aguilera y Martnez (1986), ha establecido que las limitaciones de laagricultura por las condiciones del suelo a nivel mundial son:

Cuadro 1. Limitacin de la agricultura en el mundo por el factor suelo.

Situacin (limitacin). Porcentaje de la superficie enel mundo.

Demasiado seco 28Problemas qumicos 23Suelos poco profundos 22

Demasiado hmedo 10Permanentemente congelado 6Ninguna limitacin 11

Por otra parte, segn Gorsky (1962) citado por Aguilera y Martnez (1986) la existencia del agua en elmundo se distribuye de la siguiente forma:

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Cuadro 2. Presencia del agua sobre la superficie terrestre.

Forma presente del aguaVolumen de agua(millones de km3) Porcentaje

Ocanos 1370 97.57Casquetes polares 30 2.14

Agua de ros y lagos 4 0.29Atmsfera 0.007 - 0.012 0.0005Total 1404 100.0005

Segn la estadstica anterior puede decirse que el agua est en abundancia sobre la tierra respecto ala superficie de la planeta, sin embargo, slo una mnima parte (menos del 0.01% de total), estnpotencialmente disponibles para su uso, el resto no puede utilizarse.

1.3. Recursos de la agricu ltura en Mxico

En Mxico existen zonas con marcadas diferencias entre la disponibilidad de agua y de tierras aptaspara desarrollar agricultura intensiva y extensiva, estas diferencias se deben bsicamente a dos

factores la topografa y el clima.

Cuadro 3. Superficie de Mxico en relacin con la precipitacin .

Clasificacin declima

Precipitacin(mm)

% Superficie enMxico

Observaciones(Riego)

rido < 400 62.8 IndispensableSemi-rido 400 - 600 31.2 Necesario

Semi-Hmedo 600 - 1500 4.5 ConvenienteHmedo > 1500 1.5 Innecesario

Aunado a esto, tambin el riego est en funcin de la frecuencia e intensidad de precipitacin de cadazona en relacin con la duracin y fisiologa de los cultivos.

Conjuntado todo, podemos resumir que los principales factores limitantes para la agricultura enMxico son: (1) aridez y (2) topografa. Tomando en cuenta estos factores, el futuro agrcola del passe basa en la explotacin de 34.7 millones de ha que es la superficie factible de sembrar.

El rea estimada total regable es de 9.76 millones de ha (FAO, 2000). Segn Rovirosa (1976) citadopor Aguilera y Martnez (1986), la superficie regada total en Mxico ascenda a 4' 850,000 ha.

Actualmente FAO (2000) ha estimado que la superficie regada total en Mxico es deaproximadamente 6' 300,000 ha. En nuestro pas, en la ltima dcada se ha procurado mejorar laeficiencia de riego ms que en ampliar la frontera agrcola.

Cuadro 4. Superficie de Riego en Mxico en relacin con el aprovechamiento.

Forma de riegorea regada

(millones de ha)

Agua superficial 4.12Agua subterrnea 1.70Aprovechamientos mixtos 0.43

Total riego 6.25

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1.4. Resumen de la situacin del riego en Mxico.

De acuerdo con Ramos (1997) la situacin del riego es:

Mxico es un pas de gran tradicin en el riego con obras hidrolgicas la cual se remota a lapoca Prehispnica.

Despus de la Revolucin Mexicana inicia la construccin de grandes obras de riego. Se

forma la Comisin Nacional de Irrigacin (1926). En 1946 nace la Secretara de Recursos Hidrulicos y con ella los Distritos de Riego (otrasreferencias dicen que en 1930).

En 1976 las Secretaras de Agricultura y Ganadera y la de Recursos Hidrulicos se fusionanen la SARH. La Subsecretaria de Infraestructura Hidrulica continu con la construccin delos Distritos de Riego.

En 1989 se cre la Comisin Nacional del Agua (CNA) como autoridad ejecutiva del agua. En todo este tiempo se tom mas importancia en la red de distribucin mayor que a las redes

interparcelarias y muy poco en el desarrollo parcelario. En 1989 la CNA inicio un Programa de Modernizacin y Transferencia de los Distritos de

Riego a los usuarios. Hasta 1994 se haban entregado 294,000 ha a 397 Asociaciones deUsuarios (425 mil usuarios). Ahora ellos se encargan de recaudar cuotas, dar mantenimientoy operacin a los distritos, 59 distritos estn totalmente transferidos, 13 parcialmente y 9 sin

transferir. En 1992 nace el Programa de Desarrollo Parcelario (PRODEP) encargado de las redesmenores de riego.

En Mxico los mtodos de riegos mas utilizados para aplicar el agua a las parcelas son los degravedad y los presurizados.

El riego parcelario presurizado ocupa el 10% de la superficie bajo riego en el pas, el 90%restante se riega por gravedad.

La superficie bajo riego es de 6256,032 ha; riegos presurizados (610,000 ha) y riego porgravedad (5490,000 ha). Que en su mayor parte ha sido construida por el Gobierno Federal yla dems con participacin o por cuenta de los propios beneficiarios.

Los riegos ms comunes en riego por gravedad son: surcos y melgas. Los riegos ms comunes en riego presurizados son: aspersin, goteo y micro aspersin. Actualmente 20 millones de ha en promedio se cosechan en el pas.

De esta 6.1 millones lo hace bajo riego con una produccin aproximada del 56% del valor dela cosecha total nacional, lo que significa que en las reas regadas, la productividad promedioes de 3 veces la obtenida en las reas de temporal.

3.3 millones de ha estn comprendidas dentro de los 81 Distritos con 500 mil usuarios. El resto 2.8 millones de ha se encuentra repartida en aproximadamente 27 mil pequeos

aprovechamientos que constituyen las Unidades de Riego. La eficiencia de conduccin en promedio nacional es de 62% (segn CNA), aunque hay

quienes reportan una eficiencia entre 45-60%. La eficiencia de aplicacin es del 60% aproximadamente.

1.4.1. Demanda del agua

De acuerdo con la CNA (2001), en Mxico se utilizan anualmente 78 mil millones de metros cbicosde agua, de los cuales el 83% se destina a la agricultura, el 12 % al servicio pblico urbano y el 5%restante a la industria.

1.4.2. Aguas subterrneas

La CNA (2001) reporta que en el pas existen 600 acuferos, de los cuales 100 estn sobreexplotados, de estos ltimos proviene el 50% del volumen del agua subterrnea que se utiliza. El aguasubterrnea representa un recurso estratgico indispensable para el suministro, sobre todo en las



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zonas ridas, donde se depende en gran parte de ella, adems de representar 1/3 parte del aguautilizada en la agricultura.

El desarrollo de los recursos de agua subterrnea se aceler a fines de los aos 40s y a principios delos aos 50s. A nivel nacional existen 258 grandes acuferos, todos explotados. En la actualidadexisten en operacin ms de 130,000 pozos con capacidad de bombeo significativa utilizandoelectricidad. Ms de 80,000 de estos principales pozos son utilizados para propsitos de irrigacin. En1993 el bombeo de agua para irrigacin utilizaba una cantidad en 7,000 GWh, lo cual corresponde aaproximadamente 7% de la energa utilizada en todo el pas.

