Erosion Por Escorrentia Final

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA

“Norte de la universidad peruana”

INDICEINTRODUCCION....................................................................................................................1

I. TITULO:.........................................................................................................................4

II. RESPONSABLES:............................................................................................................4

III. INSTITUCION A LA QUE PERTENECE.........................................................................4

IV. LUGAR DE INVESTIGACION.......................................................................................4

V. TIPO DE INVESTIGACION..............................................................................................4

VI. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA............................................................................5

Caracterización de problema...........................................................................................5

Planteamiento del problema............................................................................................5

Objetivos..........................................................................................................................5

Justificación del estudio...................................................................................................6

VII. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL:..............................................................................7

VIII. HIPOTESIS...............................................................................................................38

IX. MATERIALES Y EQUIPO...........................................................................................38

X. METODO.....................................................................................................................42

XI. PRESUPUESTO........................................................................................................43

XII. CALCULOS...............................................................................................................44

XIII. ANALISIS DE RESULTADOS......................................................................................54

XIV. CONCLUSIONES......................................................................................................54

XI. ANEXOS.........................................................................................................................54

XV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS...............................................................................55

METODOLOGIA DE LA INVESTIGACION

1



INTRODUCCION

Cajamarca, una de las regiones más importantes de la sierra peruana, la misma que

geográficamente se encuentra en las entrañas de la cordillera de los andes, todo esto en

el norte del Perú; tiene muchas características propias de los andes peruanos, cabe desta-

car entre ellas, la presencia de precipitaciones y como consecuencia la escorrentía, tema

que es de suma importancia para la hidrología. En épocas de invierno (diciembre – mar-

zo), las precipitaciones hacen su aparición en suelo cajamarquino, provocando que mi-

núsculas partes de suelo se erosionen, las mismas que en su conjunto forman grandes

bloques de tierra transportado por las aguas superficiales; específicamente del lugar de

PUYLLUCANA – BAÑOS DEL INCA.

Al enfocarnos en el tema: Erosión del suelo por la escorrentía del agua superficial

en la localidad de PUYLLUCANA, El mismo que ha sido evaluado gracias a la obten-

ción de bloques de suelo y/o muestra, sin alterar; haciendo uso también de un generador

de precipitación y una caja para muestra de 0.25 m2 aproximadamente; no obstante, este

equipo fue elaborado por nosotros (Grupo 05), encargados del estudio, cabe mencionar

también que las operaciones se realizaron con éxito, en el laboratorio de ingeniería hi-

dráulica, campus universitario – UNC.

El agua es un recurso indispensable para el desarrollo sustentable de las comunida-

des. Sin embargo, a nivel mundial y Honduras en particular, las cuencas hidrográficas

enfrentan serios procesos de degradación de sus recursos naturales que se reflejan en el

cambio de patrones hídricos y en el incremento de la vulnerabilidad de estos sectores.

Los fenómenos naturales, como los huracanes, son entre otros factores, los que permiten

que se evidencie la falta de un buen manejo de las cuencas; una referencia reciente es el


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huracán Mitch que en 1998 afectó a la mayor parte de la región centroamericana.

ARRUETA, Miriam (2009).

Es importante hacer mención, que en la actualidad, muchos de los deslizamientos y

erosión de terrenos han sido provocados por las precipitaciones en dicho lugar, ya que

este, cuenta con una pendiente muy considerable, además de accidentada geográfica-

mente; es por ello que en las pruebas que se ha elaborado en el laboratorio gracias a

nuestro equipo, hemos tomado en consideración, el impacto de la precipitación a dife-

rentes ángulos de pendientes.


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I. TITULO:EROSION DEL SUELO POR LA ESCORRENTIA DEL AGUA SU-

PERFICIAL EN EL CENTRO POBLADO DE PUYLLUCANA, 2015.

II. RESPONSABLES:- ABANTO CHUQUEZ, Jhonatan

- SANCHEZ CERQUIN, Jordy

- SILVA ARTEAGA, Rennzo

- SILVA BOBADILLA, Kimbelyn

- ZAMBRANO CALUA, Omar.

III. INSTITUCION A LA QUE PERTENECE.Universidad Nacional de Cajamarca, Facultad de Ingeniería, Escuela

Académica Profesional de Ingeniería Hidráulica.

IV. LUGAR DE INVESTIGACION.El siguiente proyecto se realizará en la localidad de Puylucana, distrito

de Los Baños del Inca, provincia Cajamarca, departamento de Cajamarca,

latitud Sur 7° 8' 49.9" S (-7.14719202000), longitud Oeste 78° 27' 12.1" W

(-78.45335278000), altura 2784 m.s.n.m., huso horario UTC-5.

V. TIPO DE INVESTIGACION.Esta investigación la podemos catalogar como explicativa, ya que solo

intentaremos dar a conocer el proceso de erosión, mas no daremos ninguna

solución al problema.


4



VI. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.Caracterización de problema

El problema de la erosión de los suelos por la escorrentía, es un problema

muy grave que ocurre en la mayoría de los lugares del Perú debido a la gran

magnitud de accidentes presentados en el relieve, por la presencia de la cordille-

ra de los andes; tal es el caso de uno de los centro poblado de Cajamarca (Puy-

llucana), que por los elevados porcentajes presentados en las pendientes de sus

suelos ocurre una gran erosión por la escorrentía.

Planteamiento del problema¿Cómo se calcula la erosión del suelo causada por acción de la escorrentía

del agua superficial en la localidad de Puyllucana en el año 2015?

Objetivos1.1.1. Objetivo general.

- Determinar en laboratorio la cantidad de agua escurrida por un suelo

inalterado de Puyllucana, con ayuda de un simulador de precipitación.

1.1.2. Objetivos específicos.

- Construir un simulador de precipitación, para poder medir el grado de

escorrentía y el grado de infiltración en un suelo inalterado del centro

poblado de Puyllucana.

- Calcular la relación entre la escorrentía y la infiltración, para diferentes

humedades, comparándola con la humedad real de nuestra muestra.

- Determinar la cantidad de sedimentación producida por la escorrentía en

diferentes pendientes


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Justificación del estudio.1.1.3. Ambiental.

Uno de los factores principales, para las pérdidas de suelos es la esco-

rrentía, teniendo como consecuencia:

- Perdida de suelos fértiles, alterando los ecosistemas.

- Alteración en el ecosistema acuático: el arrastre de sedimentos por los

cursos de agua, modifica las propiedades físico-químicas, como la turbi-

dez y la densidad.

- Daños a represas: es vital prevenir la erosión de sectores anteriores a la

represa, la acumulación de sedimentos disminuye la vida útil, también

los fragmentos del suelo tienen un efecto abrasivo sobre las turbinas.

- Cuando las aguas superficiales son usadas como abastecimientos de agua

potable, pueden quedar comprometidas en cuanto a riesgos para la salud

y estética del agua potable (es decir, en su olor, color y turbiedad).

