porchet .docx

UNIVERSIDAD NACIONAL

Trabajo N° 01:

“Santiago Antúnez de Mayolo”

“PRUEBA DE PERMEABILIDAD” MÉTODO DE PORCHET.

FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS “Escuela Académico profesional de Ingeniería Agrícola”

ÍNDICE Pág. TÍTULO:......................................................................................................................................2 I.

INTRODUCCIÓN...............................................................................................................2

II.

OBJETIVOS:.......................................................................................................................3

III.

REVISIÓN LITERARIA:................................................................................................3

IV.

MATERIALES Y METODOS:........................................................................................6

V. VI.

RESULTADOS:...................................................................................................................9 BIBLIOGRAFÍA:...........................................................................................................11

ANEXO:....................................................................................................................................12

INGENIERIA DE DRENAJE.

1


Trabajo N° 01:




TÍTULO: “PRUEBA DE PERMEABILIDAD” - MÉTODO DE PORCHET. I.

INTRODUCCIÓN.

La presente práctica de campo del curso de INGENIERIA DE DRENAJE, se realizó en camino hacia el Pinar, perteneciente al distrito de Independencia - provincia de Huaraz, con finalidad de encontrar la infiltración básica, instantánea y la permeabilidad del suelo; aplicando el método de Porchet, para lo cual se excava un hueco de 20 cm de radio (R = 20 Cm) con una vareta, pico y lampa, a una profundidad de 40 Cm. Se debe colocar dentro del pozo un flotador (en nuestro caso una esfera de tecnopor) con un mecanismo que permita determinar el desplazamiento de este como respuesta al movimiento del agua. Se llena el pozo de agua a una profundidad de 30 Cm, y posteriormente se registra el descenso de la misma, en un intervalo de tiempo. En este trabajo monográfico – descriptivo, Por su importancia, se enfatiza en la permeabilidad y la infiltración de suelos, que es muy importante porque permite al ingeniero Agrícola comprender cualitativamente el complejo mecanismo, ya que gracias a esta podremos evaluar la cantidad de filtración, esto es necesario para el análisis y ejecución de proyectos, así como también saber el comportamiento que va tener el suelo al aplicar el riego, la retención del agua, la frecuencia de riego y la lámina de riego necesario, todo esto es influenciado por la permeabilidad. Los Alumnos.


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Trabajo N° 01:




II.

OBJETIVOS:   

Encontrar la infiltración básica e instantánea. Encontrar la permeabilidad del suelo. Aplicar el método de Porchet.

III.

REVISIÓN LITERARIA:

3.1

PERMEABILIDAD: Cuando se usa el término permeabilidad de un suelo, se está haciendo referencia al grado de facilidad con que el agua pasa a través del suelo. Es así entonces cuando se habla de que un suelo es muy permeable en la medida en que haya buena facilidad para que se mueva el agua a través de su espacio poroso y que es poco permeable, en el caso que se presente dificultad a ese movimiento. Cuando se hacen estudios de los problemas de exceso de humedad en los suelos (drenaje) es de gran importancia conocer y cuantificar el concepto de permeabilidad.

3.2

¿QUÉ FACTORES AFECTAN A LA PERMEABILIDAD DEL SUELO? Según la FAO (2010), muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata de factores en extremo localizados, como fisuras y cárcavas, y es difícil hallar valores representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio serio de los perfiles de suelo proporciona una indispensable comprobación de dichas mediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura, consistencia, color y manchas de color, la disposición por capas, los poros visibles y la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa de arcilla, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de la permeabilidad sean representativas.

3.3

LA PERMEABILIDAD DEL SUELO SE RELACIONA CON SU TEXTURA Y ESTRUCTURA: Según la FAO (2010), el tamaño de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasa de filtración (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasa de percolación (movimiento del agua a través del suelo). El tamaño y


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Trabajo N° 01:




el número de los poros guardan estrecha relación con la textura y la estructura del suelo y también influyen en su permeabilidad. 3.4

INFILTRACIÓN Es el proceso por el cual el agua penetra desde la superficie del terreno hacia el suelo. En una primera etapa satisface la deficiencia de humedad del suelo en una zona cercana a la superficie, y posteriormente superado cierto nivel de humedad, pasa a formar parte del agua subterránea, saturando los espacios vacíos.

3.5

VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN DEL AGUA EN EL SUELO: Cuando la intensidad de lluvia o de regadío es menor que el valor de la conductividad hidráulica saturada del suelo, la velocidad de infiltración se determinara teóricamente por la intensidad de lluvia o de riego (que es la condición de contorno). Tabla 01: velocidad de infiltración.