1.4.3. Agua superficial

El uso de agua proveniente de ros y lagos fue en un principio la principal fuente de utilizacin para elhombre, sin embargo, actualmente su uso depende principalmente de diversos factores antrpicos,dentro de estos ltimos se contempla la sobreexplotacin y la contaminacin que limitan su uso. Lascausas de la sobreexplotacin son principalmente los sitios con grandes concentraciones depoblacin y las grandes prdidas en los sistemas de distribucin de uso pblico urbano (44%) y enriego (60%). En cuanto a la contaminacin, la CNA maneja un porcentaje entre 70 y 75% decontaminacin de aguas superficiales, que representa la suma porcentual del agua contaminada msel agua poco contaminada, sta ultima representa alrededor del 60% de las cifras mencionadas.

1.4.4. Prdidas en el uso de las aguas para el riego

En lo que se refiere a las prdidas de agua en el riego la CNA (2001) la estima en un rango del 45hasta el 60%, debidas principalmente a la mala infraestructura. Los principales efectos de estasprdidas, son el incremento en los costos de produccin y la disminucin en la disponibilidad delrecurso.

Actualmente en nuestro pas se ha calculado que dentro de la superficie regable existen poco ms de300 mil hectreas ociosas, que no se cultivan por diversas causas, siendo las principales: salinidad,malas condiciones fsicas del terreno, falta de desmonte, problemas de tenencia de tierra y falta decrdito; todas ellas contribuyen a disminuir la eficiencia del riego (Ramos, 1997).

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CAPITULO II. SUELOS AGRCOLAS

2.1. Generalidades de los suelos.

El estudio de los suelos agrcolas se encuentra circunscrito en el estudio de varias ramas de la cienciaque se interrelacionan entre s. Una de las ciencias que agrupa a todas estas ramas se le hadenominado: Edafologa.

Podemos definir a la edafologa como la ciencia que estudia las diferentes propiedades del suelo quese relacionan con la productividad agrcola y determina las causas y efectos de variacin de laproductividad agrcola e investiga los medios para preservar y aumentar esa productividad.

El origen del vocablo edafologa es el siguiente:

EdafologaEdafs suelo

tratado

logos

Otro vocablo que se relaciona con la edafologa aunque usado menos frecuentemente es el de lapedologa, cuyo origen es peds (piso). De tal forma que podemos interpretar a la edafologa opedologa como la ciencia del suelo.

El suelo agrcola en general es el hbitat de las plantas donde se desarrolla la productividad agrcolapara beneficio del hombre, esto se muestra como un sistema y esquemticamente se puederepresentar de la siguiente forma:

Sistema suelo-planta-produccin .

ANCLAJE NATURAL

APORTA NUTRIENTES

APORTA AGUA PRODUCTIVIDADSUELO AGRICOLA

PLANTA

2.2. Conceptos fundamentales.

El suelo es un sistema abierto; a los factores: clima, tiempo, biolgicos, etc. El sistema suelo no soloes un material que sostiene y nutre a las plantas, tiene un significado ms general, incluye a las rocas,

agua, materia orgnica y formas vivientes, y aun en el aire, materiales y substancias que intervienendirecta o indirectamente en el desarrollo de las plantas.

Definicin de suelo:

El suelo es el material mineral no consolidado sobre la superficie de la tierra; que ha estado sujeto einfluenciado por factores genticos y del medio ambiente como son el material madre, clima,incluyendo efectos de humedad, temperatura, los macro y microorganismos y la topografa, todosellos actuando en un perodo de tiempo y originando un producto, el suelo, que difiere del material del



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cual es derivado en muchas propiedades y caractersticas fsicas, qumicas, biolgicas y morfolgicas(U.S.D.A.)

Segn Ortiz y Ortiz (1988), el contenido de materia orgnica del suelo se relaciona con la vegetacinnativa, pero si la vegetacin es constante, la acumulacin es regulada por las condiciones climticas.

En cuanto a los minerales, estas son sustancias inorgnicas que tienen composicin qumica ypropiedades fsicas definidas. En el suelo existen partculas secundarias o agregados. Los minerales,son partculas unitarias y se clasifican en arcillas, limos y arenas. Las partculas secundarias oagregados estn formadas por la unin de las partculas primarias, por medio de cementantes.

En la siguiente figura pueden apreciarse los diferentes componentes de un suelo en relacin a suvolumen:

MATERIAORGANICA

5 - 12%MINERALES38%

ATMOSFERADEL SUELO

15 - 35%

SOLUCIONDEL SUELO

15 - 35%

Figura 1. Composicin general aproximada de un suelo tpico.

2.3. Factores de formacin de los suelos.

Los suelos se han formado a partir de la desintegracin y disolucin de las rocas, en este proceso el

agua tiene un papel fundamental, los suelos son arrastrados, desintegrados, acumulados. Desdeluego no slo el agua es importante para la formacin de los suelos, la temperatura, el viento, latopografa, los organismos vivos y muertos, el material original (roca) y otros factores han tenido quever con esa formacin.

Uno de los primeros cientficos que trataron de explicar la formacin del suelo en nuestra poca fueJenny (1941) citado por Ortiz y Ortiz (1988), quien basndose en ideas rusas propuso la funcin:

S = f(m, cl, o, r, t)donde:

m = material original r = relievecl = clima t = tiempoo = organismos

Las propiedades de los suelos estn estrechamente relacionadas con las propiedades de losmateriales parentales u originales.

Segn Donahue et al (1977), los materiales del cual los suelos son derivados son clasificados comomaterial residual, transportado y acumulado. Materiales residuales son rocas depositadas en un lugarque por accin del tiempo han dado origen al desarrollo del suelo. Materiales transportados sonfragmentos de rocas y minerales que han sido movidos a un lugar por el agua, el viento, el hielo, lagravedad o la combinacin de estos cuatro agentes. Los deltas de ros, dunas, rocas glaciales,taludes y pendientes son ejemplos de lo anterior. Materiales acumulados son residuos de plantas que

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se han preservado por mantos freticos elevados, desarrollando suelos orgnicos (tundras), un casocomn de stos se tienen en Alaska, Siberia, Canad e Irlanda.

Segn Ortiz y Ortiz (1988), los materiales parentales de los suelos mexicanos pueden clasificarse endos grupos: materiales residuales y materiales transportados. Aunque la mayora de los suelosagrcolas en nuestro pas fueron formados por transporte.

Bajo condiciones ideales, un suelo puede formarse completamente en 200 aos.

Por otra parte, en el proceso de formacin de los suelos en el mismo lugar de origen, es decir, dondese encuentra el material original, tericamente se consideran algunas etapas de intemperismo quepueden suceder: intemperismo fsico, qumico y bioqumico. Dentro de stas etapas se generan losprocesos de desintegracin, descomposicin y acumulacin de vegetacin respectivamente.

En el intemperismo fsico actan principalmente los factores de luz, agua y temperatura. En elintemperismo qumico se da la interaccin de los factores anteriores sumados a las reaccionesqumicas que suceden como son la hidrlisis, hidratacin, oxidacin, reduccin, etc. En elintemperismo bioqumico se da adems, la acumulacin de la vegetacin y la formacin de la materiaorgnica.

Las etapas de formacin del suelo, se pueden esquematizar segn lo muestra la siguiente figura:

Roca firm e Roca firmeRoca firme

1 2 3 4 5

Figura 2. Etapas de formacin de un suelo ideal.

2.4. Desarrollo del suelo.

El resultado final de la formacin del suelo depende de la interrelacin de los cinco factoresedafognicos siguientes:

Material madre.- De acuerdo con el material original donde se desarrolla el suelo, ste puede adquirirsus caractersticas de rapidez en su desarrollo, textura y nivel de fertilidad. Por ejemplo, las

rocas gneas, las cuarzosas y las areniscas producen suelos ligeros, las rocas bsicas ysedimentarias de grano fino producen suelos arcillosos y las calizas pueden dar origen asuelos de diferentes texturas.

