A

1. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 1
Irrigaciones
I.- INTRODUCCION
El presente informe detalla información en base a una prueba de infiltración que
se realizó en el frontis del laboratorio de mecánica de suelos en la ciudad
universitaria, como concepto sabemos que la infiltración viene a ser el
movimiento del agua de la superficie hacia el interior del suelo. La infiltración es
un proceso de gran importancia económica. Del agua infiltrada se proveen casi
todas las plantas terrestres y muchos animales; alimenta al agua subterránea y a la
vez a la mayoría de las corrientes en el período de estiaje.
Para determinar la capacidad de infiltración y la velocidad que puede tener un
determinado suelo existen métodos como el realizado en esta práctica que es
utilizando cilindros infiltro metros y obteniendo resultados con los métodos de
los cuadrados mínimos. Estos cilindros tienen las ventajas que son muy portátiles
y requieren poca agua para su funcionamiento.

2. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 2
Irrigaciones
II.- OBJETIVOS
II.1. Objetivo generales.
 El objetivo de este trabajo es el conocimientode la calidad del suelo frente
al manejo delagua, sirviéndonos de las ecuaciones que describen las curvas
de infiltración del agua en el suelo.
II.2. Objetivo Específicos
 Determinarla infiltración de un suelo mediante elensayo en campo con el
Método de los cilindros concéntricos.
 Aplicar modelos teóricos para hallar la velocidad de infiltración, desde
datos de campo.

3. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 3
Irrigaciones
III.- PROCEDIMIENTO
El método consiste en instalar en el terreno que se requiere determinar su
infiltración, en un sitio característico y previamente limpiado de hierbas,
desechos, piedras, etc., dos cilindros concéntricos de acero, huecos en el centro,
con medidas aproximadas de 40 cm de alto, de 25 y 45 cm de diámetro
respectivamente, según se muestra en la figura siguiente:
Se coloca una placa de acero sobre ellos y se golpea hasta que penetren a una
profundidad de 10 a 15 cm. Los cilindros deben estara nivel. Una vez instalados,
se llena de agua el anillo exterior, se cubre el anillo interior con un plástico lo más
adherido a las paredes posible, se vierte agua y se mide el tirante con ayuda de
una regla o flexometro.Entonces empieza la prueba quitando el plástico
rápidamente midiendo el tirante nuevamente y tomando el tiempo. Las lecturas
se hacen a diferentes intervalos, dejando que baje el nivel de agua y volviendo
agregaragua cuando se requiera (al hacer esto, al tiempo se le denomina tiempo
muerto).después de una a tres horas, cuando el nivel del agua varié muy poco o
nada, la prueba habrá terminado.
Existen algunos investigadores que han trabajado con la determinación de la
velocidad de infiltración.

4. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 4
Irrigaciones
Ecuación de Kostiakov-Lewis. Estos últimos desarrollaron un modelo empírico
que en México es el más común para conocer la velocidad de infiltración en un
punto.
𝐼 = 𝐾 × 𝑇 𝑛
Dónde:
I= velocidad de infiltración (cm/hr)
t = tiempo (min)
k = parámetro que representa la velocidad de infiltración durante el intervalo
inicial (cuando t=1)
n = parámetro que indica la forma en que la velocidad de infiltración se reduce
con el tiempo (-1.0<n<0)
Para obtener los coeficientes k y n del modelo de Kostiakov-Lewis, podemos
utilizar diversos métodos, elmétodo de regresión lineal simple, el método gráfico
o el método de los promedios. Por ser el más preciso, explicaremos el primero
más ampliamente.
Método de regresión lineal simple
Necesitamos lineal izar la ecuación aplicando logaritmos a ambos términos, de
esta forma se obtiene:
Log I = Log k + n Log t
Que correspondería a una ecuación del tipo de una recta:
Y = bo
+ b1
X
Dónde:
Y = log I
b0
= log k
b1
= n
X = log t

5. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 5
Irrigaciones
Además:
Y = velocidad de infiltración.
X=Tiempo
Reemplazando estos valores hallamos los valores de k y n mediante elmétodo de
regresión lineal simple.
En general los materiales usados en la determinación de la infiltración con este
método son: cilindro infiltró metro, martillo, nivel de mano, flexo metro,
cronómetro, pala, balde con agua, trozo de plástico y hoja de registro.
Fig. Materiales de uso

6. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 6
Irrigaciones
IV.- MARCO TEORICO
Infiltración.
La infiltración es una propiedad física muy importante en relación con el manejo
del agua de riego en los suelos. Se refiere a la velocidad de entrada del agua en el
suelo. La velocidad de infiltración es la relación entre la lámina de agua que se
infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, se expresa generalmente en cm/hr o
cm/min.
El agua superficial se introduce en las capas internas del suelo debido
básicamente a las fuerzas gravitatorias, aunque también intervienen fuerzas de
tipo capilar así como otras de naturaleza más compleja como química, etc.
El agua infiltrada puede llegar a los acuíferos, ríos, lagos o al mar, o bien puede
quedar retenida en el suelo y volver a la atmósfera por fenómenos de
evaporación y/o transpiración.
La infiltración depende de:
 Las características del suelo, permeabilidad y estado de humedad del
mismo.
 Las características de la cubierta vegetal.

7. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 7
Irrigaciones
 La intensidad y duración de la lluvia.
 El estado de la superficie del suelo, laboreo, etc.
 Las características del agua, temperatura, impurezas, etc.
Fig. Factor climático
CAPACIDAD DE INFILTRACION:
En hidrología, se denomina capacidad de infiltración a la velocidad máxima con
que el agua penetra en el suelo. La capacidad de infiltración depende de muchos
factores; un suelo desagregado y permeable tendrá una capacidad de infiltración
mayor que un suelo arcilloso y compacto.
Si una gran parte de los poros del suelo ya se encuentran saturados, la capacidad
de infiltración será menor que si la humedad del suelo es relativamente baja.
Si los poros del suelo en las camadas superiores del mismo ya se encuentran
saturados, la infiltración se hará en función de la permeabilidad de los estratos
inferiores.

8. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 8
Irrigaciones
El índice de infiltración o capacidad media de infiltración es utilizado para
calcular el escurrimiento en grandes áreas, donde sería difícil aplicar la curva de
capacidad de infiltración. Este es equivalente a la velocidad media de infiltración.
Velocidad de infiltración: Es la relación entre la lámina que se infiltra y el
tiempo que tarda en hacerlo. Se expresa en cm. /hr o en cm. /min. La velocidad
de infiltración depende de muchos factores entre ellos.
 La lamina de riego o de lluvia
 La temperatura del agua o del suelo
 La estructura
 La compactación

9. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 9
Irrigaciones
 La textura
 El contenido de humedad del suelo
 La estratificación
 La agregación
 La actividad microbiana
FORMAS DE AGUA EN EL SUELO
En el suelo se distinguen clásicamente tres tipos fundamentales de agua:
a) Agua de retención
Es el agua retenida en los poros o alrededor de las partícula de suelo en contra de
la acción dela gravedad. Se distinguen dos situaciones:
El agua higroscópica, que está fijada fuertemente a las partículas del suelo. El
espesorde esta capa de agua que rodea las partículas es muy reducido. La fuerza
de unión entre el agua y las partículas del suelo tiene lugar por medio de enlaces
químicos entre los dipolos del agua y las valencias libres que existen en la
superficie de los minerales. Se trata de un agua inmovilizable desde el punto de
vista práctico y que no puede ser desplazada más que en estado de vapor.
b) Agua capilar
El agua capilar es el agua retenida en conductos de pequeño tamaño (micro
poros) por fenómenos de capilaridad y tensión superficial. Se pueden diferenciar:
Agua capilar aislada o colgada:no está ligada a la zona no saturada. Esta agua se
ubica en el micro poros más pequeños del suelo. Se puede eliminar por
centrifugación.
c) Agua gravífica
El agua gravífica se define como la porción de agua que se desplaza libremente
por el suelo bajo el efecto de la gravedad.Ocupa los espacios libres de los poros,
de los intersticios y de las fisuras de las rocas. Constituye la parte activa de las

10. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 10
Irrigaciones
aguas subterráneas y es la principal responsable del transporte de solutos, como
los nitratos por ejemplo. Los esfuerzos de modelización se centran
particularmente en esta fracción de las aguas del suelo.
DISTRIBUCIÓN VERTICAL DEL AGUA EN EL SUELO
Suponiendo un material homogéneo y con una porosidad intersticial dada, se
pueden diferenciaruna serie de zonas en profundidaden función del tipo de agua
presente en cada una de ellas.
En la zona más superficial, los poros están ocupados por aire y agua. Se trata de
la zona de aireación o zona no saturada.En esta zona se distinguen las siguientes
sub zonas:
Sub zona de evapotranspiración:
Es la parte del suelo en contacto directo con la atmósfera. En ella se instalan las
raíces de las plantas herbáceas y las raíces superficiales de las plantas superiores.
En esta zona es en donde se dan con mayor intensidad los procesos de
evapotranspiración. Los tipos de agua existentes en esta sub zona son
principalmente agua higroscópica, pelicular y capilar aislada, pero no existe agua
gravífica, a no ser que esté de tránsito hacia zonas inferiores en episodios
inmediatos a una precipitación.
Sub zona intermedia:
Se halla inmediatamente debajo de la zona de evapotranspiración, con menor
proporción de poros y conductos. En ella se encuentran ubicadas las raíces
profundas de las plantas superiores. También se dan fenómenos de absorción de
agua y nutrientes por los vegetales, así como procesos de evapotranspiración,
pero con menorintensidad,porque las fuerzas de retención del agua son mayores
que las de succión de las raíces situadas sobre ella. En consecuencia, el flujo es
sensiblemente más lento que en la zona radicular.

11. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 11
Irrigaciones
Franja capilar:
Abarca desde la zona intermedia hasta la superficie freática. Su amplitud depende
de la granulometría del material, ya que puede tener varios metros de espesor en
arcillas y pocos milímetros en gravas.
En esta zona existen todos los tipos de agua, excepto el agua gravífica, pero
fundamentalmente el agua capilar continua, ligada a la zona saturada. Debajo de
la zona de aireación se halla la zona saturada, separada de la primera por la
superficie freática.
Fig Distribución vertical del agua en el suelo.

12. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 12
Irrigaciones
PARÁMETROS DE UTILIDAD Y CARACTERIZACIÓN DEL MEDIO
FÍSICO
Ortiz (1980),menciona que los factores principales que determinan la magnitud
del movimiento del agua por infiltración son:
1. Textura.: Los porcentajes de arena, limo y arcilla presentes en el suelo. En
un suelo arenoso se favorece la infiltración.
2. Estructura: Suelos con grandes agregados estables en agua tienen
proporciones de infiltraciones más altas.
3. Cantidad de materia orgánica: Altas proporciones de materia orgánica sin
descomponer propician que una mayor cantidad de agua entre al suelo.
4. Profundidad del suelo: a una capa endurecida “hardpan”, lecho rocoso u
otras capas impermeables influyen en la infiltración. Los suelos delgados
almacenan menos agua que los suelos profundos.
5. Cantidad de agua en el suelo: En general un suelo mojado tendrá una
menor infiltración que un suelo seco.
6. Temperatura del suelo: Los suelos calientes permiten mayor infiltración
del agua que los suelos fríos.
7. Cantidad de organismos vivos: A mayor actividad microbiológica en los
suelos habrá una mayor infiltración. Un caso típico es la elaboración de
pequeños túneles por las lombrices, los cuales favorecen la infiltración y la
penetración de las raíces así como la aireación.
Clasificación de la magnitud de infiltración.

13. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 13
Irrigaciones
La determinación de la infiltración puede efectuarse en el campo, o siguiendo
algunos de los métodos de laboratorio sobre muestras alteradas y/o inalteradas.
Dentro de los métodos de campo existentes, uno de los más comunes por su
facilidad es el método del infiltró metro de doble cilindro. Otro método es el
método de entradas y salidas (en surcos).
a. Método de infiltrómetro de doble cilindro.(métodos usado)
Este método es muy utilizado en todo el mundo por su practicidad.
Consiste en dos anillos metálicos concéntrico, que pueden fabricarse
localmente. Los anillos de 30 cm como mínimo el interior y 50 cm el
exterior, pueden fabricarse de modo talque se acoplen uno con otro, para
ocupar menos espacio. Se recomienda reforzarles el borde superior para
poder soportar los golpes necesarios para clavarlo. El borde inferior debe
estar biselado para penetrar mejor en el suelo.
Para hincar los anillos se recomienda una maza que golpee sobre un taco
de madera.El anillo interior debe estar hundido como mínimo 10 cm y el
exterior la mitad.
El anillo exterior sirve para establecer las condiciones de borde, de modo
que el flujo logrado es completamenteunidimensional. En el anillo interior
es donde va la regla graduada para realizar las lecturas. Primero se vuelca
agua en el exterior (5 cm, previamente marcados con tiza) y luego en el
interior. La regla debe tener el cero a 7,5 cm del suelo y hasta ese valor se
llena. Para efectuarlas lecturas se recomienda un gancho invertido sujeto a
la pared para poder visualizar bien su superficie. El nivel dentro del anillo
interior no debe bajar de 5 cm, para lo cual debe agregarse agua cada vez
que ese límite es superado.Una vez hecha la instalación y agregada el agua,
se comienza la experiencia, poniendo en cero el cronómetro. En cada
lectura medida se toma el tiempo. Las primeras cinco es conveniente
medirlas cada minuto, luego dos o tres cada cinco minutos, dos cada 10
min, dos cada 15 min, dos cada 20 min, y luego cada hora hasta que la
lectura se haga constante, pero no conviene superar las 24 hs.
Cuando se repone agua debe anotarse en la planilla. La tabla 1 resume los datos
de campo obtenidos y su procesamiento. Además deben extraerse muestras de
suelo para realizar gravimetría en el área adyacente al ensayo en dos

14. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 14
Irrigaciones
profundidades (Ap y A12) y dentro del cilindro interior. En este caso debería
extraerse una vez terminado el ensayo ( a dos profundidades), a las 24 hs y a las
48 hs, cubriendo el suelo con una lámina de polietileno.
Tabla 1: registro de datos prueba de infiltración
Fecha: Hora inicio:
(1)
Hora
lectura
(2)
Tiempo
acumula
do (min)
(3) Altura de agua
(cm)
(4)
Diferencia
alturas (cm)
(5)
Diferencia
de tiempos
(min)
Icum
(cm)
I (cm/h)
(4/5) x
60lectura Lectura
ajustada
0 inicial
1
2
3
4
5
10
15
continua

15. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 15
Irrigaciones
b. Método de entradas y salidas (en surcos).Cuando se necesita diseñar
un método de riego por surcos, la infiltración ya no es unidireccional sino
que se realiza a través del perímetro mojado del surco y una gran parte del
agua infiltra radialmente. En este caso es conveniente estimar la
infiltración en el propio surco. Para ello se desarrolla la experiencia cuando
se realiza la prueba de avance (Práctico 9) destinando uno o dos de los
surcos para la prueba de infiltración. Hay diversos modos para medir
infiltración en surco. El más común es entre dos puntos extremos
distanciados suficientemente para evaluar la variabilidad dentro del surco.
Se controlan cada cierto tiempo los caudales de entrada y de salida entre
cada punto, cuidando de entregar caudales relativamente pequeños para
garantizar una diferencia de lecturas entre el inicio y final del surco. El
intervalo de tiempo de cada medición es variable, pero en general es más
prolongado que en el ensayo de doble anillo. La medida de los caudales
puede ser hecha con aforadores tipo Parshall o volumétricamente. El
tratamiento de la información es distinto, dado que el caudal debe
transformarse a unidades de velocidad. Para ello se divide por la longitud
del surco para representar en unidades de m3
min-1
m-1
. Luego se ajusta la
ecuación de I para hallar a y b y por despeje A y B.
V.- CÁLCULO Y RESULTADOS

16. UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA
Pág. 16
Irrigaciones
VI.-CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
CONCLUSIONES
 Al realizar esta práctica de campo para determinarla capacidad de campo y
la velocidad de infiltración de agua en el suelo hemos visto que la misma es
fundamental para calcular el tiempo de riego, diseño de los sistemas de
riego y los caudales que pueden manejarse en las parcelas.
 Podemos decir también que conforme la humedad penetra en el suelo y
satura las capas superiores, su velocidad disminuye debido a la mayor
resistencia del suelo y a la reducción en el diámetro de los poros hasta
llegar a un valor constante denominado infiltración básica, que se usa para
calcular el tiempo de aplicación al suelo en el caso del riego por gravedad y
cuando se trata de riego a presión, se utiliza para compararla con el grado
de aplicación (precipitación horaria), el cual debe ser menor que la
infiltración básica.
 Se aprendió a realizar la aplicación del método del cilindro infiltrometro
aplicando directamenteen el campo lo cual nos da una idea para nuestros
parámetros de diseño en sistema de riego en un futuro proyecto de riego.
RECOMENDACIONES
 Esta práctica necesita de concentración para llevar el tiempo exacto y
realizar las medidas y el enrase a tiempo.
 Se recomienda obtener más cilindros infiltrometros para tener mayor
precisión en los trabajos de investigación, ya que en la práctica solo se
realizó con un solo cilindro.