Respuesta al Ejercicicio de la Práctica 11.

Comenzaremos por determinar la conductividad hidráulica de los diferentes horizontes de cada suelo.

Perfil 1
Perfil 2
Perfil 3
Perfil 4

Con los datos que poseemos podemos aplicar la ecuación de Darcy en la que:

K = (C cm V cm/h) / (H cm S cm) cm/h

De esta aplicación obtenemos los datos que figuran en la siguiente tabla:

Horizonte

C cm

Altura de suelo

H cm

Altura del agua

S cm

Sección de la columna

V1 cm/h

Caudal primera hora

V2 cm/h

Caudal segunda hora

K1 cm/h

Primera hora

K2 cm/h

Segunda hora

Perfil 1
   
1
26
50
50.3
79
68
0.82
0.70
2
40
50
50.3
47
39
0.75
0.62
3
40
50
50.3
19
15
0.30
0.24
4
39
50
50.3
17
13
0.20
0.16
Perfil 2
   
1
18
50
50.3
153
127
1.10
0.91
2
20
50
50.3
129
104
1.03
0.83
3
25
50
50.3
91
71
0.91
0.71
4
23
50
50.3
54
42
0.49
0.38
5
21
50
50.3
43
33
0.36
0.28
6
16
50
50.3
32
24
0.20
0.15
7
30
50
50.3
14
11
0.17
0.13
Perfil 3
   
1
18
50
50.3
248
218
1.78
1.56
2
15
50
50.3
357
281
2.13
1.68
3
19
50
50.3
198
157
1.50
1.19
4
20
50
50.3
71
57
0.57
0.45
5
38
50
50.3
43
34
0.65
0.51
6
20
50
50.3
96
81
0.76
0.64
7
20
50
50.3
39
31
0.31
0.25
8
35
50
50.3
19
16
0.26
0.22
9
30
50
50.3
11
8
0.13
0.10
Perfil 4
             
1
12
50
50.3
211
164
1.01
0.78
2
11
50
50.3
209
168
0.91
0.74
3
17
50
50.3
84
66
0.57
0.45
4
14
50
50.3
72
57
0.40
0.32
5
13
50
50.3
36
29
0.19
0.15
6
15
50
50.3
38
31
0.23
0.19
7
21
50
50.3
5
4
0.04
0.03
8
30
50
50.3
2
1
0.02
0.01


Con estos datos podemos intentar responder a la pregunta. Para ello calcularemos el espesor máximo que puede alcanzarse en 30 minutos. Como el suelo esta húmedo, tomaremos la velocidad de percolación en la segunda hora. Así obtenemos los datos que figuran en la siguiente tabla.

Horizonte

C cm

Altura de suelo

K1 cm/h

Segunda hora

Altura alcanzada en 30 minutos en cm

Volumen correspondiente a un m² expresado en litros

Perfil 1
 
1
26
0.70
0.35
3.5
Perfil 2
 
1
18
0.91
0.46
4.6
Perfil 3
 
1
18
1.56
0.78
7.8
Perfil 4
       
1
12
0.78
0.39
3.9

La altura indicada sería la máxima posible si hubiese suficiente agua para ello. El suelo estaría a su capacidad máxima que se corresponde con la porosidad total del suelo. Así que habrá que calcular esos valores de porosidad, que son los que figuran en la tabla siguiente, solo para el primer horizonte que es el único afectado:

Horizonte

da

g/cm

dr

g/cm

P %

Humedad %

33 kPa

Microporosidad

%

Macroporosidad

%

Perfil 1
1
0.84
2.03
58.65
112.6
94.58
-35.93
Perfil 2
1
1.18
2.57
54.07
37.4
44.13
9.94
Perfil 3
1
1.19
2.60
54.28
28.7
34.15
20.13
Perfil 4
         
1
1.21
2.55
52.59
35.4
42.83
9.76


Como se trata de suelos con un elevado contenido en materia orgánica cuya densidad real es mucho más baja que la de la fracción mineral, se ha corregido el valor de 2.65 g/cm con el contenido en materia orgánica y una densidad de 0.90 g/cm, al tiempo que se ha incluido la fracción grava dentro de la fracción mineral. De este modo el contenido orgánico corregido sería:

% M.O. corr. = % M.O · (100 - % Grava)/100

El resto correspondería a la materia mineral. En cuanto a la densidad real calculada vendría expresada por:

dr corr g/cm = (% M.O corr · 0.9 g/cm + % M.M corr · 2.65 g/cm)/100

Para calcular la Porosidad total basta con aplica la conocida fórmula:

P % = (1-da g/cm/dr g/cm) · 100

Para el cálculo de la microporosidad solo basta calcular el volumen ocupado por 100 g suelo: V = 100 / da cm. En este volumen existe una cantidad de microporos equivalente al valor del agua retenida a 33 kPa. Por ello la microporosidad vendrá expresada:

Microporosidad = [Ag 33 kPa / (100/ da)] · 100 = (Ag 33 kPa · da /100) · 100 = Ag 33 kPa · da %

La Macroporosidad, expresada de la misma forma, sería la diferencia entre la porosidad total y el valor anterior. El valor anómalo del primer perfil se debe a que en los suelos orgánicos se produce un fuerte incremento de volumen cuando están totalmente saturados por agua, es esa la razón de que puedan absorber una cantida de agua superior a su propio peso seco. Por ello habrá que eliminar este suelo del cálculo siguiente.

 

Con todos los datos anteriores estamos en condiciones de calcular la cantidad de agua absorbida por el suelo y el exceso, que constituye la lámina de agua.

Horizonte

Volumen correspondiente a un m² expresado en litros

Macroporosidad

%

Volumen a llenar expresado en litros

Agua restante

mm

Perfil 2
1
4.6
9.94
0.5
69.5
Perfil 3
1
7.8
20.13
1.6
68.4
Perfil 4
 
   
1
3.9
9.76
0.4
69.6

Los valores de la última columna marcan la altura de la lámina de agua depositada sobre cada suelo.

Calificación.

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Actualizada 11/5/06