1.1.4. Social.

- La urbanización aumenta la escorrentía superficial, al crear superficies

más impermeables, como pavimento y edificios, que no permiten la fil-

tración del agua hasta el acuífero. En vez de filtrarse al suelo, el agua es

forzada directamente hacia corrientes o drenajes, donde la erosión y sedi-

mentación pueden ser problemas importantes, incluso cuando no hay

inundación. El aumento de escorrentía reduce la recarga de agua subte-

rránea, bajando así la capa freática y empeorando las sequías, sobre todo

para los agricultores y quienes dependen de pozos de agua.


6



1.1.5. Económico.

- Los impactos generados por la escorrentía del agua superficial generan

consecuencias económicas difíciles de estimar ya que se produce la per-

dida de la capa fértil de los suelos, la disminución de la materia orgánica,

así también la perdida de nutrientes, esto trae consigo que las tierras agrí-

colas se vuelvan gradualmente menos productivas, afectando de esta ma-

nera su ingreso económico, aumento de precios por reducción de la pro-

ducción.

VII. MARCO TEÓRICO-CONCEPTUAL:1. ANTECEDENTES.

INICIO DE LOS ESTUDIOS DE EROSION DE SUELOS

Los estudios de erosión hídrica y modelos para evaluar las pérdidas de sue-

los según los distintos tipos de erosión, comienzan prácticamente a princi-

pios del siglo XX, con las investigaciones del Servicio Forestal de EEUU (Fo-

rest Service of USA) en 1915. En 1935 se creó el Servicio de Conservación de

suelos de EEUU. (SCS), el cual fue autorizado por la ley para aportar educa-

ción y asistencia técnica a los agricultores, con el objetivo principal de ase-

gurar que la erosión del suelo seria controlada para prevenir los impactos

que sobre los rendimientos y rentabilidad se la agricultura se estaban pro-

duciendo.

El Departamento de Agricultura de los EEUU (USDA), comenzó un programa

en 1933, para crear 10 estaciones experimentales de erosión de suelos y 40


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proyectos para el control de la erosión a través de todo el país. Las estacio-

nes experimentales median la escorrentía y la erosión del suelo en parcelas

uniformes y en pequeñas cuencas con un amplio rengo de suelos y técnicas

de cultivo. Cada proyecto de control de la erosión abarcaba una cuenca

entera donde los métodos para el control de la erosión podían ser aplica-

dos, evaluados y demostrados. Todos los datos recogidos en estas estacio-

nes aportaron el conocimiento suficiente sobre los procesos erosivos, con el

resultado de la Ecuación Universal de Perdida de Suelo (Universal Soil Loss

Equation, USLE).

Como resultado de la amplia experiencia adquirida en su utilización para

evaluar las pérdidas de suelo en EEUU por erosion laminar en regueros, se

hicieron una serie de cambios que hoy están incorporados en la Revista de

Perdida de suelo (Revised Universal Soil loss Equation, RUSLE), (Renard et

al. 1991, citado por M. de Regoyos. S. 2003.)

EVALUACION DE LA EROSION HIDRICA: TRABAJOS TOMADOS EN CUENTA

PARA EL DESARROLLO DEL PROYECTO

El primer trabajo corresponde a Dufilho A. C, et all, (2011). El cual lleva

como título ESTIMACIÓN DE EROSIÓN HIDRICA DE SUELOS PARA PLAN DE

MANEJO

DEL CAMPO FORESTAL AGUAS FRÍAS, PATAGONIA ARGENTINA. En este tra-

bajo se caracteriza la erosión hídrica actual y potencial de suelos a partir de

la combinación de métodos tradicionales de mapeo de suelos y análisis es-

pacial del riesgo con SIG. Este estudio ha sido la base para definir un progra-


8



ma de manejo y medidas de mitigación del campo forestal. El campo Fores-

tal en estudio se localiza en la provincia de Neuquén, a los 38° 45´ S y 70° 53

´ O, a orillas del Río Litrán, inserto en la Región Andina, Subregión Subhúme-

da Montañosa (Ferrer et al. 1991, citado por Dufilho A. C, et all, 2011).

El inventario de la erosión actual, tiene por objeto evaluar la presencia y

grado de intensidad de las distintas formas de la erosión. Estos grados de

erosión tienen diferente significación según los suelos y las regiones.

Se utilizó el método de clasificación del Bureau of Land Management

(MMA, 2000), que caracteriza la erosión mediante la inspección visual en

terreno de 7naspectos de la superficie: 1) Movimiento de la capa superficial

de suelo, 2) Presencia de acumulaciones de capas finas; 3) Pedregosidad; 4)

Formación de regueros; 5) Formación de pedestal de erosión; 6) Formación

de una incipiente red de drenaje (flow patterns) y 7) Formación de cárcavas

y barrancos.

La estimación de la erosión de suelos en el campo Aguas Frías se realizó

utilizando la Ecuación Universal de Pérdida de Suelos (USLE) y las capacida-

des de análisis espacial de ArcGis 9.2 obteniendo un mapa de pérdida anual

de suelos en tn/ha/año con una resolución de 30m.

La USLE formulada por Wischmeier y Smith (MMA, 2000), es el modelo de

estimación de la erosión en parcelas más utilizado; es un método cuantitati-

vo paramétrico y multiplicativo. Evalúa la pérdida de suelos producida por

erosión hídrica debido a escorrentía superficial. La ecuación tiene la siguien-

te expresión:


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A = R .K .L .S .C .P

Donde:

A pérdida media anual de suelo (M/L2 .T)

R factor de lluvia (L.F.L/ L2T.T.), índice de erosión pluvial (Wischmeier y Smi-

th)

K factor de erosionabilidad del suelo (M.L2 .T/ L2.L.F.L.)

L factor longitud de la pendiente (adimensional)

S factor de inclinación de pendiente (adimensional)

C factor de ordenación de cultivo (adimensional) y

P factor de control de la erosión mediante prácticas de cultivo (adimensio-

nal)

La metodología es adecuada para clasificar el territorio en áreas con distinto

grado de riesgo de erosión hídrica ya que considera las condiciones físicas y

las actuaciones humanas que sobre él se realizan, pudiendo orientarse de

esta manera las medidas de mitigación hacia los sitios más afectados.

La estimación de la erosión actual realizada en base a observaciones de

campo, determina que el grado de erosión es avanzado y generalizado y

sólo una pequeña zona no presenta evidencias de erosión.

La estimación de erosión potencial con USLE determina que sólo un 34% del

campo forestal presenta erosión potencial aceptable (menor a 10 tn/ha/

año), mientras que la superficie restante presenta niveles elevados de ero-

sión hídrica potencial que es necesario controlar.


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Un segundo trabajo que se tomó como antecedente es el desarrollado por

C. Romero y L. Stroosnijder (s.f), el cual lleva como título “EVALUACIÓN DEL

COMPORTAMIENTO DEL MODELO DE EROSIÓN WEPP BAJO CONDICIONES

DE LOS ANDES: CASO LA ENCAÑADA – PERÚ”. En este trabajo se plantea

una moderna metodología para la colección de datos a diferentes escalas.

