acuicultura

7/31/2019 acuicultura .

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9. PERMEABILIDAD DEL SUELO

9.0 Por qu es importante determinar la permeabilidad del suelo?

Permeabilidad es la propiedad que tiene

el suelo de transmitir el agua y el aire yes una de las cualidades msimportantes que han de considerarsepara la piscicultura. Un estanqueconstruido en suelo impermeable perderpoca agua por filtracin.

Mientras ms permeable sea el suelo,mayor sera la filtracin. Algunos suelosson tan permeables y la filtracin tanintensa que para construir en elloscualquier tipo de estanque es precisoaplicar tcnicas de construccinespeciales. En un volumen de estcoleccin que aparecer prximamentese ofrecer informacin sobre dichastcnicas.

Por lo general, los suelos se componende capas y, a menudo, la calidad del

suelo vara considerablemente de unacapa a otra. Antes de construir unestanque, es importante determinar laposicin relativa de las capaspermeables e impermeables. Al planificarel diseo de un estanque se debe evitarla presencia de una capa permeable enelfondo para impedir una prdida deagua excesiva hacia el subsuelo a causade la filtracin.

Los diques del estanque se deben construir con un tipo de suelo que garantice unabuena retencin del agua. La calidad del suelo tendr que comprobarse,repetimos, teniendo presente ese aspecto.


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9.1 Qu factores afectan a la permeabilidad del suelo?

Muchos factores afectan a la permeabilidad del suelo. En ocasiones, se trata defactores en extremo localizados, como fisuras y crcavas, y es difcil hallar valores

representativos de la permeabilidad a partir de mediciones reales. Un estudio seriode losperfiles de suelo proporciona una indispensable comprobacin de dichasmediciones. Las observaciones sobre la textura del suelo, su estructura,consistencia, color y manchas de color, la disposicin por capas, los poros visiblesy la profundidad de las capas impermeables como la roca madre y la capa dearcilla*, constituyen la base para decidir si es probable que las mediciones de lapermeabilidad sean representativas.

Nota: ya sabe usted que el suelo est constituido por varios horizontes, y que,generalmente, cada uno de ellos tiene propiedades fisicas y qumicas diferentes.Para determinar la permeabilidad del suelo en su totalidad, se debe estudiar cada

horizonte por separado.9.2 La permeabilidad del suelo se relaciona con su textura y estructura

El tamao de los poros del suelo reviste gran importancia con respecto a la tasade filtracin (movimiento del agua hacia dentro del suelo) y a la tasade percolacin (movimiento del agua a travs del suelo). El tamao y el nmero delos poros guardan estrecha relacin con la textura y la estructura del suelo ytambin influyen en su permeabilidad.

Variacin de la permeabilidad segn la textura del suelo

Por regla general, como se muestra a continuacin, mientras ms fina sea latextura del suelo, ms lenta sera la permeabilidad:

Suelo Textura PermeabilidadSuelos

arcillososFina

De muy lentaa

muy rpida

Sueloslimosos

Moderadamentefina

Moderadamentegruesa

Suelosarenosos Gruesa
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s02.htm#16aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s02.htm#16aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s02.htm#16a


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Ejemplo

Permeabilidad media para diferentes texturas de suelo en cm/horaArenosos 5.0

Franco arenosos 2.5

Franco 1.3Francoarcillosos 0.8

Arcillosolimosos 0.25

Arcilloso 0.05

Variacin de la permeabilidad segnla estructura del suelo

La estructura puede modificar considerablemente las tasas de permeabilidadmostradas anteriormente de la forma siguiente:

Tipo de estructura Permeabilidad1

Laminar

- Grantraslapo

Demuy lenta

amuy rpida

- Ligerotraslapo

En bloquePrismticaGranular

1 Puede variar de acuerdo con el grado en que se desarrolle la estructura.

Existe la prctica general de alterar la estructura del suelo para reducir lapermeabilidad, por ejemplo, en la agricultura de regado mediante lapudelacin delos campos de arroz, y en la ingeniera civil mediante la compactacin * por mediosmecnicos de las presas de tierra. Se pueden aplicar prcticas similares en losestanques pisccolas con miras a reducir la filtracin de agua.

