1. Instituto Universitario Politécnico
Santiago Mariño
Extensión Puerto Ordaz
Escuela de Ingeniería Civil
Materia: Hidrología
INFILTACIÓN
Profesora:
Realizado por:
Ing. Enid Moreno
Beatriz Rodríguez
Puerto Ordaz , Noviembre del 2013
2. INFILTRACIÓN
Es el proceso por el cual el agua penetra por la
superficie del suelo y llega hasta sus capas
inferiores; producto de la acción de las fuerzas
gravitacionales y capilares. El análisis de la
infiltración en el ciclo hidrológico es de importancia
básica en la relación entre la precipitación y el
escurrimiento.
3. Subprocesos
En los subprocesos intervienen tres procesos
en particular las cuales son :
o Entrada de agua al suelo
o Retención de agua en el suelo
o Movimiento del agua a través del suelo
4. Infiltrometro
Son los que se usan en pequeñas áreas o cuencas
experimentales. Cuando hay gran variación en los
suelos o en la vegetación, el área se divide en
pequeñas áreas uniformes y en cada una de ellas
se realizan mediciones. Los infiltrómetros son de
dos tipos: tipo inundación y simuladores de lluvia.
Infiltrómetro tipo inundador
Son generalmente tubos abiertos en sus extremos,
de aproximadamente 30 cm de diámetro y 60 cm
de longitud, enterrados en la tierra, unos 50 cm. Se
les suministra agua, tratando de mantener el nivel
constante y se mide la cantidad de agua necesaria
para esto durante varios intervalos de tiempo con
lo que se puede conocer la capacidad de
infiltración.
5. Infiltrómetro de cilindros concéntricos (método
de Muntz)
Es un aparato que se usa es muy sencillo, es el
infiltrómetro. El más común consiste en un cilindro
de 15 cm de largo y fijo, aproximadamente de 20
cm; se pone en él una determinada cantidad de
agua y se observa el tiempo que tarda en
infiltrarse. A este aparato se le atribuyen algunos
defectos: el agua se infiltra por el círculo que
constituye el fondo, pero como alrededor de él no
se está infiltrando agua, las zonas del suelo a los
lados del aparato participan también en la
infiltración, por lo tanto, da medidas superiores a la
realidad.
7. Hietograma
Es un gráfico que permite conocer la precipitación
de un lugar a través del tiempo de la tormenta.
Se traza una horizontal, en el hietograma, por
tanteos, de modo que la porción del hietograma
situada por encima de esta horizontal represente
la lámina de escorrentía directa o La ordenada de
esta horizontal es el índice Ø buscado.
8. Hidrograma
El hidrograma es el gráfico que permite ver el
comportamiento del caudal acumulado durante la
tormenta a través del tiempo de la misma. Esta
vinculado al hietograma, no al revés. Supongamos
que el área sombreada del hidrograma
corresponde al volumen de escorrentía directa.
Dividiendo dicho volumen entre el área de la
cuenca se obtiene la lámina de escorrentía directa.
9. Índice de infiltración
La capacidad de infiltración media es la cantidad
máxima de agua que puede absorber un suelo en
determinadas condiciones, es variable en el tiempo
en función de la humedad del suelo, el material
que conforma al suelo, y la mayor o menor
compactación que tiene el mismo.
La capacidad de infiltración disminuye hasta
alcanzar un valor casi constante a medida que la
precipitación se prolonga, y es entonces cuando
empieza el escurrimiento .
Cuando se tiene un registro simultáneo de
precipitación y escurrimiento de una tormenta, el
índice de infiltración media se calcula de la
siguiente manera:
10. a. Del hidrograma de la avenida se separa el
caudal base y se calcula el volumen de
escurrimiento superficial directo (V𝑒𝑠d).
V𝑒𝑠d = área APB
b. Se calcula la altura de lluvia en exceso o altura
de precipitación efectiva hp, como el volumen de
escurrimiento (Ved) directo dividido entre el área
de la cuenca (Ac):
𝑒𝑑
hp=V
𝐴𝑐
c. Se calcula el índice de infiltración media Ø
trazando una línea horizontal en el hietograma de
la tormenta, de tal manera que la suma de las
alturas de precipitación que queden arriba de esa
línea sea igual a hp.
11. El índice de infiltración media Ø será entonces
igual a la altura de precipitación correspondiente a
la línea horizontal dividida entre el intervalo de
tiempo Δt que dure cada barra del hietograma. Es
decir el índice de infiltración media es Ø =Li/D.
La determinación de la infiltración se puede hacer
empleando infiltrómetros, lisímetros o parcelas de
ensayo, de manera análoga a la medida de la
evaporación y de la evapotranspiración desde el
suelo. Sin embargo, por las razones expuestas con
respecto al inconveniente de estos métodos, es
normal hacer determinaciones in situ.
12. Curva de capacidad de infiltración
Debido a los fenómenos de infiltración y
percolación, el agua de lluvia llega hasta el nivel
del agua subterránea, pero no a un ritmo
constante. La tasa de infiltración disminuye a
medida que progresa la tormenta, debido a que se
van llenando los espacios capilares del suelo.
La tasa máxima a la cual puede penetrar agua a
un suelo, en un sitio en particular y con tasa de
abastecimiento suficiente, se llama capacidad de
infiltraci6n (fp). Es máxima al comienzo de una
tormenta (fo) y se aproxima a una tasa mínima (fe)
a medida que el suelo se satura. El valor límite
está controlado por la permeabilidad del suelo.
14. Modelo de Horton
Horton en 1940 deduce su formula considerando
que el cambio en la capacidad de infiltración df/dt,
con signo negativo pues f decrece, puede ser
considerado proporcional a la diferencia entre la
infiltración actual f y la capacidad de infiltración
final fc. Introduciendo un factor positivo de
proporcionalidad k, la ecuación diferencial que se
obtiene es la siguiente:
-
𝑑𝑓
=k( 𝑓 − 𝑓𝑐 )
𝑑𝑡
15. 𝑓= 𝑓𝑐 +(𝑓𝑜− 𝑓𝑐 )
Donde:
f= Capacidad de infiltración en el tiempo, en
mm/h.
fc= Capacidad de infiltración en el tiempo, en
mm/h.
fc= Capacidad de infiltración final, en mm/hr.
Según Horton este valor constante se alcanza
después de un periodo de 1 a 3 horas.
fo= Capacidad de infiltración inicial cuando t = 0,
en mm /hr.
e = Base de los logaritmos naturales
k =Constante positiva, cuyas unidades son
1/minuto.
t=Tiempo transcurrido desde el comienzo, en
minutos.
16. Referencias Bibliográficas
AUTOR : Ing. M.Sc. Helmer Rodríguez Soriano
AÑO Septiembre, 2009
MATERIAL DE APOYO DIDÁCTICO PARA LA ENSEÑANZA Y
APRENDIZAJE DE LA ASIGNATURA DE HIDROLOGIA CIV-233
COCHABAMBA – BOLIVIA
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS
Y TECNOLOGÍA CARRERA DE INGENIERÍA CIVIL
Trabajo Dirigido Por Adscripción, Presentado Para Optar al Diploma
Académico de Licenciatura en Ingeniería Civil.
• Marta González del Tánago. Tema 5: Infiltración. Disponible:
http://ocw.upm.es/ingenieria-agroforestal/hidrologia-de-superficiesyconservacion-de-suelos/ocw-marta-pdf/Tema5.pdf [Consulta: 2013,
Noviembre 13] .