El primer paso consiste en una amplia investigación de todos los paráme-

tros necesarios para el modelo a la escala puntual, dentro de la cuenca,

seguida por un análisis de inseguridad. Los primeros resultados muestran

que, por ejemplo, sólo 12% de los eventos de lluvias son mayores de 10

mm. Sin embargo, esta categoría representa el 46% de la precipitación. Las

lluvias mayores de 10 mm pueden ser muy erosivas y la erosión parece es-

tar más relacionada con las propiedades físicas del suelo que con la inclina-

ción y longitud de la pendiente. Si bien las predicciones del modelo WEPP

son buenas en términos cuantitativos absolutos, no lo son aún en esta eta-

pa. Un futuro análisis de inseguridad determinará qué parámetros requie-

ren más estudio de campo y con qué precisión (y costo) estos parámetros

necesitan ser colectados. En el segundo y tercer paso, la erosión y escorren-

tía evaluadas serán, entonces, usados para validar el modelo en términos

absolutos.

Los datos fueron colectados en la cuenca del rio La Encañada, de 6000 has

de dimensión. Esta área está localizada en la zona andina, a 40 km al este

de Cajamarca en el norte del Perú. Está localizada entre los 7º 0’21”S y 7º


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8’2”S de latitud sur y los 78º 11’22”W y 78º 21’31”W de longitud oeste. La

elevación es entre 2950 y 4100 msnm.

Se puede concluir que, en general, la erosión se incrementa con la talla del

evento de lluvia. Las lluvias más grandes contribuyen más. Bajo una lluvia

promedio de 10 mm podemos asumir una erosión promedio de 4 kg m-2

(40 t/ha) para los suelos más sensibles. Con cerca de 13 lluvias mayores de

30 mm, por año, la erosión anual es por lo menos 500 [t/ ha], lo cual repre-

senta un alto valor. Esto implicaría una pérdida anual de cerca de 3.5 cm del

suelo superficial. Nótese que este estimado de erosión anual es del mismo

orden de magnitud como aquel reportado durante el evento El Niño, del 27

de noviembre de 1997.

2. CICLO HIDROLÓGICO

Según Chow et al. (1998) afirma que: El ciclo hidrológico está com-

puesto por diferentes variables, las cuales se relacionan entre sí por medio de

los procesos hidrológicos. En general, se entiende por proceso a una serie de

acciones que producen un cambio o desarrollo en un sistema y para el caso

particular de la Hidrología, los procesos están asociados con aquellos fenó-

menos que intervienen tanto en el movimiento del agua como en los cambios

que sufre ésta en sus características físicas, químicas y biológicas al despla-

zarse por diversos medios.

El ciclo hidrológico se puede representar como un sistema, es decir,

como una estructura o volumen en el espacio, delimitada por una frontera,

cuyos componentes internos interactúan entre sí o con otros sistemas adya-


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centes. Los componentes del sistema serán las variables hidrológicas y los

procesos que las relacionan entre sí; los sistemas adyacentes serán aquellos

que tienen como límites comunes las capas altas de la atmósfera y los siste-

mas geológicos profundos.

Al considerar una escala a nivel planeta, el ciclo hidrológico se denomi-

na global. Este sistema global se puede subdividir en tres: en un subsistema

atmosférico, en un subsistema de agua superficial y en un subsistema de

agua subterránea.

En cada subsistema se presentará una capacidad de retención de volú-

menes de agua, en cualquiera de sus fases, durante un determinado intervalo

de tiempo. La capacidad de retención en un medio también recibe el nombre

de almacenamiento y el intervalo de tiempo que permanece un volumen reci-

be el nombre de tiempo de residencia.

3. CAUDAL

Según el TECSUP, afirma que:

3.1 Concepto

El agua que pasa por un riachuelo o río, por una tubería, por una

sección normal de una corriente de agua, la que produce un pozo

o una mina o la que entra o sale de una planta de tratamiento,

medida en una unidad de tiempo, se conoce como caudal.

3.2 Definición


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El caudal se define, entonces, como el volumen del líquido que

pasa por una sección normal de una corriente de agua en una uni-

dad de tiempo.

Figura 1. Caudal (Q) por método volumétrico (Q=VolumenTiempo

=m3

s)

Fuente: Ing. Juan Bruno Calvay, Cálculo de Caudal:

http://es.slideshare.net/jbrunocalvay1/clculo-de-caudal

3.3 Determinación de volumen

Imaginemos que el líquido que pasa por esa sección durante un

tiempo determinado se va congelando. Al terminar ese tiempo, tendre-

mos el líquido congelado bajo la forma de una figura geométrica.


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Figura 2. La geometría es de un paralelepípedo. Su volumen es: V=a .h .l

Fuente: Tecsup Virtu@l, Fundamentos en el Agua Potable

Figura 3. La geometría es de un cilindro. Su volumen es: V=a .l

Fuente: Tecsup Virtu@l, Fundamentos en el Agua Potable


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3.4 Fórmula de caudal

Breña Puyol & Jacobo Villa (2005) nos aporta la siguiente formula para

el caudal:

Los volúmenes de las figuras geométricas son:

El volumen del paralelepípedo V=a .h .l (por geometría)

El volumen del cilindro V= (π /4 )d2 . L (por geometría)

V = volumen de la figura geométrica

a = ancho del paralelepípedo

h = altura del paralelepípedo

d = diámetro del cilindro

l = longitud del cilindro

v = velocidad del líquido en la tubería de sección rectangular o cir-

cular

Por definición el caudal es igual:

Q=caudal=v . S

Dónde:

v = velocidad media

S = sección transversal del ducto o tubería

Para el paralelepípedo: S=l . h

Para la tubería: S= (π /4 ) . d2

El caudal para el ducto:

Q=v .l . h

El caudal para la tubería:

Q=v . ( π / 4 ) . d2


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4. DETERMINACIÓN DEL CAUDAL – MÉTODO VOLUMÉTRICO

Según Scott y Houston (1959) afirma que: La forma más sencilla de

calcular los caudales pequeños es la medición directa del tiempo que se tarda

en llenar un recipiente de volumen conocido. La corriente se desvía hacia un

canal o cañería que descarga en un recipiente adecuado y el tiempo que de-

mora su llenado se mide por medio de un cronómetro. Para los caudales de

más de 4 l/s, es adecuado un recipiente de 10 litros de capacidad que se lle-

nará en 2½ segundos. Para caudales mayores, un recipiente de 200 litros pue-

de servir para corrientes de hasta 50 1/s. El tiempo que se tarda en llenarlo se

medirá con precisión, especialmente cuando sea de sólo unos pocos segun-

dos. La variación entre diversas mediciones efectuadas sucesivamente dará

una indicación de la precisión de los resultados.