Clima.- La lluvia, la temperatura y el viento son los tres componentes climticos que afectan en laformacin del suelo principalmente en contenido de materia orgnica, reaccin del suelo,lixiviacin y contenido de arcilla.



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Topografa.- De acuerdo con la pendiente del terreno (entre otros factores), dar la variacin de lamagnitud de la lmina de agua retenida o captada por el suelo, el grado de erosin y comoconsecuencia la clase de tierras para diversos usos.

Seres vivos.- La cubierta vegetal es de suma importancia en el desarrollo del suelo, de ella dependela acumulacin de materia orgnica y humus.

Tiempo.- El desarrollo del suelo necesita mucho tiempo e incluye las etapas siguientes:

a).- Material madre: roca original que produce el material original del suelo.

b).- Suelo joven o inmaduro: acumulacin de materia orgnica en la capa superficial, escasaintemperizacin y escaso lavado y movimiento de coloides.

c).- Suelo maduro: presencia del horizonte B (adems del A y el C), poco desarrollado y conalgunas semejanzas con el A, las principales diferencias entre A y B son el contenido demateria orgnica y el color del suelo.

d).- Suelo senil: horizonte B completamente diferenciado del horizonte A. Acumulacin en B demateriales coloidales provenientes de A, los cuales forman una capa impermeable quepuede ser de arcilla, humus, hierro o diversas mezclas. En esta etapa los suelos son poco

frtiles.

La mayor productividad natural se encuentra en los suelos maduros e inmaduros.

2.5. Morfologa del suelo.

El estudio de los suelos se hace a travs de pozos de observacin donde se describe una de suscaras (PERFIL) con todas sus capas (HORIZONTES), es decir la variacin vertical en cantidad dearcilla, textura, color, cantidad de materia orgnica, cantidad y tipos de sales, existentes en ese suelo,a ste estudio se le conoce como Morfologa de Suelos. Uno de los cientficos que iniciaron esteestudio fue Dokuchaiev, quien es considerado como el padre de la ciencia del suelo, posteriormente,se han dado normatividades para el estudio de los suelos, una de ellas es la de Soil Survey Staff

(1975), donde se define el perfil con sus horizontes a travs de una nomenclatura establecida, en lacual se incluyen letras maysculas (O, A, B, C y R), nmeros (O1, O2, A1, A2, B1, B2, etc.),subndices (Ap, B2h, Cm, etc.) y nmeros romanos (IIA1, IIICm, etc.). Las letras maysculas dividen dosgrupos de horizontes. los orgnicos con la letra O de los minerales con A, B, C y R. Los nmerosdenotan diferencias de transicin, color, lavado, etc. El uso de subndices en la nomenclatura seutiliza para especificar con mayor detalle un proceso o caracterstica de un horizonte.

A continuacin se describe un perfil de un suelo ideal donde se muestran todos los horizontesposibles de acuerdo a la descripcin anterior.

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O1 M.O. DE NATURALEZA VISIBLE

O2 M.O. DE ORIGEN NOIDENTIFICABLE

A1 HORIZONTE MINERAL RICO ENM.O.

A2 ZONA DE LAVADO

A3 HORIZONTE DE TRANSICIONB1 HORIZONTE DE TRANSICION

B2 HORIZONTE DE ACUMULACION

B3 HORIZONTE DE TRANSICION

C MATERIAL INTEMPERIZADO

R o D LECHO ROCOSO

Horizontes orgnicos

Solum

A (proceso

B (proceso

s de eluviacion o lavado)

s de iluviacion o acumulacion)

Para mayor comprensin, se presentan adems, dos descripciones de perfiles diferentes una de unsuelo tpico de zonas templadas y secas y otro de zonas hmedas y fras.

Ejemplo de suelo propio de regiones templadas y secas. No todoslos suelos sufren un lavado con arrastre de los materialesresultantes de la edafizacin, sino que, cuando la lluvia es escasa,este arrastre puede verse interrumpido en los periodos ms secosdel ao. Tal proceso es el que forma los suelos castaos,caracterizados por un horizonte A, en el que la materia orgnicadisminuye paulatinamente en profundidad, pues son las races de lavegetacin herbcea las que contribuyen a su acumulacin dexidos metlicos y materia orgnica, que se designa por B. Sepresenta siempre a continuacin un horizonte de acumulacin de

caliza ms o menos profundo (Ca), que nos marca la zona mximade penetracin estacional del agua a travs del perfil; en lasestaciones del agua a travs del perfil; en las estaciones hmedas elagua llega hasta esa capa y arrastra parte de los carbonatosalcalinotrreos existentes en la roca madre, pero al cesar las lluviasla evapotranspiracin detiene el proceso, y al ascender el agua, enparte en forma de vapor y en parte por las races de las plantas, seacumula el carbonato en esa zona. Debajo se encuentran loshorizontes C y D (R).



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Suelo propio de regiones hmedas y fras. El horizonte A de estesuelo se compone de dos capas diferentes: la superior estformada por la acumulacin de restos de vegetacin, en su partearea, ms decompuestos segn desciende en profundidad, y lainferior es de predominio mineral, pero que ha sido lavada por elagua que atraviesa el perfil, eliminando el humus los xidosmetlicos y parte de la arcilla. Estos materiales son arrastrados alhorizonte de acumulacin B, teido en su parte superior por esosmateriales retenidos, y ms claro en la inferior. Debajo se encuentrael horizonte C, constituido por la roca madre, que apenas ha sufridootros procesos que una ligera alteracin mecnica y qumica porhidratacin, lo que distingue del D (R), formado por la roca originalinalterada.

2.6. Propiedades fsicas del suelo.

En el suelo, podemos distinguir diferentes propiedades interactuando entre s originando a su vez unadiversidad de tipos de suelos, en funcin de la incidencia de cada una de ellas. Las principalespropiedades del suelo son: fsicas, qumicas y biolgicas. En el presente captulo abordaremos laprimera.

Mencionaremos las propiedades fsicas ms importantes del suelo: textura, estructura, densidadaparente, densidad real, porosidad, distribucin de poros por el tamao, consistencia, infiltracin,permeabilidad, conductividad hidrulica, percolacin y color. A continuacin se explicar cada una deellas.

2.6.1. Textura.

La textura en todos los sentidos, es una de las propiedades ms importantes del suelo y que incide enmuchas otras caractersticas o propiedades de los suelos. En el riego y el drenaje, la textura juega unpapel fundamental, en el clculo de lminas de riego, de lavado, en el proyecto y diseo de sistemasde riego y de drenaje. Por esta razn haremos una descripcin amplia de la misma.

La textura se refiere a las proporciones porcentuales de las agrupaciones por tamaos de los granos

individuales en una masa de suelo. Se refiere especficamente a los porcentajes de arcilla, del limo yde las arenas de menos de 2 mm de dimetro. Si las partculas mayores de 2 mm estn presentes encantidades significativas, al nombre de la textura se le agregar el adjetivo de gravoso o pedregososegn sea el caso.

Se han propuesto muchas escalas granulomtricas, pero dos de ellas son las ms usadas en laedafologa: El Sistema Internacional, propuesto por Atterberg, y el sistema usado por el Departamentode Agricultura de los Estados Unidos (U.S.D.A.), que en parte es coincidente con el primero, aunqueestablece ms separaciones. Los anlisis mecnicos de suelos del Departamento de Agricultura de

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los Estados Unidos se reportan generalmente en ambos sistemas. En nuestro pas, se ha extendido elsistema del U.S.D.A. Enseguida se presentan ambos:

Cuadro 5. La textura y su variacin en dimetro.