VELOCIDADES DE INFILTRACION. Muy arenosos 20-25 mm/h Arenosos 15-20 mm/h Limo-arenosos 10-15 mm/h Limo-Arcillosos 8-10 mm/h Arcillos < 8 mm/h

Tabla 02: Clasificación de los suelos según su coeficiente de permeabilidad. Grado de permeabilidad Elevada Media Baja Muy baja Prácticamente impermeable


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Valor de k (cm/s) Superior a 10 -1 10 -1 a 10 -3 10 -3 a 10 -5 10 -5 a 10 -7 Menor de 10 -7


Trabajo N° 01:




3.6

FACTORES QUE AFECTAN LA INFILTRACIÓN: Los factores que más influyen son aspectos tales como: textura, estructura, materia orgánica, pendiente, cubierta vegetal y rugosidad del terreno. Estos factores pueden ordenarse como: Favorables: agregar materia orgánica, aplicar abono verde, encalado de suelos



ácidos y lavados de suelos. Desfavorables: compactación del suelos, dispersión del suelo (riego con aguas

3.7



de mala calidad) y alteración de la estructura del suelo. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA INFILTRACIÓN: Existen diferentes métodos para medir la velocidad de infiltración. Estos métodos se pueden clasificar de laboratorio unos y de campo otros. Los métodos en campo son tal vez los más comunes, debido a los trabajos frecuentes que se hacen en el campo, y por la necesidad de obtener resultados de una forma más rápida. Entre los diversos métodos de campo que existen, en el presente trabajo de campo se realizó con el método de porchet, este método consiste en llenar con agua el agujero realizado hasta el nivel del suelo previsto luego medir el tiempo de infiltración o descarga y apuntar los tiempos. Método de Porchet. Para la estimación de la tasa de infiltración en terreno se puede utilizar el método de Porchet, el cual consiste en excavar un cilindro de radio R y se llenarlo con agua hasta una altura h.


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Trabajo N° 01:




IV.

MATERIALES Y METODOS:

4.1.

MATERIALES:

Para el desarrollo del presente trabajo se emplearon los siguientes materiales y equipos: Barreta, lampa y pico. Balde de 4 litros. Wincha de 5 mt. Equipo Porchet y flotador (en nuestro caso una esfera de tecnopor). 4.2.

METODOS: Método de Porchet: Para determinar infiltración y permeabilidad del suelo



realizamos los siguientes pasos: BUSCAR EL LUGAR PARA DESARROLAR LA PRUEBA. Elegimos el camino al pinar.

UBICACIÓN POLITICA: INGENIERIA DE DRENAJE.

1


Trabajo N° 01:




 DEPARTAMENTO  PROVINCIA  DISTRITO

: Ancash. : Huaraz. : Independencia.

COORDENADAS UTM:  Note: 223545.98 m N.  Este: 8946694.38 m E.  Altitud: 3203 m.s.n.m.



EXCAVADO DEL HUECO DE PRUEBA DE PORCHET: Se excava un hueco de 20 cm de radio (R = 20 Cm) con una vareta, pico y lampa, a una profundidad de 40 Cm, como se muestra en las fotos:

Se debe colocar dentro del pozo un flotador (en nuestro caso una esfera de tecnopor) con un mecanismo que permita determinar el desplazamiento de este como respuesta al movimiento del agua. Se llena el pozo de agua con un balde de cuatro litros hasta alcanzar una profundidad de 30 Cm. Como se muestra en las fotos:


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Trabajo N° 01:




 MEDICIÓN DEL DESCENSO DEL NIVEL DE AGUA: posteriormente se registra el descenso del nivel de agua para cada intervalo de tiempo Comenzamos a medir en tiempos de 0´, 1´, 2´, , 10´, 20´, 30´, 60´y 120´ y controlamos el aumento de la altura referencial, hasta los 120 minutos. Como se muestra en las fotos:


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Trabajo N° 01:




V.

RESULTADOS: Calculo de la Permeabilidad del suelo:

T (min) 1 2 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90

T(min)Acu m 1 3 8 18 33 53 78 108 148 198 258 328 408 498

Yi (mm)

Yf(mm)

32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5 32.5

33.74 34.99 35.9 37.2 38.02 38.72 39.98 40.04 41.3 41.8 43.5 43.9 44.3 44.55


1


Trabajo N° 01:




100 110 120

Tiempo inicio tiempo final

120

Ti = Tf =

0.0000 0.0833

0

r=

598 708 828

32.5 32.5 32.5

Yinicio

32.5cm

Yfinal

45.8cm

dia dia

Yi (cm) = Yf(cm) =

10 cm =

0.1m

hf +r /2 r log hi+ −log ¿ 2 ¿ 1.15∗r∗¿ K=¿

( )