Si la corriente se puede desviar hacia una cañería de manera que descar-

gue sometida a presión, el caudal se puede calcular a partir de mediciones

del chorro. Si la cañería se puede colocar de manera que la descarga se efec-

túe verticalmente hacia arriba, la altura que alcanza el chorro por encima del

extremo de la tubería se puede medir y el caudal se calcula a partir de una

fórmula adecuada tal como se indica en la Figura 4. Es asimismo posible

efectuar estimaciones del caudal a partir de mediciones de la trayectoria des-

de tuberías horizontales o en pendiente y desde tuberías parcialmente llenas,

pero los resultados son en este caso menos confiables


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4.a Napa de agua baja (altura de descarga baja)

Q=5.47 D 1.25 H 1.35 ……… (1 )

Q en metros cúbicos por segundo; D y H en metros.

Si H<0.4D Utilísese la ecuación (1)

Si H>1.4D Utilísese la ecuación (2)

Si 0.4D<H<1.4D Calcúlese ambas ecuaciones y tómese la media

4.b Chorro

Q=3.15 D1.99 H 0.53 ……….(2)


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Figura 4. Cálculo de la corriente en cañerías a partir de la altura de un chorro verti-

cal

Fuente: Bos (1976): http://www.fao.org/docrep/t0848s/t0848s06.htm

5. ESCORRENTÍA SUPERFICIAL

5.1 Concepto

Según Breña Puyol & Jacobo Villa (2005), afirma que:

Se llama escorrentía o escurrimiento a la corriente de agua que se

vierte al rebasar su depósito o cauce naturales o artificiales. En hidrolo-

gía la escorrentía hace referencia a la lámina de agua que circula sobre la

superficie en una cuenca de drenaje, es decir la altura en milímetros del

agua de lluvia escurrida y extendida. Normalmente se considera como la

precipitación menos la evapotranspiración real y la infiltración del siste-

ma suelo. Según la teoría de Horton se forma cuando las precipitaciones

superan la capacidad de infiltración del suelo. Esto sólo es aplicable en

suelos de zonas áridas y de precipitaciones torrenciales. Esta deficiencia

se corrige con la teoría de la saturación, aplicable a suelos de zonas de

pluviosidad elevada y constante. Según dicha teoría, la escorrentía se

formará cuando los compartimentos del suelo estén saturados de agua.

La escorrentía superficial es una de las principales causas de erosión

a nivel mundial. Suele ser particularmente dañina en suelos poco permea-

bles, como los arcillosos, y en zonas con una cubierta vegetal escasa.

La proporción de agua que sigue cada uno de estos caminos depende

de factores como el clima, el tipo de roca o la pendiente del terreno. De


19



modo similar, en lugares en los que hay abundantes materiales sueltos o

muy porosos, es muy alto el porcentaje de agua que se infiltra.

6. SIMULADORES DE LLUVIA

En esta revisión se abordarán las aplicaciones de campo, aunque cabe

remarcar que los simuladores de lluvia son más útiles en las investigaciones

de laboratorio.

6.1 VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Según N. W. Hudson (1997) afirma que las Principales Ventajas son:

La capacidad de tomar numerosas mediciones rápidamente sin

tener que esperar las precipitaciones naturales.

La posibilidad de trabajar con precipitaciones constantemente

controladas, eliminando de ese modo la errática e imprevisible

variabilidad de la lluvia natural.

En general es más rápido y sencillo establecer un simulador sobre

los tratamientos de los cultivos existentes que establece trata-

mientos sobre parcelas de escorrentía.

Todas las desventajas están relacionadas con la magnitud:

Es barato y sencillo utilizar un pequeño simulador sobre una par-

cela de ensayo de unos pocos metros cuadrados, pero los simula-


20



dores para cubrir parcelas de campo de, por ejemplo 100 m2, son

grandes, caros y voluminosos.

Las mediciones de escorrentía y de la erosión a partir de pruebas

con simuladores efectuadas en pequeñas parcelas no pueden ex-

trapolarse a condiciones de campo; es preferible limitarlas a com-

paraciones de los ensayos con simulador, o a la comparación de

valores relativos de la erosionabilidad de diferentes tipos de sue-

los.

Es probable que los simuladores se vean afectados por el viento,

la necesidad de montar parabrisas reduce la ventaja de la simplici-

dad.

6.2 OPORTUNIDADES

Toda consideración sobre la conveniencia de utilizar simuladores de

lluvia comienza definiendo exactamente qué información se necesita.

Los simuladores pueden ser un instrumento útil para ciertos fines, pero

inadecuados para otros; los objetivos influirán en la elección del tipo más

adecuado de simulador. Por ejemplo, en los estudios de las infiltraciones

y la escorrentía no es necesario que las precipitaciones simuladas tengan

exactamente las mismas características que la lluvia natural. En otros

estudios puede ser importante que los procesos de erosión no sean distor-

sionados a causa de que la lluvia simulada sea distinta de la lluvia natu-

ral. La dimensión requerida de las parcelas de ensayo puede determinar

el mejor tipo de simulador: por ejemplo, las parcelas pequeñas pueden


21



ser idóneas para estudios de la erosionabilidad relativa, pero para medir

la erosión en surco harían falta parcelas mayores.

A continuación se dan algunos ejemplos de temas de experimentos

adecuados para el uso de simuladores:

La protección relativa que proporcionan diferentes densidades de

plantas

La protección relativa proporcionada en diferentes momentos

durante el desarrollo del cultivo

Estudios de la erosionabilidad relativa

Estudios de las características de la infiltración del suelo

La erosión y la escorrentía de cultivos en hilera, ladera arriba y

ladera abajo

Los simuladores no son adecuados para los siguientes estudios:

Los cultivos siguiendo la curva de nivel, porque los bordes de la

parcela interfieren con el curso normal del agua.

Cualquier comparación de tratamientos que sólo tengan diferen-

cias insignificantes debidas al estado del campo, dado que los

experimentos con simuladores de lluvia se resentirán de conside-

rables variaciones experimentales no controlables.

Los estudios de los procesos físicos que requieran una variación

exacta de las características de la precipitación como los cambios

en la energía cinética o en la intensidad de la lluvia. (David Keith

Todd, 1973)


22

https://www.google.com.pe/search?tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22David+Keith+Todd%22&source=gbs_metadata_r&cad=2

https://www.google.com.pe/search?tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22David+Keith+Todd%22&source=gbs_metadata_r&cad=2



6.3 CONSTRUCCIÓN

Según Meyer (1998) afirma:

Como existen pocos proveedores comerciales de simuladores de

lluvia, los investigadores suelen construir sus propios instrumentos. Sin

embargo, existe mucha documentación relativa a la construcción y puesta

a prueba de simuladores de lluvia por lo que suele resultar práctico anali-

zar un diseño anterior en lugar de partir de cero. En particular, se han

puesto a prueba numerosas variedades de lanzas de dispersión. Por otro

lado, toda persona que necesite construir y analizar un simulador debería

solicitar asesoramiento a otros investigadores.