LIMITES DE LOS DIAMETROS (mm)FRACCIONES SISTEMA USDA SISTEMA INTERNACIONAL

(Atterberg)ARENA MUY GRUESA 2.0-1.0ARENA GRUESA 1.0-0.5 2.0-0.20ARENA MEDIA 0.5-0.25ARENA FINA 0.25-0.10 0.20-0.02ARENA MUY FINA 0.10-0.05LIMO 0.05-0.002 0.02-0.002

ARCILLA < 0.002 < 0.002

Rara vez una muestra de suelo estar constituida totalmente por una sola fraccin. Por ello, las clasesde textura estn basadas sobre distintas combinaciones de arena, limo y arcilla. La textura del suelo ylas posibles combinaciones de ellas se presentan grficamente en el tringulo de las texturas como el

que se muestra enseguida:

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

100

100

10

20

30

80

60

40

50

70

90

203080 60 40507090 10

PORCENTAJE DE ARENAS

ARCILL A

ARCILL OSO

LIMOSO

FRANCO ARCILLOSO

LIMOSO

FRANCO ARCILLOSO

ARCILL O

ARENOSO

FRANCO ARCILLOSO

ARENOSO

FRANCO ARENOSO

ARENA

FRANCO FRANCO LIMOSO

LIMOSO

Figura 3. Tringulo de las texturas.



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Como se observa en el tringulo de texturas, los nombres de las clases de suelos bsicamente seapoyan en los trminos: arena, limo, arcilla y migajn o franco, usados ya sea como nombres oadjetivos o ambos. Las clases texturales que se muestran son doce, stos son:

1. ARENA 5. MIGAJON LIMOSO2. ARENA MIGAJONOSA 6. LIMO

3. MIGAJON ARENOSO 7. MIGAJON ARENO ARCILLOSO4. MIGAJON (FRANCO) 8. MIGAJON ARCILLOSO

9. MIGAJON ARCILLO LIMOSO10. ARCILLA ARENOSA11. ARCILLA LIMOSA12. ARCILLA

Las clases que llevan el trmino "areno" o "arenoso" se suelen modificar adems con los trminos"muy fino", "fino", "grueso" y "muy grueso".

En relacin con la fertilidad y absorcin de agua, podemos mencionar que en los suelos de texturafina donde predomina la arcilla se tiene una mayor capacidad de absorcin de nutrientes, usualmente

son ms frtiles. En los suelos arenosos se tienen poros grandes y permiten una ms rpidainfiltracin del agua. Sin embargo, los suelos arcillosos tienen una mayor capacidad de retencin deagua debido a su mayor rea superficial; tienen un volumen de vacos total, mayor que los suelosarenosos.

Resumiendo el tringulo de las texturas y lo que hemos mencionado en relacin con el porcentaje departculas y el tipo de suelos, presentamos el siguiente cuadro:

Cuadro 6. Rangos de partculas correspondientes a las dist intas clases texturales.

CLASIFICACION TEXTURAL % ARENAS % LIMO % ARCILLA TIPO

ARENAS 85-100 0-18 0-10 LIGERO

ARENA MIGAJON 70-90 0-30 0-15 LIGERO

MIGAJON ARENOSO 52-82 0-48 0-20 LIGERO

MIGAJON ARCILLO ARENOSO 45-80 0-28 20-35 MEDIO

MIGAJON ARCILLO LIMOSO 0-20 20-72 28-40 MEDIO

FRANCO 24-52 28-50 8-28 MEDIO

MIGAJON LIMOSO 0-50 50-80 0-28 MEDIO

MIGAJON ARCILLOSO 20-45 15-52 28-40 MEDIO

LIMO 0-20 80-100 0-12 MEDIO

ARCILLA ARENOSA 45-65 0-20 35-55 PESADO

ARCILLA 0-45 0-40 40-100 PESADO

ARCILLA LIMOSA 0-20 40-60 40-60 PESADO

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2.6.2. Estruc tura

Desde el punto de vista morfolgico, es el grado, forma o modo en que las partculas integrantes deun suelo, se asocian entre s, formando en forma natural grupos unidos sin la intervencin del hombre.

Los agregados son unidades secundarias o grnulos de muchas partculas de suelo enlazadas ocementadas por sustancias orgnicas, xidos de hierro, carbonatos, arcillas o slice. Los agregados

naturales se denominan peds (granos) y varan su estabilidad en el agua; los terrones son masascoherentes de suelo, de cualquier forma, que se han quebrado por un medio artificial como lalabranza.

La estructura afecta la penetracin del agua, el drenaje, la aireacin y el desarrollo de las races,incidiendo as en la productividad del suelo y las facilidades de la labranza.

Los diferentes tipos de estructura ms comunes se presentan enseguida:

ESTRUCTURA CARACTERISTICA

a.Granular. Relativamente no porosos; agregados pequeos (tamao menorde 2 cm de dimetro), esferoidales, no ajustados a los agregados

adyacentes. Se localizan comnmente en el horizonte "A".b.Migajosa. Relativamente porosos; agregados pequeos y esferoidales noajustados a los agregados adyacentes. Se localizan comnmente en elhorizonte "A".

c.Laminar. Agregados similares a placas; las dimensiones verticales de losagregados en posicin natural son menores que sus dimensioneshorizontales. Las placas a menudo se sobreponen e impiden lapermeabilidad. Se encuentran generalmente en el horizonte "A2", en suelosde bosques y estratos arcillosos.

d. Bloques angulares. Bloques limitados por otros agregados cuyas carasangulares bien definidas, forman el molde de estos. Los agregados a menudose rompen en bloques ms pequeos. Se localizan generalmente en elhorizonte "B".

e. Bloques subangulares. Grnulos similares a bloques limitados por otrosagregados, cuyas caras angulares redondeadas forman el molde del grnulo.Se localiza generalmente en el horizonte "B".

f.Prismtica. Agregados similares a columnas con las partes superiores noredondeadas. Otros agregados forman el molde del ped. Algunos agregadosprismticos se rompen en peds de bloques ms pequeos. Se localizageneralmente en el horizonte "B".

g. Columnar. Se caracteriza porque las dimensiones verticales de losagregados en posicin natural son mayores que sus dimensioneshorizontales. Las columnas estn separadas por grietas verticales ygeneralmente quebradas por grietas horizontales. Las cabezas de lascolumnas son redondeadas y se encuentran muy a menudo en el horizonte"B" en suelos alcalinos (sdicos).

De acuerdo con la estructura presente en un suelo se presentan caractersticas especficas enrelacin con otras propiedades fsicas del suelo, entre las ms importantes se encuentra la infiltracin



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(propiedad muy importante en aspectos de riego). La siguiente figura describe la relacin que tiene laestructura con la infiltracin.

Figura 4. Efecto de la estructura sobre la infil tracin.

Los suelos granulares (esferoidal) y los de grano simple (sin estructura) tienen una rpida infiltracin,los bloques y los prismticos tienen velocidades moderadas y suelos laminares y masivos tienen bajavelocidad de infiltracin.

Cuadro 7. Relacin de la estructura con la velocidad de infi ltracin.

Tipos de Estructura Velocidad de infil tracin

Granular RpidaMigajosa RpidaLaminar Lenta

Bloques angulares LentaBloques Subangulares ModeradaPrismtica ModeradaColumnar Moderada

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2.6.3. Densidad aparente.

