Test de Percolacion (2)

TEST DE PERCOLACION Y DETERMINACION DE LA TASA DE INFILTRACION

I.

INTRODUCCION Percolación se refiere al

paso lento de fluidos a través de los materiales

porosos, un ejemplo de este proceso es la filtración.

Así se originan las

corrientes subterráneas.

La infiltración se define como el proceso por el cual el agua penetra por la superficie del suelo y llega hasta los horizontes internos. La velocidad con la que el agua se infiltra en el suelo o tasa de infiltración, es función del tipo de suelo y de propiedades físicas como textura y estructura del laboreo del terreno. El proceso de infiltración es de gran atención, pues constituye un factor importante para la economía del proyecto; a la vez que el agua infiltrada sirve para la alimentación de las plantas y para la reserva subterránea que en determinado momento aflora para ver nacer manantiales y corrientes de agua. Constituye también una alternativa para evitar inundaciones y erosión del suelo. Su cálculo depende de muchos factores naturales, por lo que su estimación fiable es difícil y es imposible obtener una relación única entre todos los parámetros que la condicionan.

En este sentido, el proceso de infiltración de agua en el suelo ha sido intensamente estudiado debido a su importancia en el manejo del agua en la agricultura, la conservación del recurso suelo, tratamiento de aguas residuales y otras actividades. En este contexto, el presente documento tiene como finalidad determinar la velocidad de infiltración del agua en suelo, con la finalidad de asegurar la operatividad del proyecto TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE USO DOMESTICO MEDIANTE BIODIGESTORES EN EL CASERIO DE MARCOBAMBA – DISTRITO DE LLACANORA – PROVINCIA DE CAJAMARCA – CAJAMARCA, a lo largo de su vida útil.

II.

OBJETIVOS -

Determinar la velocidad de infiltración del agua en el área escogida

-

Identificar las características del terreno donde se implementarían las zanjas de infiltración.

III.

IV.

Analizar los resultados del estudio de percolación en la zona del proyecto.

UBICACION -

Caserío:

Marcobamba

-

Distrito:

Llacanora

-

Provincia:

Cajamarca

-

Departamento: Cajamarca

PROCEDIMIENTO Se realizaron las siguientes actividades para cumplir con los valores del test de percolación:

A) El trabajo de campo se realizó en dos días continuos ( 09 y 10 de noviembre del 2011), eligiendo los lugares adecuados para hacer las respectivas excavaciones en la zona del proyecto. B) Se optó por realizar dos excavaciones, la primera en terreno de propiedad de la Sra. Flor de María Pérez Chuang y la segunda en propiedad de Julia Aguilar Huingo, eligiéndose estas áreas por la diferencia de terreno existente.

COORDENADAS UTM ESTE NORTE

Nº

CODIGO DE CALICATA

1

C-01

785518.72

9207628.97

3045

2

C-02

785628.97

9207825.11

3048

ALTITUD

-

Se excavaron 02 pequeñas calicatas de dimensiones 0.30 x 0.30 x 0.70m de profundidad

-

Luego se raspa con un cuchillo las paredes del agujero a fin de proveer la filtración natural del terreno. El material suelto deberá ser eliminado.

-

A continuación se coloca grava fina o arena gruesa en el fondo del agujero hasta formar una capa de 5 cm de espesor.

-

Luego de colocada la capa de grava fina o arena gruesa se deberá agregar con cuidado agua limpia en el agujero hasta obtener una altura mínima de 0.30 m sobre la capa de grava o arena. Esta altura de agua deberá ser mantenida por un periodo mínimo de 4 horas y, de preferencia durante toda la noche.

-

IV

Realizar la prueba de infiltración 24 horas después de haber agregado el agua por primera vez.

FOTOGRAFIAS DE LAS CALICATAS CALICATA N° 01

CALICATA No 02

V.-

DETERMINACION DE LA TASA DE INFILTRACION Después de las 24 horas. Agregue agua en el hoyo hasta obtener una altura de 0.15m sobre la capa de grava o arena. Con la ayuda de un wincha metálica y un punto de referencia fijo situado en la superficie del terreno, mida el descenso del nivel de agua en el tiempo.

-

El tiempo total de la prueba de infiltración debe ser de 30 minutos.

-

Determine la velocidad de descenso del nivel de agua cada 5 minutos durante los 30 minutos. En el caso que el agua sea absorbida antes de concluida la prueba, añadir mas agua al hoyo. Este proceso de llenado se deberá repetir tantas veces como sea necesario hasta concluir con la prueba de infiltración.