Meyer (1988) da dos consejos útiles:

“La investigación con simuladores de lluvia tropieza con muchos

problemas y escollos, y a la mayoría de los investigadores les complace

ayudar a otros a evitar los problemas con que han tropezado.”

“Los investigadores deben evitar dedicarse a la construcción y mejo-

ramiento de simuladores con tal dedicación que les quede poco tiempo

para su uso. La meta de una investigación con un simulador de lluvia

debe ser la recopilación de datos exactos y útiles y no la construcción de

un simulador perfecto.” (Prof. Ing. Sergio Fattorelli, y Prof. Ing. Pe-

dro C. Fernández, 2011)

6.4 TIPOS DE SIMULADORES


23



Existe una considerable documentación sobre el diseño, la construc-

ción y el funcionamiento de simuladores de lluvia, como se podrá ver

revisado otras obras de consulta. Los simuladores grandes que utilizan

parcelas de ensayo de 100 m2o más son útiles para el estudio de los trata-

mientos de los cultivos en condiciones similares a las de campo. Estas

máquinas son caras y necesitan operarios calificados, y quedan fuera del

alcance del presente trabajo, que se ocupará de algunos simuladores sen-

cillos y baratos. (Linsley, R., Kohler, M., y J. Paulhus, 1967).

6.5 CARACTERÍSTICAS DESEABLES DE LA LLUVIA SIMULADA

Conviene que todas las características físicas de la lluvia natural se

reproduzcan lo más fielmente posible, pero es acéptale cierta elasticidad

en aras de la simplicidad y de la economía de costos. Las principales

características son:

Tamaño de la gota; las gotas de lluvia varían desde un tamaño insig-

nificante en la niebla hasta un máximo de seis o siete mm de diámetro.

Este es el límite físico superior del tamaño de la gota y por encima de esa

dimensión cualquier gota que se forma como resultado de la unión de

más de una gota será inestable y se dividirá en gotas más pequeñas. El

diámetro medio de una gota es de dos a tres mm y varía con la intensi-

dad.


24



La distribución de gotas de diferentes tamaños varía; las precipita-

ciones ciclónicas en los climas templados están principalmente compues-

tas de gotas de tamaño pequeño o mediano, pero las tempestades tropica-

les de gran intensidad tienen una proporción mayor de gotas grandes.

Velocidad de caída; las gotas de lluvia que caen alcanzan una velo-

cidad máxima(o terminal) cuando la fuerza de aceleración gravitacional

es igual a la resistencia de la gota que cae a través del aire. La velocidad

terminal está en función del tamaño de la gota y aumenta hasta un máxi-

mo de nueve m/s para las gotas mayores. (Jorge R Tayupanta J.,1993).

La energía cinética es la energía de un cuerpo en movimiento y la

energía cinética de la lluvia es la suma de la energía cinética de las gotas

individuales. La energía cinética está en función del tamaño y de la velo-

cidad de caída y se utiliza frecuentemente como un parámetro deseable

para un simulador ya que se sabe la energía cinética está estrechamente

relacionado con la capacidad de la lluvia para causar erosión. La energía

cinética de la lluvia varía con la intensidad, situándose el límite superior

a unos 75 mm/h. Este límite superior es el resultado del límite superior

del tamaño de las gotas de lluvia (las intensidades máximas tienen más

gotas, pero no de un tamaño constantemente creciente), de manera que la

energía por volumen de lluvia no aumenta por encima de las intensidades

de 75 mm/h. La energía por segundo, aumenta, por supuesto, con la in-

tensidad a todos los niveles de intensidad. La intensidad de la lluvia no

está relacionada con las precipitaciones anual media, dado que las lluvias


25

https://www.google.com.pe/search?tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Jorge+R+Tayupanta+J%22&source=gbs_metadata_r&cad=6



en regiones áridas o semiáridas pueden alcanzar intensidades tan eleva-

das como en los trópicos húmedos, aunque menos frecuentemente.

La intensidad de las precipitaciones o el caudal de la lluvia pueden

variar rápidamente en la lluvia natural, pero no suele ser práctico ni nece-

sario construir simuladores de lluvia que puedan cambiar su intensidad

durante una prueba. Normalmente el simulador se elige y diseña para un

único valor de intensidad, por ejemplo 25 mm/h, con el fin de simular

precipitaciones en zonas templadas, o de 75 mm/h para precipitaciones

sobre regiones tropicales o semiáridas.

Es conveniente que haya uniformidad de la distribución de la lluvia

sobre las parcelas de ensayo. (Sergio Ignacio Martínez Martínez,2000)

6.6 CREACIÓN DE LLUVIA ARTIFICIAL

Simuladores de lluvia sin presión

Muchos simuladores sencillos utilizan el principio de que las gotas

se forman y caen desde los extremos de los tubos conectados con un su-

ministro de agua. El tamaño de la gota está relacionado con la dimensión

del tubo. Se han utilizado tubos de metal, vidrio o plástico o agujas hipo-

dérmicas que se fabrican con un alto grado de precisión. Es posile utilizar

un conjunto de tubos de diferentes tamaños para producir una lluvia con

gotas de tamaños distintos.


26

https://www.google.com.pe/search?tbo=p&tbm=bks&q=inauthor:%22Sergio+Ignacio+Mart%C3%ADnez+Mart%C3%ADnez%22



Las ventajas de este método son que el tamaño de las gotas y su ve-

locidad de caída son constantes, la distribución de la lluvia a través de la

parcela de ensayo es iniforme y se puede lograr con baja presión del

agua.

Las desventajas son que, salvo si el dispositivo se coloca muy alto,

la gotas golpean la parcela de prueba a una velocidad muy inferior a la

velocidad terminal de la lluvia natural y, en consecuencia, los valores de

la energía cinética son también reducidos. Una gota grande de cinco mm

de diámetro necesita una altura de caída de unos 12 metros para alcanzar

la velociad terminal y esto es difícil de lograr en condiciones de campo.

En cierta medida, esto se puede compensar utilizando gotas de mayor

tamaño que las lluvia natural. Otra desventaja es que la dimensión de la

parcela de ensayo es reducida a causa de las dificultades prácticas para

construir un depósito suficientemente grande para la formación de las

gotas. En Venezuela se ha utilizado con éxito durante muchos años un

simulador montado sobre un remolque que aplicaba este método. (Apari-

cio Mijares, 1992).

6.7 PULVERIZADORES DE PRESIÓN

La forma más sencilla de aspersión, que puede resultar adecuada

para lagunas aplicaciones sencillas, es una pulverización a presión a par-

tir de una regadera o de la roseta conectada a una manguera, figura 5. La

mayor parte de las rosetas comerciales tienen agujeros del mismo tama-

ño, pero es fácil lograr una distribución mixta de las gotas haciendo agu-

jeros de diferentes dimensiones. Un problema esencial que plantean los


27



aspersores de este tipo es que, al igual que los formadores de gotas sin

presión es que sólo consiguen una velocidad de impacto reducida a me-

nos que caigan desde una altura considerable. Con los aspersores a pre-

sión, la velocidad de impacto puede aumentar apuntando el aspersor ha-

cia abajo para que deje la lanza con la velocidad dada por la presión y

además se acelere con la caída (CHOW, Ven Te. 1993).