La densidad aparente de un suelo, se define como el cociente que resulta de dividir el peso de sueloseco entre el volumen total, incluyendo los poros. Usualmente se expresa en gr/cm3. Para finesprcticos, conceptualmente esto es lo mismo que la gravedad especfica, peso especfico o pesovolumtrico.

Da = PssVt

donde:Da = Densidad aparente (gr/cm3)Pss = Peso del suelo seco (gr)Vt = Volumen total (cm3)

Los valores de la densidad aparente varan en funcin de las propiedades de los suelosfundamentalmente con la textura y el contenido de materia orgnica. Sin embargo como valoresmedios se tienen los siguientes:

Arenas 1.4 - 1.6 gr/cm3

Francos 1.3 - 1.4 gr/cm3

Arcillas 1.1 - 1.3 gr/cm3

Suelos orgnicos 0.7 - 1.1 gr/cm3

La determinacin de la densidad aparente puede hacerse por diferentes mtodos; con muestrasalteradas e inalteradas. Entre ellos se pueden mencionar:

a. Mtodo de campo utilizando plstico.b. Utilizando barrenas o cilindros de volumen conocido (mtodo de campo).c. Mtodo del terrn o parafina (mtodo de laboratorio).d. Mtodo del petrleo (mtodo de laboratorio).

a. Mtodo de campo utilizando plstico.

Este mtodo consiste en hacer un agujero en el sitio que se desee conocer la densidad aparente, dedimensiones regulares de 20x20x15 cm aproximadamente, habiendo previamente limpiado lasuperficie de malezas, residuos vegetales, piedras o cualquier cosa semejante. La porcin de sueloobtenida se pesa. Se obtiene el volumen de suelo que ocupaba esa porcin, mediante el uso deplstico, el cual deber de cubrir la oquedad lo ms ajustado posible, se vierte sobre l una cantidadde agua hasta que llegue al ras (donde se encontraba la superficie del suelo), la cantidad de aguavertida debe ser medida con una probeta graduada. La porcin de suelo obtenida se seca en estufahasta peso constante. De no ser posible secar toda la porcin de suelo en la estufa, se obtiene unamuestra y se pesa en hmedo y en seco, para obtener el porcentaje de humedad. La densidadaparente se calcular con la siguiente frmula:

Da =100 Psh

Vt (100 + Ps)

donde:Da = densidad aparente (gr/cm3)Psh = peso de suelo hmedo (gr)Vt = volumen total de agua (cm3)Ps = porcentaje de humedad con respecto al peso de suelo seco (%)



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b. Mtodo de la barrena de volumen conocido.

Este mtodo consiste en obtener una muestra de suelo de volumen conocido con el uso de la barrenatipo Uhland, se pesa la muestra despus de secarse hasta peso constante (ver siguiente figura).

BARRA QUE CONDUCE A LA

MANIVELA Y EL MARTILLO.

CILINDRO

ESPACIADOR

CILINDRO DE

ALUMINIO PARA

LA MUESTRA.

CILINDRO DE ACERO

PARA CORTAR.

7.5 cm

2 cm

6.0 cmLIMITES DE LA

MUESTRA DE

SUELO

Figura 5. Esquema de barrena tipo Uhland para muestras de volumen conocido.

Se utiliza la frmula simple para determinar la densidad aparente.

Da =Pss

Vc

donde:

Da = densidad aparente (gr/cm3

)Pss = peso de suelo seco (gr)Vc = volumen del cilindro (cm3)

c. Mtodo del terrn o la parafina.

Este mtodo es un mtodo de laboratorio, que consiste en tomar dos o tres terrones del sitio que sedesee muestrear (aproximadamente de 2 cm de dimetro), los terrones deben ser lo suficientementeestables para que no se desmoronen con el manejo de los mismos, se secan a estufa hasta pesoconstante, se lazan los terrones con un hilo y se cubren de parafina.

Se pesa un terrn con la parafina. En un vaso de precipitado lleno de agua, se introduce el terrn y seobserva el volumen que desplaza el terrn.

d. Mtodo del petrleo.

Este es otro mtodo de laboratorio para determinar la densidad aparente. El mtodo del petrleo sueleser una tcnica til en condiciones de falta de equipo y para terrones estables. El principio de stemtodo es el mismo que el de la parafina, en ellos se observa el volumen que desplaza el terrn en unlquido; en este se pesa el terrn en seco, se sobre-satura con petrleo, posteriormente con ayuda deuna probeta llena de petrleo se introduce con cuidado el terrn saturado y se toma la lectura delvolumen desplazado.

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Es importante sealar que en los mtodos de laboratorio se est determinando la densidad aparentede un terrn que en muchos casos no es el representativo de la condicin estructural de la masa delsuelo.

Interpretaciones sobre el grado de estructuracin o sobre el estado de aireacin del suelo, siempredeben de ir acompaadas de otras observaciones y datos, como el grado de permeabilidad del suelo,

textura, consistencia del terrn (duro, friable, etc.), reaccin al agua oxigenada, etc. (Aguilar, 1988).

2.6.4. Densidad real.

La densidad real de un suelo, es la relacin que existe entre el peso de ste, en seco (Pss) y elvolumen real o sea el volumen de sus partculas (Vp). Usualmente se expresa en gr/cm3.

Dr =Pss

Vp

donde:Dr = densidad real (gr/cm3)Pss = peso del suelo seco (gr)

Vp = volumen de las partculas (cm3)

La densidad real se puede considerar casi constante debido a que vara de 2.60 a 2.75 gr/cm 3.

2.6.5. Porosidad

La porosidad se define como el porcentaje del volumen total de suelo que est ocupado por los poros:

Pt =V

x 100Vt

donde:

Pt = porosidad, %V = volumen de vacos, cm3

Vt = volumen total, cm3

El espacio poroso es la porcin de suelo no ocupado por partculas slidas (minerales u orgnicas).Los espacios porosos estn ocupados por aire y agua. El arreglo de las partculas slidas del suelodetermina la cantidad de espacio poroso. La relacin de la textura con la porosidad es alta; en suelosarenosos, se tienen poros grandes y continuos, en suelos arcillosos, se tienen poros muy pequeospero ms abundantes, por lo mismo, los suelos arcillosos tienen una mayor porosidad total.

En suelos arcillosos el escaso intercambio de aire puede ser inadecuado para las races de lasplantas. El movimiento ms rpido de agua y de aire est en las arenas y suelos de agregadosfuertes, cuyos agregados actan como granos y paquetes para formar poros grandes.

Los poros pueden dividirse en cuatro grupos de acuerdo al tamao: macro poros (0.2 mm), porosmedios (0.2 a 0.02 mm), poros finos (0.02 a 0.002 mm), poros muy finos (menores a 2 micrones).

Para el crecimiento adecuado de las plantas es ms importante el tamao de los poros que el espacioporoso total, esto es, debido al tamao de races (8 a 12 micrones) las cuales en poros grandes sedesarrollarn mejor.

El mejor balance de retencin de agua (micro poros) ms el adecuado movimiento de aire y agua(macro poros) est en suelos de textura media como los francos.



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Los valores de la porosidad fluctan alrededor de los porcentajes siguientes:

30% para las arenas50% para las texturas francas65% para las arcillas.

El porcentaje de volumen de un suelo ocupado por los poros puede ser calculado por:

% espacio poroso (Vv) = 100%(Vm) - % espacio slido(Vs).

La figura siguiente describe los volmenes de partculas y de vacos presentes en el suelo, como sesabe, estos se relacionan con las fases presentes en el mismo.