9.3 Clases de permeabilidad delsuelo

La permeabilidad del suelo suelemedirse en funcin de la velocidad delflujo de agua a travs de ste duranteun perodo determinado.Generalmente se expresa o biencomo una tasa de permeabilidad encentmetros por hora (cm/h),milimetros por hora (mm/h), ocentmetros por da (cm/d), o biencomo un coeficiente depermeabilidad en metros por segundo(m/s) o en centmetros por segundo(cm/s).

Ejemplo
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s07.htmftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s07.htmftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s07.htmftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6705s/x6705s02.htm#91ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6705s/x6705s02.htm#91ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s07.htm


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Para finesagrcolas y de conservacin, las clases de permeabilidad del suelo sebasan en las tasas de permeabilidad, ypara la ingeniera civil, , se basan en elcoeficiente de permeabilidad (vanse los Cuadros 15 y 16).

Para la piscicultura, existen dos forms de describir la permeabilidad del suelo:

Coeficiente de permeabilidad; Tasa de filtracin.

Para la ubicacin de los estanques y la construccin de diques, el coeficiente de

permeabilidad, casi siempre, se utiliza para determinar la aptitud de un horizonte desuelo especfico:

Se pueden construir diques sin ncleo de arcilla impermeable en suelos cuyocoeficiente de permeabilidad sea inferior aK = 1 x 10-4 m/s;

Se pueden construir fondos de estanques en suelos con un coeficiente depermeabilidad inferior a K = 5 x 10-6 m/s.

Para la ordenacin de estanques suele utiiizarse la tasa de filtracin:

Para la piscicultura en estanques con fines comerciales se considera aceptable unatasa media de filtracin de 1 a 2 cm/d, pero es preciso tornar meddas correctivas parareducir la permeabilidad del suelo cuando existen valores ms altos, en partcularcuando alcanzan los 10 cm/d o ms.

9.4 Medicin de la permeabilidad del suelo en el laboratorio

Cuando usted (leva una muestra no alterada a un laboratorio de anlisis para medirla permeabilidad, se toma una columna de suelo y se somete a condiciones
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#89aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#89aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#89aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#90aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#90aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#90aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#90aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#89a


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determinadas, tales como saturacin de agua y una carga de agua constante. Elresultado lo recibir en forma de tasa de permeabilidad(vase el Cuadro 15) ode coeficiente de permeabilidad (vase el Cuadro 16).

CUADRO 15Clases de permeabilidad de los suelos

para la agricultura y su conservacinClases de

permeabilidadde los suelos

ndice depermeabilidad1

cm/hora cm/dia

Muy lenta Lenta menor de0.13menor de

3Lenta 0.13 - 0.3 3 - 12Moderadamentelenta 0.5 - 2.0 12 - 48

Moderada 2.0 - 6.3 48 - 151

Moderadamenterpida 6.3 - 12.7 151 - 305

rpida 12.7 - 25 305 - 600

Muy rpidamayor de

25mayor de

600

1Muestras saturadas bajo una carga

hidrosttica constante de 1,27 cm.

CUADRO 16Clases de permeabilidad de los suelos

para obras de ingeniera civil

Clasesde

permeabilidadde los sue/os

Coeficiente depermeabilidad (K

en m/s)Lmiteinferior

Lmitesuperior

Permeable 2 x 10-7 2 x 10-1Semipermeable 1 x 10-11 1 x 10-5Impermeable 1 x 10-11 5 x 10-7

9.5 Medicin de la permeabilidad del suelo en el campo

Para medir la permeabilidad del suelo en el campo, usted puede recurrir a una delas pruebas siguientes:

La evaluacin visual de la tasa de permeabilidad del horizonte del suelo; Un ensayo de campo sencillo para estimar la permeabilidad del suelo; Un ensayo de campo ms preciso para medir las tasas de permeabilidad.