Otro simulador muy sencillo que utiliza un aspersor de movimiento

alternativo es el representado en la figura 6. La oscilación se controla por

medio de una turbina de agua sencilla cuya rotación se convierte en un

movimiento armónico simple. Esto significa que la distribución no es

uniforme puesto que hay una detención en cada extremo, por lo que una

parcela de prueba que aplique este simulador debe estar en la parte cen-

tral del campo de las aspersión, (Chow, Maidment y Mays, 1993)

En el comercio existen muchos tipos de lanzas rociadoras, algunas

diseñadas para otros fines y otras creadas especialmente para los simula-

dores de lluvia. Una gran dificultad estriba en que si el rociador tiene que

incluir gotas del tamaño máximo que se producen en la lluvia natural, el

agujero del rociador tendrá que ser grande, de unos tres mm de diámetro.

No obstante, incluso con baja presión de agua, la intensidad producida

por los regadores de este tamaño es mayor que la de la lluvia natural

(Aparicio Mijares, 1992).

Por lo tanto, es necesario poder interrumpir de alguna manera el

rociador para reducir la intensidad a la de la lluvia natural. En el “Rainu-

lator” (simulador de lluvia) de Meyer se utilizaron dos métodos, figura 7.


28



Las lanzas de aspersión se montaron en un vagón elevado que iba hacia

adelante y hacia atrás de la parcela, y la corriente de agua enviada a las

lanzas se abría y cerraba por medio de válvulas electromagnéticas. Este

simulador y sus variantes son muy eficientes, pero como se concibieron

para funcionar en parcelas grandes, son complicadas y caros. Los perfec-

cionamientos posteriores han tenido, por tanto, la finalidad diseñar má-

quinas más sencillas o más pequeñas. Dunne, Dietrich y Brunengo

(1980) diseñaron una de esas variantes para ser utilizadas en el campo en

Kenya, como se muestra en la figura 8. Un pequeño carro transporta la

lanza de aspersión que viaja hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un

carril suspendido por dos operarios que tiran de las cuerdas. (REMENEI-

RAS, G. 1974).

Otro método consiste en un aparato basado en una máquina de riego

formada por un brazo aspersor giratorio que se puede obtener en el co-

mercio. Cada brazo suministra a varias lanzas girando lentamente impul-

sando por una turbina de agua. La máquina se monta entre dos parcelas

de ensayo para que la lluvia se pueda aplicar simultáneamente a ambas.

Las cuales pueden regar parcelas con una longitud de hasta 15 m con una

sola máquina; para parcelas más largas se pueden utilizar dos máquinas,

(MONSALVE, Germán. 1995).

Otro dispositivo muy popular que se ha copiado y utilizando en mu-

chos países es el disco giratorio inicialmente por Morin, Goldberg y Se-

giner (1967), que se ilustra en la figura 7 y en la figura 9. Una lanza fija

arroja agua constantemente, pero el suelo está intermitentemente protegi-


29



do de la aspersión. La lanza se orienta verticalmente hacia abajo y exac-

tamente debajo de ella se encuentra un disco de metal que gira en el pla-

no horizontal. (Linsley, Kohler y Paulus, 1997)

En el disco hay una ranura radial, y cada vez que ésta pasa bajo la

lanza una breve ráfaga de lluvia llega a la parcela. La proporción del

agua de aspersión que pasa viene determinada por el ángulo de la ranura.

Este modelo permite utilizar grandes lanzas que facilitan la distribución

de gotas de energía cinética y tamaño adecuados, pero que producen, al

dispersarse constantemente, unas intensidades excesivas. Linsley, Koh-

ler y Paulus, 1997)

Para experimentos sencillos con simuladores en la propia explota-

ción, uno de los mejores métodos consiste en utilizar la reacción del cho-

rro para hacer girar un aspersor de riego invertido. Se diseñó para que

fuera ligero y portátil y poder trasladarlo a zonas remotas con caminos de

acceso deficientes. Una vez instalada la máquina, se la puede colocar

sucesivamente en cada una de las seis parcelas hexagonales que están

dispuestas en círculo en torno a la torre de apoyo. Se pueden así efectuar

seis repeticiones de cada prueba sin desplazar la máquina. En el Silsoe

College, fotografía 10, se concibió un modelo más moderno adecuado

para parcelas mayores. Una ventaja importante de este tipo de máquina

es que se puede montar con componentes artesanales, como se hizo en

China, fotografía 11. (Campos A., 2007).


30



Figura 5. Sencillo simulador de dispersión para jardines.

Fuente: (CHOW, Ven Te. 1993)

Figura 6. Pulverizador de movimiento alternativo.

Fuente(Chow, Maidment y Mays, 1993)


31



Figura 7. El principio del funcionamiento de algunos simuladores de lluvia.

Fuente: (Linsley, Kohler y Paulus, 1997)


32



Figura 8. Simulador manejado a mano en Kenya.

Fuente: (REMENEIRAS, G. 1974).

Figura 9. Simulador de lluvia de disco rotatorio.

Fuente: (Linsley, Kohler y Paulus, 1997)

Figura 10. Componentes del simulador de lanza rotatoria desarrollado en el Silsoe

College, Reino Unido.

Fuente: (Campos A., 2007).


33



Figura 11. Es el simulador de lluvia del Silsoe College en China

Fuente: (Campos A., 2007).

PRESION DEL AGUA PARA LANZAS DE ASPERSIÓN

Las fuentes potenciales de la presión necesaria son la gravedad o el

bombeo. En países montañosos puede ser posible generar una presión

suficiente enviando el agua por tuberías desde un embalse situado aguas

arriba, o desde una cisterna de almacenamiento colocada en la parte su-

perior de un edificio alto. La presión generada aproximadamente 10

KN/m2 por cada metro de altura de caída. (Heras, R., 1972).

Se suele conseguir mayores presiones recurriendo al bombeo. Las

bombas peristálticas que aprietan un tubo son muy sencillas, pero sólo


34



son adecuadas para pequeño caudales. L as bombas centrífugas son más

adecuadas para la mayoría de los simuladores, y se puede obtener fácil-

mente en todas las dimensiones acopladas directamente a motores eléctri-

cos o a motores a combustión. También es posible utilizar bombas eléc-

tricas sumergibles para la forma directa de las corrientes, y es posible

utilizar arietes hidráulicos para bombear agua en fuerte pendiente con el

fin de almacenarla a un nivel más elevado.