Figura 6. Distin tas fases presentes en suelo.

para obtener el valor de la porosidad total del suelo, la cual se obtiene utilizando la siguiente ecuacin:

Pt =

Los datos obtenidos en las determinaciones de densidad aparente y densidad real se pueden utilizar

Drx 100

DaDr

donde:

ralmente igual a 2.65 gr/cm )Da = densidad aparente (gr/cm )

a de riego que se requiere para llevarun suelo a capacidad de campo (C.C.) sin desperdiciar agua:

Lr=

Pt = porosidad total (%)3Dr = densidad real (gr/cm3) (gene

3

As mismo, la densidad aparente es til para determinar la lmina

(Pscc Pspmp) x Da x Pr100

donde:

p nto de marchitez permanente (%)

Pr = profundidad de enraizamiento (cm)

Lr = lmina de riego (cm)Pscc = porcentaje de humedad a capacidad de campo (%)Pspm = porcentaje de humedad a puDa = densidad aparente (gr/cm3)

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Tambin el valor de la densidad aparente puede ser utilizado para determinar o comparar capasendurecidas de un suelo, presencia de amorfos, grado de intemperizacin, el peso de la capa de unsuelo, ste ltimo, es un dato indispensable para expresar algunos datos analticos en kg/ha. Paraobtener este dato se emplea la frmula:

P = Da x E x Sdonde:

P = peso del suelo (ton/ha)Da = densidad aparente (ton/m3 o gr/cm3)E = espesor de la capa (m)S = superficie del suelo (usualmente referida a 1 ha =10000 m2)

Por ejemplo:

Cul sera el peso de una capa de suelo de 25 cm de espesor con una densidad aparente de 1.3gr/cm3 en una hectrea?

P = Da x E x SP = 1.3 ton/m3 x 0.25 m x 10000 m2

P = 3250 ton.

La aplicacin prctica de este resultado, es que si nosotros quisiramos saber aproximadamente, qucantidad de algn elemento nutritivo tenemos en un suelo, lo podemos determinar. Por ejemplo, sedetermin que en una muestra de suelo del caso anterior se tienen 15 ppm de potasio cuntos kg/hade potasio tendramos?

Sabemos que 1 ppm = 1 mgDa = 1.3 gr/cm3

El peso del suelo en una hectrea es de 3250 ton = 3.25 x 106 kg

Entonces:

Potasio = (3.25 x 10

6

kg) x (15 x10

-6

kg) = 48.75 kg/ha

2.6.6. Infiltracin.

La infiltracin es una propiedad fsica muy importante en relacin con el manejo del agua de riego enlos suelos. Se refiere a la velocidad de entrada del agua en el suelo. La velocidad de infiltracin es larelacin entre la lmina de agua que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, se expresageneralmente en cm/hr o cm/min.

La cantidad de agua que se infiltra en un suelo en una unidad de tiempo, bajo condiciones de campo,es mxima al comenzar la aplicacin del agua en el suelo y disminuye conforme aumenta la cantidadde agua que ya ha entrado en l.

Ortiz y Ortiz (1980), mencionan que los factores principales que determinan la magnitud delmovimiento del agua por infiltracin son:

1. Textura. Los porcentajes de arena, limo y arcilla presentes en el suelo. En un suelo arenosose favorece la infiltracin.

2. Estructura. Suelos con grandes agregados estables en agua tienen proporciones deinfiltraciones ms altas.

3. Cantidad de materia orgnica. Altas proporciones de materia orgnica sin descomponerpropician que una mayor cantidad de agua entre al suelo.



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4. Profundidad del suelo a una capa endurecida hardpan, lecho rocoso u otras capasimpermeables influyen en la infiltracin. Los suelos delgados almacenan menos agua quelos suelos profundos.

5. Cantidad de agua en el suelo. En general un suelo mojado tendr una menor infiltracin queun suelo seco.

6. Temperatura del suelo. Los suelos calientes permiten mayor infiltracin del agua que lossuelos fros.

7. Cantidad de organismos vivos. A mayor actividad microbiolgica en los suelos habr unamayor infiltracin. Un caso tpico es la elaboracin de pequeos tneles por las lombrices,los cuales favorecen la infiltracin y la penetracin de las races as como la aireacin.

Cuadro 8. Clasificacin de la magnitud de infiltracin.

CLASIFICACION MAGNITUD(cm/hr)

CARACTERISTICAS

MUY LENTA < 0.25 Suelos con un alto contenido de arcilla.

LENTA 0.25 - 1.75Suelos con alto contenido de arcilla, bajo enmateria orgnica o suelos delgados.

MEDIA 1.75 - 2.50 Suelos migajones arenosos o migajones limosos.RAPIDA > 2.50

Suelos arenosos o migajones limosos profundos yde buena agregacin.

La determinacin de la infiltracin puede efectuarse en el campo, o siguiendo algunos de los mtodosde laboratorio sobre muestras alteradas y/o inalteradas.

Dentro de los mtodos de campo existentes, uno de los ms comunes por su facilidad es el mtododel infiltrmetro de doble cilindro. Otro mtodo es el mtodo de entradas y salidas (en surcos). Acontinuacin se describen ambos, as como su solucin:

a. Mtodo de infil trmetro de doble cilind ro.

El mtodo consiste en instalar en el terreno que se requiere determinar su infiltracin, en un sitiocaracterstico y previamente limpiado de hierbas, desechos, piedras, etc., dos cilindros concntricosde acero, huecos en el centro, con medidas aproximadas de 40 cm de alto, de 30 y 45 cm de dimetrorespectivamente, segn se muestra en la figura siguiente:

Figura 7. Infiltrmetro de doble cilindro.

26


27/164

Se coloca una placa de acero sobre ellos y se golpea hasta que penetren a una profundidad de 10 a

o lo ms adherido a las paredes posible, se vierte agua y se midel tirante con ayuda de un tornillo micromtrico o de una regla. Entonces empieza la prueba quitando

te midiendo el tirante nuevamente y tomando el tiempo. Las lecturas se hacen aiferentes intervalos, dejando que baje el nivel de agua y volviendo agregar agua cuando se requieraal hacer esto, al tiempo se le denomina t us de una a tres horas, cuando el nivel

vare muy poco o nada, la prueb o.

La expl anillo exterior cuando se le vierte agua va a impedir que el agua del anillo interior fluya en sentido horizontal, esto causara errores en la determinacin dela infiltracin en la cual se supone el flujo del agua es en sentido vertical.

xisten g dores que han trabajado con la determinacin de la velocidad de infiltracin.s ecuaciones:

cuacin de Horton:

I = vf+ (vi - vf) e -kt

donde:n (cm/hr)racin (cm/hr)

i icial de infiltracin (cm/hr)

cuacin de Philip:

+ bt

donde:

I = velocidad de infiltracin (cm/hr)t = tiempo (min)k = parmetro que representa la velocidad de infiltracin durante el intervalo inicial (cuando t

= 1).n = parmetro que indica la forma en que la velocidad de infiltracin se reduce con el tiempo

(-1.0


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PRUEBA DE VELOCIDAD DE INFILTRACIN.

DATOS DE CAMPO DE LA PRUEBA.