K=

0.08958 m/dia


1

44.8 45 45.8

0.0325 0.0458

m m


Trabajo N° 01:




DATOS PROCESADOS PARA LA DETERMINACIÓN DE LOS VALORES DE LAS CONSTANTES DE LA VELOCIDAD DE INFILTRACIÓN


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Trabajo N° 01:




a =

n=

18

b=

-0.9092

1.9932


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Trabajo N° 01:




Método grafico 2

f(x) = - 0.91x + 1.99 R² = 0.98

1.5

1 Axis Title 0.5

0 0

0.5

1

1.5

-0.5 Axis Title

GRAFICAS tiempo ic acumul io e=i0(cm/h ado (cm/hr) ic r) (min) 1 98.43 24.03 74.4 67 67 36.25 13.54 3 49.8 32 68 14.86 10.63 8 25.5 09 91 7.109 8.557 18 15.7 4 3 4.097 5.939 33 10.0 2 2 53 7.0 2.663 4.378 INGENIERIA DE DRENAJE.

1

2

2.5


Trabajo N° 01:




78

2 1.874 2 1.394 2 1.046 9 0.803 5 0.631 6 0.507 8 0.416 4 0.347 4 0.294 1 0.252 3 0.218 8

5.8

108 148 198 258 328 408 498 598 708 828

4.2 3.6 2.8 2.6 2.1 1.7 1.5 1.2 1.1 1.0

3 3.879 6 2.794 7 2.520 7 2.014 7 1.926 5 1.577 6 1.318 9 1.104 5 0.940 0 0.807 1 0.745 0

io vs ic 120.0 100.0 80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 0

100

200

300

400

io (cm/hr)


1

500

600

ic (cm/hr)

700

800

900


Trabajo N° 01:




INFILTRACION DEL AGUA EN EL SUELO

Tiempo parcial en min. 1 2 5 10 15 20 25 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Tiempo acumula do en min.

Lamina infiltrad a (cm)

1 3 8 18 33 53 78 108 148 198 258 328 408 498 598 708 828

1.24 1.25 0.91 1.3 0.82 0.7 1.26 0.06 1.26 0.5 1.7 0.4 0.4 0.25 0.25 0.2 0.8

Lamina

Vel. Infil.

Vel. Infil.

Acumul ada

(cm/hr)

(cm/hr)

(cm)

Inst.

1.24 2.49 3.4 4.7 5.52 6.22 7.48 7.54 8.8 9.3 11 11.4 11.8 12.05 12.3 12.5 13.3

74.40 37.50 10.92 7.80 3.28 2.10 3.02 0.12 1.89 0.60 1.70 0.34 0.30 0.17 0.15 0.11 0.40

Promedi o 74.40 49.80 25.50 15.67 10.04 7.04 5.75 4.19 3.57 2.82 2.56 2.09 1.74 1.45 1.23 1.06 0.96

Cuadro N°: 03 cálculos de la función de la lámina infiltrada acumulada Lamina tiempo Acumula acumula da do (min) (cm) 1 1.24 3 2.49 8 3.40 18 4.70 33 5.52 53 6.22 78 7.48 108 7.54 148 8.80 198 9.30 258 11.00 328 11.40 408 11.80 498 12.05

X= LogT

Y= log(i)

X*Y

X^2

Y^2

0.0000 0.4771 0.9031 1.2553 1.5185 1.7243 1.8921 2.0334 2.1703 2.2967 2.4116 2.5159 2.6107 2.6972

0.0934 0.3962 0.5315 0.6721 0.7419 0.7938 0.8739 0.8774 0.9445 0.9685 1.0414 1.0569 1.0719 1.0810

0.0000 0.1890 0.4800 0.8437 1.1266 1.3687 1.6535 1.7841 2.0498 2.2243 2.5114 2.6590 2.7983 2.9157

0.0000 0.2276 0.8156 1.5757 2.3059 2.9731 3.5800 4.1348 4.7100 5.2747 5.8159 6.3296 6.8155 7.2750

0.0087 0.1570 0.2825 0.4517 0.5505 0.6301 0.7637 0.7698 0.8920 0.9380 1.0845 1.1170 1.1489 1.1685


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Trabajo N° 01:




598 708 828

12.30 12.50 13.30 total

2.7767 1.0899 3.0263 7.7101 1.1879 2.8500 1.0969 3.1262 8.1227 1.2032 2.9180 1.1239 3.2794 8.5149 1.2630 33.0509 14.4550 32.0361 76.1813 13.6171

MÉTODO GRAFICO

1.2 f(x) = 0.33x + 0.21 R² = 0.98

1

0.8

Axis Title

0.6

0.4

0.2

0 0

0.5

1

1.5 Axis Title


1

2

2.5

3

3.5


Trabajo N° 01:




GRAFICAS tiempo acumula do (min)

io (cm)

1 3 8 18 33 53 78 108 148 198 258 328 408 498 598 708 828

1.24 2.49 3.4 4.7 5.52 6.22 7.48 7.54 8.8 9.3 11 11.4 11.8 12.05 12.3 12.5 13.3

ic (cm) 1.6182 2.3250 3.2130 4.1983 5.1274 5.9947 6.8095 7.5811 8.4114 9.2589 10.1036 10.9361 11.7523 12.5510 13.3318 14.0954 14.8424

e=i0-ic -0.3782 0.1650 0.1870 0.5017 0.3926 0.2253 0.6705 -0.0411 0.3886 0.0411 0.8964 0.4639 0.0477 -0.5010 -1.0318 -1.5954 -1.5424

io vs ic 20 15 10 5 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 io (cm)

 

ic (cm)

La permeabilidad del suelo es de 0.08958 m/Día. Según a la permeabilidad obtenida en campo mediante el método de PORCHET, el tipo de suelo para el lugar de estudio es franco arcilloso, arcilloso; mal estructurado.


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Trabajo N° 01:






La temperatura no fue tomada en cuenta en el ensayo, lo cual es perjudicial para los resultados. A medida que la temperatura aumenta, la viscosidad del agua disminuye y la



velocidad del flujo aumenta; es decir, la conductividad hidráulica aumenta. La infiltración básica:

i=98.4367 t −0.9092 −0.9092

i=98.4367(120)

i=1.267 Calculocm/hr de la lámina infiltrada I ¿ 1.6182t 0.3298 I ¿ 1.6182(120)0.3298 I ¿ 7.848 cm/hr


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Trabajo N° 01:




VI.

BIBLIOGRAFÍA: Libros:

 

MÁXIMO VILLÓN, Béjar. 2002. Hidrología, Segunda Edición, Lima-Perú. 433 p. Javier A. Goicochea Ríos. Ingeniería de drenaje. Capítulo IV Determinación de la conductividad hidráulica. Páginas 83-87.







GRASSI, C. 1988. Fundamentos del Riego. Mérida. Serie Riego y Drenaje RD., Venezuela. 350 p. JENSEN, M.E., BURMAN, R.D., y ALLEN, R.G. 1990. Evapotranspiration and Irrigation Water Requirements. New York, Estados Unidos de América, 360 p. E. Bowles, Joseph.1982. Propiedades geofísicas de los suelos .Ediciones Lerner Ltda. Editorial McGraw-Hill LATINOAMERICA, S.A. Impreso en Colombia. Capítulo 8. Hidráulica de



suelos, permeabilidad, capilaridad y contracción. Páginas 212-245. E. Bowles, Joseph. 1981. Manual de laboratorio de suelos en ingeniería civil. Editorial McGraw-Hill LATINOAMERICANA, S.A. Impreso en Colombia. Experimento N°1112.Coeficiente de permeabilidad, método de cabeza constante y variable. Páginas 97-105. Páginas web:



Drenaje. Consultado el 04 de Octubre del 2016. Disponible en : http://www.buenastareas.com/ensayos/Drenaje/1883079.html


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Trabajo N° 01:




ANEXO: PANEL FOTOGRÁFICO: SE OBSERVA LOS TRABAJOS DE PARA DETERMINAR LA PERMIABILIDAD Y LA VELOCIDAD DE INFILTRACION DEL SUELO POR EL METODO DE PORCHET EN EL CAMINO HACIA EL PINAR.

FOTO N°01: Se observa a los integrantes del grupo en el lugar elegido para realizar la práctica de infiltración y permeabilidad por el método de porchet.


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Trabajo N° 01:




FOTO N°02 y N°03: Se observa el excava un hueco de 20 cm de radio (R = 20 Cm) con una vareta, pico y lampa, a una profundidad de 40 Cm, para realizar la prueba de infiltración por el método de PORCHET.

FOTO N°04, N°05 y N°06: Se observa el colocado un mecanismo que tiene incorporado un flotador (en nuestro caso una esfera de tecnopor), que permita determinar el desplazamiento de este como respuesta al movimiento del agua dentro del pozo y el llenado de agua del pozo, con un balde de cuatro litros hasta


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Trabajo N° 01:




alcanzar una profundidad de 30 Cm., para realizar la prueba de infiltración por el método de PORCHET.

FOTO N°07, N°08 y N°09: Se observa la medición y anotado de los datos del descenso del nivel de agua, para cada intervalo de tiempo (registro del descenso del nivel de agua para cada intervalo de tiempo, medido con un cronometro).


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Trabajo N° 01:





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