Normalmente el investigador trata de obtener una presión de agua

mínima que le permita conseguir la distribución uniforme de las gotas de

distintos tamaños. Una variante que se limita a usos de laboratorio, con-

siste en inyectar aire comprimido a la fuente de agua, lo que da una pre-

sión de descarga mayor y mejor uniformidad sin aumentar la intensidad

de las precipitaciones (Shelton, Von Bernuth y Rejbhandari 1985; Hinkle

1990). Aunque se trata básicamente de una técnica de laboratorio, debe-

ría ser posible adaptarla para su uso en el campo utilizando cilindro de

aire comprimido.

6.8 CONSIDERACIONES PRÁCTICAS

Los principales factores a considerar son las fuentes de energía, los

suministros de agua y el acceso. La mayor parte de los simuladores re-

quieren una fuente de energía para los motores y las bombas, con la úni-

ca excepción de los que sirven de la gravedad. Existen pequeños genera-

dores diésel o de petróleo confiables, pero no son baratos y necesitan ser

transportados. Algunos simuladores pequeños pueden funcionar con

electricidad procedente de pilas; los acumuladores de plomo son pesados


35



y difíciles de transportar, y las pilas secas, aunque son adecuadas para el

equipo electrónico, resultan caras como fuente de energía para motores o

bombas. (Linsley, R., Kohler, M., y J. Paulhus, 1967).

De igual manera (Linsley, R., Kohler, M., y J. Paulhus, 1967) opi-

na que: Pequeños simuladores del tipo de lanza pueden necesitar escaso

suministro de agua porque se pueden destinar a la parcela de prueba con

poco desperdicio fuera de la parcela. Los sistemas de aspersión necesitan

mayores suministros de agua, en parte debido a que suelen funcionar a

mayores intensidades y también a que la aspersión suele abarcar una su-

perficie mayor que la parcela de prueba. Es necesario calcular la cantidad

de agua que se necesitará en el ensayo y cómo se va a llevar hasta el lu-

gar. Los simuladores del tipo de disco giratorio y el tipo oscilante pueden

equiparse con un dispositivo para captar en la lluvia que cae sobre la mis-

ma. Las gotas grandes procedentes de las filtraciones representan un pro-

blema común.

El acceso a los ensayos es importante. Un lugar cercano a una carre-

tera transitable todo el año es mucho más fácil de utilizar; en realidad, las

máquinas grandes como el “rainulator” necesitan para su traslado el uso

de grandes camiones y remolques. Sin embargo, es posible que los luga-

res que se desea investigar no tengan un fácil acceso, de manera que mu-

chos simuladores están concebidos para ser trasladados o para funcionar

desde un vehículo con tracción en las cuatro ruedas.

Otra consideración práctica es la confiabilidad. Las máquinas nunca

funcionan tan bien sobre el terreno como cuando se prueban en el taller.


36



Los componentes se caen o se deforman durante el tránsito; las tuberías

se atascan; las bombas se obstruyen; los motores se apagan. La clave

consiste en que los simuladores de campo sean lo más sencillos posibles,

robustos, fáciles de reparar y con pocas piezas móviles. (Monsalve S,

1999)

6.9 FUNCIONAMIENTO

La experiencia ha demostrado que los resultados de los ensayos con

simuladores se ven considerablemente afectados por la humedad inicial

del suelo de la parcela de prueba; para reducir esta variable indeseable, se

suele especificar algún tratamiento estándar con anterioridad al riego. Un

método consiste en saturar el suelo 24 horas antes de las pruebas, para

que tenga aproximadamente la capacidad de campo. Otra posibilidad

consiste en aplicar 25 mm de precipitaciones a 100 mm/h, cuatro horas

antes de cada prueba. (Aristizabal, 2012).

La cantidad de lluvia simulada durante la prueba debe medirse. Un

método es el de abarcar toda la parcela con una lámina colectora y medir

la lluvia capturada durante un período fijo. Esto se realiza antes y des-

pués de la prueba para asegurarse de que no ha habido cambios durante

su ejecución. Es posible asimismo efectuar mediciones durante la prueba

ya sea con pequeños pluviómetros instalados en la parcela de prueba o

por medio de canales recolectores que atraviesan la parcela. (Aristizabal,

2012).


37



VIII. HIPOTESIS“Se podrá medir la erosión del suelo, causada por acción del agua superficial

aplicando los principios de sedimentación y precipitación.”

IX. MATERIALES Y EQUIPO1. Materiales Probeta graduada: para medir los resultados con mayor precisión

Botellas descartables: para almacenar los resultados

Jeringas milimetradas: para medir la precipitación


38



Baldes de plástico: para depositar las los resultados

Embudo: para medir los resultados sin tener perdidas


39



Manguera: para llenar el simulador con agua

Muestra de suelo: lo más inalterada posible

Palana: para extraer la muestra

2. Equipo


40



Simulador de lluvia

Contenedor de muestra


41



X. METODOPara la recolección de datos el grupo empleo la observación directa en el laborato-

rio a través del cual, se simulo una precipitación sobre la muestra obtenida del terreno

del centro poblado de Puyllucana, dicha muestra se trató de obtener lo más inalterada

posible para evitar que la manipulación de la misma en la extracción, cambie algunas de

sus propiedades de compactación, lo que afectaría en los resultados que se obtendrán.

- MUESTRA

La muestra constituye una porción de terreno rectangular cuyas dimensiones en centímetros (cm) se muestran:


42



XI. PRESUPUESTO


ITEMCATIDAD

DESCRIPCIONC. UNIT.

C. TOTALOBSERVACION/FIN

MARCA

11.00

Cautin electrico 220V - 3 A 12.50

12.50BUEN ESTADO

MINLA

22.00

Clavos de acero de 3" * 3/32"0.80

1.60BUEN ESTADO

METALIC

31.00

Placa de vidrio de 3/16". Semi-proteg.

25.2025.20

BUEN ESTADO-------

41.00

Silicona liquida SL 3000. para vidrio16.50

16.50ESTRUCTURA

SILICON5

1.00Plancha metalica 2m

m de espesor

32.0032.00

ESTRUCTURAAREQUIPA

61.00

varilla de varilla metalica angular 3/16" *2m12.00

12.00ESTRUCTURA

AREQUIPA7

2.00Cinta de em

balaje, para pruebas en laboratorio1.50

3.00PRUEBA

82.00

placa de mica plastica 2mm

de espesor (base)25.00

50.00ESTRUCTURA

96.00

Electrodos de soldadura E6013. para fierro.1.60

9.60ESTRUCTURA

AREQUIPA10

62.00Im

presión de hojas de papel bond blanco A40.10

6.20PRESENTACION

REPORT11

1.00CD en blanco 700 M

B.1.00

1.00PRESENTACION

PRINCO12

1.00anillado de infom

e final.2.00

2.00PRESENTACION

131

Marcador de CD, ubicación de puntos.

2.502.50

MODULO

143

Pasajes y movilidad4.50

13.5015

1Otros

12.5012.50

200.10NUEVOS SOLES

TOTAL


PROYECTO: Erosión del suelo por la escorrentía del agua superficial en la localidad de PUYLLUCANAESCUELA ACADEM

ICO PROFESIONAL DE INGENIERIA HIDRAULICA.