TIEMPO

INTERVALOENTRE

LECTURAS

(min)

TIEMPOACUMULADO

(min)

LECTURA(cm)

DIFERENCIAENTRE

LECTURAS

INFILTRACIONCALCULADA

(cm/hr)

1 2 3 4 5 612:17 ---- ---- 4.969 ---- ----12:20 3 3 4.000 0.969 19.3812:28 8 11 2.968 1.032 7.7412:33 5 16 1.840 1.128 13.5412:36 3 19 1.202 0.638 12.7612:37 ---- 20 4.960 ---- ----12:47 10 30 2.480 2.480 14.8812:57 10 40 0.540 1.940 11.6413:06 9 49 1.970 1.430 9.5313:08 ---- 51 6.678 ---- ----13:23 15 66 3.852 2.826 11.3013:38 15 81 1.111 2.741 10.9613:40 ---- 83 6.412 ---- ----13:55 15 98 3.800 2.612 10.4513:58 ---- 101 6.868 ---- ----14:12 15 116 4.214 2.654 10.3714:32 20 136 1.192 3.022 9.07

Fuente: Cisneros A, J.A. y Araiza Z, D. (1988). Datos de campo. Trabajo Indito. U.A.B.C.

Para el clculo de la velocidad de infiltracin (6), se multiplica la columna (5) x 60 y el producto sedivide entre la columna (2).

Tomando los resultados de la columna (3) para el eje de abscisas y la columna (6) para lasordenadas, se puede graficar y observar el comportamiento de la velocidad de infiltracin.La curva de la grfica de velocidad de infiltracin sera del tipo exponencial:

I = k t n

Para obtener los coeficientes k y n del modelo de Kostiakov-Lewis, podemos utilizar diversosmtodos, el mtodo de regresin lineal simple, el mtodo grfico o el mtodo de los promedios. Porser el ms preciso, explicaremos el primero ms ampliamente.

Mtodo de regresin lineal simple

Necesitamos linealizar la ecuacin aplicando logaritmos a ambos trminos, de esta forma se obtiene:

Log I = Log k + n Log t

que correspondera a una ecuacin del tipo de una recta:

Y = bo + b1 X

donde:Y = log Ib0 = log kb1 = n

28


29/164

X = log tadems:

Y = velocidad de infiltracin.X = tiempo.

b1 se calcula como:

b1=X Y - X Y

n

X -X

n

i ii

i

2

i

i( )2

Para encontrar la solucin del problema, se puede construir una tabla con los valores que se obtienenaplicando logaritmos y elevando al cuadrado a los valores de las columnas (3) y (6) tiempo acumuladoe infiltracin calculada respectivamente.

CALCULOS PARA OBTENER EL MODELO DE VELOCIDAD DE INFILTRACION

TIEMPO

ACUMULADO(min)

t

VELOCIDAD DE

INFILTRACION(cm/hr)

I

log tXi

log IYi

Xi2

Yi2

Xi Yi

3 19.38 0.4771 1.2874 0.2276 1.6573 0.614211 7.74 1.0414 0.8887 1.0845 0.7899 0.925516 13.54 1.2041 1.1315 1.4499 1.2803 1.362519 12.76 1.2788 1.1059 1.6352 1.2229 1.414130 14.88 1.4771 1.1726 2.1819 1.3750 1.732140 11.64 1.6021 1.0660 2.5666 1.1363 1.707749 9.53 1.6902 0.9792 2.8568 0.9589 1.655166 11.30 1.8195 1.0532 3.3107 1.1093 1.916481 10.96 1.9085 1.0400 3.6423 1.0815 1.9848

98 10.45 1.9912 1.0190 3.9650 1.0384 2.0291115 11.37 2.0607 1.0559 4.2465 1.1150 2.1759135 9.07 2.1303 0.9574 4.5383 0.9166 2.0396

SUMATORIAS = 142.63 18.6811 12.7568 31.7053 13.6814 19.5571

Aplicacin:

Se tiene la ecuacin:

Y b + b X 0 1= despejando:

b Y - b X 0 1= podemos encontrar la media como:

1.0630=12

12.7568=

n

Y=Y

i

1.5567=12

18.6811=

n

X=X

i

adems, si sabemos que:



30/164


b1=

X Y -X Y

n

X -X

n

i ii

i

2

i

i( )2

sustituyendo:

b1=

12

(18.6811)-(31.7053)

1212.7568)(18.6811)(-(19.5571)

2

b1 = 0.1152-2.6233

0.3021-=

sustituyendo para b0:

(1.5567)(-0.1152)-(1.0630)=Xb-Y=b 10

b0 = 1.2423

ahora bien, si se considera las ecuacin linealizada:

Log I = Log k+ n Log ty como ya sabemos:

b0 =Log kpor tanto:

k = antilog b0 = antilog 1.2423

k = 17.4715

y adems:b1 = n

por tanto:n = - 0.1152

finalmente el modelo de Kostiakov-Lewis ser:

I = (17.4715) t-0.1152

Para determinar ahora el coeficiente de correlacin (r) del modelo obtenido, que es la medida delgrado de asociacin entre variables, se tiene:

r=

Xn

Xn

YY

n

i

i i

Y -( X ) ( Y )

-( X

-(

i i i

i2

i2

2 2) )

sustituyendo:

30


31/164

r=

12

(12.7568)-13.6814

12

(18.6811)-31.7053

12

12.7568)(18.6811)(-19.5571

22

r = - 0.5384

se calcula adems el coeficiente de determinacin (r2), que est relacionado con (r) y significa que lavariacin de Y es explicada por el modelo linealizado propuesto, de acuerdo al valor obtenido de (r2):

r2

= 0.2899

Se seala que para este caso, se considera un valor bajo de r y r2.

Finalmente con el modelo obtenido de Kostiakov-Lewis, se puede calcular la velocidad de infiltracinen un tiempo determinado y obtenerse valores ajustados:

I = (17.4715) t-0.1152

TIEMPO(min)

INFILTRACIONAJUSTADA

(cm/hr)3 15.395911 13.256216 12.696419 12.447630 11.809740 11.424849 11.1609

66 10.784681 10.533298 10.3046

115 10.1165135 9.9314

Con estos valores corregidos y ajustados al modelo obtenido, se puede graficar para observar elcomportamiento de la velocidad de infiltracin. Utilizando los valores no ajustados y ajustados,tenemos:



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0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

3 11 16 19 30 40 49 66 81 98 116 136

Tiempo (min)

Velocidadde

Infiltracin(cm/hr)

Infiltracinobservada

Infiltracinajustada

Figura 6. Resultados de la prueba de velocidad de infil tracin por medio del infi ltrmetro.

La determinacin de los valores de k y n puede darse tambin a travs del mtodo grfico, el cualse mencion anteriormente como posible solucin. Si se representan los datos en escala logartmicadispersos (datos experimentales), y si se traza una recta lo ms representativa a estos puntos, comopuede observarse en la siguiente figura, entonces se pueden obtener grficamente los valores de k yn. De cualquier forma, los resultados no son tan precisos.

1

10

100

1 10 100 1000

Tiempo (min)

Velocidadde

Infiltracin(cm/hr)

Infiltracinobservada(cm/hr)

Infiltracinajustada (cm/hr)

Figura 7. Grfica logartmica de los resultados de la prueba de velocidad de infiltracin pormedio del infiltrmetro.

32


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b. Mtodo de entradas y salidas (en surcos ).

El mtodo consiste en hacer en el terreno, un surco, de preferencia de las mismas dimensiones ydireccin que normalmente se realizan en ese terreno, se selecciona un tramo (50 a 100 m), se colocauna estructura aforadora pequea al final del surco, se aplica un gasto constante a la entrada delsurco (1 a 3 lps), mediante sifones calibrados.

Infiltracin acumulada.

Es importante sealar que con cualquiera de los dos mtodos sea el del infiltrmetro de doble cilindroo el de entradas y salidas, puede obtenerse la ecuacin de infiltracin acumulada que se deriva de laintegracin de la ecuacin de Kostiakov-Lewis entre los lmites de t=0 y t=t.

