Infiltración del agua en el suelo
La infiltración es la entrada de agua al suelo y el movimiento tiene componentes laterales y verticales. En riego por surcos, melgas y aspersión interesa medir la componente vertical, de tal manera que los movimientos laterales se desprecian.
Las maneras en las que se expresa la infiltración son las siguientes:
• velocidad de infiltración (I). Es la relación que existe entre la lámina que se infiltra y el tiempo que tarda en hacerlo, en cm/h, mm/h, cm/min y en general [L/T].
• velocidad de infiltración básica (Ib). Es el dato que se tiene cuando la velocidad de infiltración se vuelve prácticamente constante [L/T].
• infiltración acumulada o lámina infiltrada (Z). Es la integración de la velocidad de infiltración, en unidades de lámina de riego (L).
Factores que afectan la infiltración
La infiltración puede ser afectada, en algunas ocasiones fuertemente, si se modifican los siguientes factores:
• Características físicas del suelo (porosidad, estructura, agentes cementantes, entre otros).
• Características del perfil del suelo. La infiltración será gobernada por las capas menos permeables.
• Humedad del suelo. La variación en la humedad del suelo afecta directamente a la infiltración.
• Método de riego y manejo del agua. Hay métodos de riego en los cuales se inunda totalmente la superficie del suelo y otros en que se moja parcialmente, por lo tanto la entrada del agua al suelo es diferente.
• Otros factores. Entre estos se tiene la viscosidad del agua, relacionada con la temperatura de la misma y su tensión superficial, así como el aire atrapado, entre otros.
Obtención de datos de campo para determinar la velocidad de infiltración
Existen dos métodos para determinar la velocidad de infiltración en campo, dependiendo si el riego es por melgas o surcos.
Método del doble cilindro
Es utilizado cuando el riego es por melgas, ya que trata de simular el tirante que se queda en la melga antes de entrar al suelo; con algunos ajustes, este método se puede utilizar para riego por aspersión.
Método de entradas y salidas
Se prefiere este método cuando el riego se programa realizarlo por surcos, ya que la prueba se realiza con agua en movimiento dentro de un surco.
Para conocer la descripción completa de los dos métodos se remite al libro de Aguilera y Martínez (1996).
Modelos que representan la infiltración
De las pruebas de campo de infiltración, por cualquiera de los métodos referidos, se obtienen finalmente datos de velocidad de infiltración (I) relacionados con el tiempo acumulado (T), por lo que si estos datos se ponen en una gráfica de I vs T, se puede obtener la tendencia de la velocidad de infiltración a través del tiempo. Sin embargo, para ajustar mejor los datos de campo se ha optado por proponer algunos modelos empíricos que representan la infiltración. Aquí sólo se presentan tres de ellos.
Modelo de Kostiakov
(2.17)
Donde:
I = velocidad de infiltración, en cm/h
T = tiempo acumulado, en minutos
K y n = parámetros obtenidos por regresión
Para obtener la infiltración acumulada o lámina infiltrada (Z) se integra la ecuación 2.17 respecto al tiempo. Después de integrar y ajustar unidades (horas a minutos) queda:
(2.18)
Donde:
Z = en cm
T = tiempo, en minutos
Modelo del USDA
(2.19)
Donde:
B = parámetro que representa la velocidad de infiltración Básica
Para obtener Z se integra y ajusta unidades.
Modelo de PHILIP
(2.20)
Donde:
Z = en cm
T = tiempo, en minutos
S = sortividad (obtenido mediante regresión)
b = transmisibilidad (obtenido mediante regresión)