PRESUPUESTO ECONOMICO

43



XII. CALCULOSPROCEDIMIENTOS:

a) Para el desarrollo de esta investigación fue necesario un reconocimiento específi-

co del lugar.

b) Con el único fin de no tener ningún problema con el dueño de terreno se tomó a

bien poder redactar un permiso.

c) Como el tipo de investigación es aplicativa y se realizará netamente en laborato-

rio, se tuvo que construir un equipo para poder realizar la simulación de precipita-

ción.

Para una mayor comprensión es necesario resaltar el tipo de equipo a utilizar

será un equipo hermético debido que en un momento no dejara pasar el aire ni el

líquido (agua). Para poder realizar la simulación tendrá un hoyo mediante el cual

se podrá regular la intensidad de nuestra precipitación.

Equipo construido para poder simular la precipitación


44



d) Una vez construido el equipo, se procedió a recoger la muestra, vale indicar que

la muestra no tiene que estar alterada para poder tener un mayor acercamiento

con la realidad en el análisis de resultados.

Toma de muestra

e) Una vez tomada la muestra se procederá a realizar la experimentación. Como ya

se explicó anteriormente la intensidad de precipitación fue controlado mediante

un hoyo el cual no se destapaba todo para tener una intensidad estable y normal.

El experimento se realizó una cierta pendiente.


45



Ubicación del m a cierta pendiente

f) Para poder suministrar agua tiene un hoyo especifico en la parte inferior, una vez

llenado el agua se tapará ese hoyo de suministro para luego poder girar y ubicarlo

a una distancia considerable quedando de esa manera los hoyos de precipitación

lista para suministrar el agua.

g) Una vez ubicado a una cierta distancia de la muestra, en la parte superior del equi-

po existe un hoyo el cual se encargará de regular la intensidad de lluvia, el cual

será destapado (no por completo) y así de esa manera permitir la caída de la preci-

pitación.

Caída de la precipitación.

h) La escorrentía superficial será medida a través de unos tubos los cuales conduci-

rán el agua escurrida hacia unas botellas, para luego ser medidas, en cada botella

se medirá la cantidad de sedimentación (en volumen) el cual será la pérdida de

suelo por erosión.


46



i) Para un cálculo aproximado de la precipitación se colocó una jeringa graduada en

la muestra.

DATOS OBTENIDOS EN LABORATORIO

1. PRIMER ENSAYO, PENDIENTE DEL CONTENEDOR DE MUESTRA =

25%

Caudal.

Q=Velocidad∗Area= volumentiempo

Volumen:

volumen=B∗L∗H

Donde:

B= ancho.

L=largo

H=altura

volumen=0.4∗0.6∗0.03

volumen=0.0072 m3

Por conversión de m3 a Litros se tiene que 1 m3=1000 L


47



Entonces:

volumen=0.0072m3∗1000 L

1 m3 =7.2 L

Área de estudio.

Areade estudio=B∗L

Donde:

B= ancho del muestrario

L = largo del muestrario

Areade estudio=0.3∗0.5

Areade estudio=0.15 m2

La cantidad de escorrentía medida volumétricamente fue:

escorrentia superficial=3.09 litros

Duración de la lluvia=tiempo de prueba.

tiempo=1.05 segundos

Agua suministrada fuera del área de estudio:

perdidas=2.175 litros

Cantidad de agua infiltrada

Infiltración=1.935 litros

Cantidad de precipitación.

Precipitación=5 mililitros=0.005 Litros


48



Calculo de la precipitación en mm.

Area jeringa= π∗D2

4

Area jeringa= π∗0.0362

4

Area jeringa=0.0010179 m2

Aplicando regla de 3 simple

0.005 Litros−−−−−−−0.0010179 m2

x−−−−−−−1m2

X=4.912 Litros

Cálculo de volumen:

0.004912=1m2∗x

0.004912 metros=x

0.4912 centimetros=x

49.12 milimetros=x

Calculo de intensidad

intensidad= precipitaciontiempo

∗60

intensidad=49.121.05

∗60

intensidad=2806.86 mm /hr


49



PERDIDA DE SUELO:

Perdida de suelo

PERDIDA DE SUELO=16ml/ (0.15m^2)

2. PRIMER ENSAYO, PENDIENTE DEL CONTENEDOR DE MUESTRA = 8%

Caudal.

Q=Velocidad∗Area= volumentiempo

Volumen:

volumen=B∗L∗H


50



Donde:

B= ancho.

L=largo

H=altura

volumen=0.4∗0.6∗0.04

volumen=0.0096 m3

Por conversión de m3 a Litros se tiene que 1 m3=1000 L

Entonces:

volumen=0.0096m3∗1000 L

1 m3 =9.6 L

Área de estudio.

Areade estudio=B∗L

Donde:

B= ancho del muestrario

L = largo del muestrario

Areade estudio=0.3∗0.5

Areade estudio=0.15 m2

La cantidad de escorrentía medida volumétricamente fue:

escorrentia superficial=3.5 litros

Duración de la lluvia=tiempo de prueba.

tiempo=1.13 segundos

Agua suministrada fuera del área de estudio:


51



perdidas=2.480 litros

Cantidad de agua infiltrada

Infiltración=2.300 litros

Cantidad de precipitación.

Precipitación=6 mililitros=0.006 Litros

Calculo de la precipitación en mm.

Area jeringa= π∗D2

4

Area jeringa= π∗0.0362

4

Area jeringa=0.0010179 m2

Aplicando regla de 3 simple

0.006 Litros−−−−−−−0.0010179 m2

x−−−−−−−1m2

X=5.8944 Litros

Cálculo de volumen:

0.00589=1 m2∗x

0.00589 metros=x

0.589 centimetros=x

58.9 milimetros=x

Calculo de intensidad


52



intensidad= precipitaciontiempo

∗60

intensidad=58.91.13

∗60

intensidad=3127.433 mm/hr

PERDIDA DE SUELO:

Perdida de suelo

PERDIDA DE SUELO=5ml/ (0.15m^2)

XIII. ANALISIS DE RESULTADOS.

- PERDIDA DE SUELO PRIMER EXPERIMENTO= 16 ml

0.15m2=106.67

ml

m2

- PERDIDA DE SUELO SEGUNDO EXPERIMENTO= 5ml

0.15 m2=33.33

ml

m2

- En el primer ensayo se tuvo una mayor pérdida de suelo debido a que la pendiente

fue mayor que la del segundo ensayo.


53



XIV. CONCLUSIONES.- Se logró medir con satisfacción la precipitación, sobre la muestra insi tu del te-

rreno.

- Se pude determinar que la erosión está influenciada por la pendiente del terreno.

- Se pudo construir con eficacia el simulador de precipitación.

XI. ANEXOS


54



XV. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Documents

Erosion Por Escorrentia Final