Z = Idtt

= ktkt

n +1

n

0

tn+1

0 =

La ecuacin tendr la misma forma que el siguiente modelo:

Z =k

(n+1)60tn+1

donde:Z = infiltracin acumulada (cm)k y n = coeficientes de la frmula de Kostiakov-Lewis

El valor de 60 dado en la frmula es un factor para expresar Z en cm y t en min.

Aplicaciones de la Inf il tracin.

Una de las aplicaciones que puede drsele al modelo obtenido, es que se pueden inferir resultadossobre tiempo de riego y lmina infiltrada a partir de las frmulas:

t =(La) (60) (n + 1)

1/ (n 1)

k

+

donde:t = tiempo de riego (min)La = lmina infiltrada (cm)n = coeficiente de la frmula de Kostiakov-Lewisk = coeficiente de la frmula de Kostiakov-Lewis

finalmente podemos deducir que:

La =t

k

n+1

(60)(n+1)

Si utilizamos los datos obtenidos en la prueba de entradas y salidas, podemos ilustrar el caso de lainfiltracin acumulada (lmina infiltrada). Con los valores corregidos y ajustados del modelo obtenido,graficaremos los puntos para observar el comportamiento de la velocidad de infiltracin y de lainfiltracin acumulada.



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Si la ecuacin tiene la forma de:

Z =k

(n+1)60t

n+1

entonces la infiltracin acumulada ser:

Z = 0.3291 t0.8848

TIEMPO(min)

INFILTRACIONAJUSTADA

(cm/hr)

INFILTRACIONACUMULADA

(cm)3 15.3959 0.870011 13.2562 2.746616 12.6964 3.826419 12.4476 4.4548

30 11.8097 6.673440 11.4248 8.607949 11.1609 10.301166 10.7846 13.407181 10.5332 16.070698 10.3046 19.0215

115 10.1165 21.9137135 9.9314 25.2541

9

10

11

12

13

14

15

16

3 11 16 19 30 40 49 66 81 98 115 135Tiempo (min)

Velocidaddeinfiltraci

n

(cm/hr)

0

5

10

15

20

25

30

Infiltracinacumulada

(cm)

Infiltracin

ajustada(cm/hr)Infiltracinacumulada(cm)

Infiltracinbsica

Figura 8. Velocidad de infi ltracin ajus tada y acumulada.

As mismo, existe otra aplicacin importante del resultado obtenido sobre la velocidad de infiltracin,esta es que cuando la infiltracin llega al punto ms bajo en la grfica de infiltracin y no vara, esdecir, cuando la curva se hace asinttica (casi paralela al eje de las abscisas) y el valor de infiltracinpermanece casi constante, ste valor se define como infiltracin bsica (observe la figura anterior).

34


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Cabe destacar, tambin, que en realidad, la mayora de los suelos no son homogneos, estos sonms bien raros, por lo que los resultados obtenidos en las pruebas para encontrar la velocidad deinfiltracin, deben tomarse con precaucin y habrn de analizarse otros factores que intervienen eneste proceso (compactacin por arado, capas endurecidas, cambios texturales, profundidad del suelo,etc.). La observacin continua y las experiencias vividas en el terreno es algo de vital importancia parala mayor definicin de los factores.

Finalmente y por la direccin de este trabajo, es necesario mencionar, que la infiltracin y sus valoresobtenidos, como es el caso de: infiltracin bsica, tiempo de riego y lmina acumulada, son valoresque son utilizados en el diseo de sistemas de riego superficiales o presurizados.

2.6.7. Permeabilidad.

Cualitativamente la permeabilidad del suelo se refiere a la facilidad con que ste conduce o transmitelos fluidos (aire o agua). En su forma cuantitativa, se define la permeabilidad como la propiedad delmedio poroso que es independiente del fluido usado para medirlas y por consiguiente de la viscosidaddel mismo.

La permeabilidad se ve afectada por presencia de capas endurecidas, cambios texturales, presencia

de materia orgnica, actividad microbiolgica, paso de arado, etc. La labranza continua y con un usoexcesivo de maquinaria se reduce la permeabilidad, mientras que el uso de la labranza deconservacin, con la utilizacin de tcnicas de aprovechamiento de agua, incorporacin de residuosvegetales, estircoles y otras tcnicas, la permeabilidad se ve incrementada y la retencin de agua seve mejorada, por consiguiente habr un mayor uso racional del agua y de los recursos relacionadoscon la agricultura.

Cuadro 9. Clasificacin propuesta para indicar la permeabilidad.

CLASIFICACIONPERMEABILIDAD

(cm/hr)Muy lenta menos de 0.15Lenta 0.15 a 0.50

Relativamente lenta 0.5 - 2.0Moderada 2.0 - 6.5Relativamente rpida 6.5 - 15.0Rpida 15 a 25Muy rpida ms de 25

Por otra parte, es muy usual que la permeabilidad y la conductividad hidrulica se usenindistintamente. Esto se debe a que se supone la densidad del agua igual a la unidad y que laviscosidad permanece constante, aunque existe entre ellas diferencias de concepto.

En el sureste de los E.U.A., la permeabilidad es utilizada como valor requerido para fines de diseo desistemas de drenaje parcelario. (Cisneros A.R., 2001).

2.6.8. Conductividad hidrulica.

Expresa la facilidad con que el suelo permite el flujo del agua, segn el gradiente. En este flujo esdeterminante el tipo de suelo.

Esta conductividad hidrulica, representa el coeficiente k en la ley de Darcy:

En la que:V = k i



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V = velocidad del flujo efectivo (cm/hr)i = gradiente hidrulico (adimensional)

El coeficiente k tiene las mismas dimensiones que una velocidad. Los edaflogos suelen medirla encm/hr o mm/hr; los hidrlogos prefieren el empleo de las unidades cm/da o m/da. En clculos dedrenaje se prefiere utilizar estas ltimas.

Cuadro 10. Valores de K segn tipo de suelos.

CLASEK

(m/da)Muy baja menos de 0.05

Baja 0.05 - 0.3Media 0.3 - 1.0Alta 1.0 - 5.0

Muy alta ms de 5.0

Es necesario mencionar, que la conductividad hidrulica o la permeabilidad y sus valores, tienennumerosas aplicaciones en el proyecto de canales, presas y explotacin de acuferos; estos

parmetros son utilizados principalmente en el diseo de sistemas de drenaje, en la cuantificacin delflujo subterrneo que entra en una determinada rea, proyectar la red de drenaje (espaciamiento,profundidad y dimetro de los drenes, etc.).

Los mtodos existentes para la determinacin de la conductividad hidrulica es un tema bastanteamplio, de hecho existen largos estudios en esta rea. En este captulo no se abordar con detallesta variable sino hasta el correspondiente al drenaje agrcola.

2.6.9. Percolacin .

Segn Ortiz y Ortiz (1988), al movimiento del agua a travs de una columna de suelo se llamapercolacin. Ellos mencionan que los estudios de percolacin son importantes por dos razones. Lasaguas que percolan son la nica fuente del agua de manantiales y pozos. Las aguas percolantesarrastran nutrientes de las plantas que se sitan fuera del alcance de las races.

Las prdidas por lavado son proporcionales a las cantidades de agua que pasan a travs del suelo.Los nutrientes de las plantas se pierden en cantidades mayores cuando ningn cultivo en desarrolloabsorbe l

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Riego y Drenaje Agricola Abcdefghij