-

En terrenos arenosos no será necesario esperar 24 horas para realizar la prueba de infiltración. La tasa de infiltración se calcula a partir de los 2 últimos datos observados en el periodo

-

final de los 30 minutos y se determina mediante la siguiente fórmula:

Q = 315.5 x (h/t)1/2 Donde: Q = Tasa de infiltración en L/m2- día. h = Descenso del nivel de agua en el tiempo de la prueba (mm) t = Tiempo demandado para el descenso del nivel de agua expresado en segundos. -

Los terrenos se clasificarán de acuerdo a los resultados de esta prueba en:

CLASE DE TERRENO

TIEMPO PARA INFILTRAR 5 cm

TIEMPO PARA INFILTRAR 1 cm (*)

Rápidos

Menos de 10 minutos

De 0 a 4 minutos

Medios

Entre 10 a 30 minutos

De 4 a 8 minutos

Lentos

Entre 30 a 60 minutos

De 8 a 12 minutos

(*)Según el Reglamento Nacional de Edificaciones.

VI.- RESULTADOS CALICATA N° 01 Ubicación: Nº

CODIGO DE CALICATA

1

C-01

COORDENADAS UTM ESTE NORTE 785518.72

9207628.97

ALTITUD 3045

La excavación de esta se realizó en una zona en donde se apreciaba por el color casi rojizo y la textura algo plástica ser un suelo arcilloso. Al realizar un análisis de texturas se determinó que este tipo de suelo es arcilloso con presencia de gran cantidad de limos.

En esta excavación se obtuvieron los siguientes datos: Medición 01 02

Descenso 26 mm 24 mm

Tiempo 30 min 30 min

Por lo que según el cuadro de clasificación de terrenos tenemos que este es un SUELO LENTO, por consiguiente la infiltración es lenta. Por lo tanto, obtenemos la tasa de infiltración para este suelo:

Q= 315.5 x (50 mm/ 3600 seg)^1/2 Q= 37.86

CALICATA N° 02 Ubicación: Nº

CODIGO DE CALICATA

2

C-02

COORDENADAS UTM ESTE NORTE 785628.97

ALTITUD

9207825.11

3048

La excavación de esta se realizó en una zona en donde se apreciaba por el color grisáceo y la textura arenosa ser un suelo areno limoso. Al realizar un análisis de texturas se determinó que este tipo de suelo es arenoso con presencia de limos. En esta excavación se obtuvieron los siguientes datos: Medición 01 02

Descenso 50 mm 50 mm

Tiempo 15 min 15 min

Por lo que según el cuadro de clasificación de terrenos tenemos que este es un SUELO MEDIO, por consiguiente la infiltración es media. En este terreno la tasa de infiltración es:

Q= 315.5 x (50 mm/ 900 seg)^1/2 Q= 74.36  También podemos obtener este valor de infiltración con la curva siguiente:

CALICATA N° 01 Tiempo de infiltración para 05 cm = 60 min Tiempo de infiltración para 01 cm = 12 min Recurrimos a nuestra curva e introducimos el valor en el eje del tiempo y vemos que para 12 min corresponde un valor de R=32.5 Por lo tanto, el área requerida para la infiltración del agua tratada se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula: Área= Volumen del biodigestor / 2R

Reemplazando los valores de la calicata N° 01 se obtiene: A= 600 / 2(32) = 9.38 m2

CALCULO DE LAS ZANJAS Para diseñar las zanjas tenemos en cuenta las siguientes recomendaciones: (Especificaciones Técnicas de Rotoplas- fabricantes de los Biodigestores)

.

 Ancho: 0.45 m a 0.90 m  Longitud máxima : 30 m  Espaciamiento entre los ejes de cada zanja: 02 m como min.

La longitud de las zanjas se determina con la siguiente fórmula:

L= Área requerida del test / ancho x N° de zanjas

Calculamos para la primera calicata: Valores adoptados: . Ancho de zanja conveniente= 0.50 m . Numero de zanjas= 02 L= 9.38 / ( 0.50 x 02 ) L= 9.40 m (long de c/zanja)

CALICATA N° 02 Tiempo de infiltración para 05 cm = 15 min Tiempo de infiltración para 01 cm = 3 min Recurrimos a nuestra curva e introducimos el valor en el eje del tiempo y vemos que para 03 min corresponde un valor de R=75 Por lo tanto, el área requerida para la infiltración del agua tratada se calcula de acuerdo a la siguiente fórmula: Área= Volumen del biodigestor / 2R

Reemplazando los valores de la calicata N° 01 se obtiene: A= 600 / 2(75) = 04 m2

CALCULO DE LAS ZANJAS Para diseñar las zanjas tenemos en cuenta las siguientes recomendaciones: (Especificaciones Técnicas de Rotoplas- fabricantes de los Biodigestores)

.

 Ancho: 0.45 m a 0.90 m  Longitud máxima : 30 m  Espaciamiento entre los ejes de cada zanja: 02 m como min. La longitud de las zanjas se determina con la siguiente fórmula:

L= Área requerida del test / ancho x N° de zanjas

Calculamos para las segunda calicata: Valores adoptados: . Ancho de zanja conveniente= 0.50 m . Numero de zanjas= 02 L= 4.00 / ( 0.50 x 02 ) L= 4.00 m (long de c/zanja)