Evaluacin visual de la tasa de permeabilidad de los horizontes del suelo

La permeabilidad de los distintos horizontes del suelo se puede evaluar medianteel estudio visual de determinadas caractersticas del suelo, que, segn handemostrado los edaflogos, guardan estrecha relacin con las clases depermeabilidad. El factor ms importante para evaluar la permeabilidad del suelo esla estructura, su tipo, grado y caractersticas de agregacin, tales como la relacinentre la longitud de los ejes horizontal y vertical de los agregados y la direccin y elgrado del traslapo.

Si bien ni la textura del suelo ni lasmanchas de color constituyen por s solas indiciosconfiables, estas propiedades del suelo tambin pueden ayudar a estimar lapermeabilidad cuando se les considera conjuntamente con las caractersticas

estructurales. Para evaluar visualmente la permeabilidad de los horizontes desuelo, haga lo siguiente:
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s05.htm#13aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s05.htm#13aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s05.htm#13a


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Examine un perfl de suelo no alterado en una calicata; Determine los horizontes de suelo presentes; Utilizando elCuadro 17A, evale la clase de permeabilidad que corresponde a cada

horizonte y estudie cuidadosamente las caractersticas estructurales del suelo; Confirme sus resultados mediante las dems propiedades del suelo que figuran en

elCuadro 17B; En elCuadro 15se puede encontrar la amplitud de variacin de las tasas de

permeabilidad.

CUADRO 17AIndicadores visuales de permeabilidad: caractersticas estructurales del suelo

CUADRO 17 BIndicadores visuales de permeabilidad: textura, comportamiento fsico y color del suelo
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#77aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#77aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#77aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#53aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#53aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#53aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#94aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#94aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#94aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#94aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#53aftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#77a


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Ensayo sencillo de campo para estimar la permeabilidad del suelo

Excave un hoyo hasta la altura de lacintura;

En las primeras horas de la maanallnelo de agua hasta el borde;


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Por la noche, parte del agua se habrfiltrado en el suelo;

Vuelva a llenar el hoyo de agua bastael borde y cbralo con tablas o ramasfrondosas;

Si a la maana siguiente la mayor

parte del agua permanece en elhoyo, la permeabilidad del suelo esapta para construir un estanquepisccola en ese lugar;

Repita este ensayo en diferenteslugares las veces que sea necesariode acuerdo con la calidad del suelo.

Ensayo ms preciso de campo para medir las tasas de permeabilidad

Examine cuidadosamente losdibujos que hizo al estudiar losperfiles del suelo;

Nota: para estimar la permeabilidad,tambin puede utilizar el mtodovisual (vanseCuadros 17Ay17B).

Basndose en la textura y la estructura,determine los horizontes del suelo queparezcan tener la permeabilidad mslenta;


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Marque con un lpiz de color ensus dibujos los horizontes delsuelo que parezcan tener lapermeabilidad ms lenta;

Nota: el agua se filtra en el suelo

tanto en sentido horizontal comovertical, pero usted slo tiene quepreocuparse por la filtracin vertical,que es la que fundamentalmentetiene lugar en los estanques.

Excave un hoyo de aproximadamente30 cm de dimetro hasta alcanzar elhorizonte superior menos permeable;

Recubra completamente las paredesdel hoyo con arcilla pesada mojada orevstalas con una lmina de materialplstico, si dispone de ella, paraimpermeabilizarlas;

Vierta agua en el hoyo hasta questa alcance unos 10 cm deprofundidad.

Al principio el agua se filtrare con bastante rapidez y tendr que reponerla a medidaque desaparece. La filtracin disminuir cuando los poros del suelo se saturen deagua. Entonces podr medir la permeabilidad del horizonte de suelo en el fondo delhoyo;


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Cercirese de que el agua contenidaen el hoyo tiene unos 10 cm deprofundidad como antes. Si no es as,aada agua hasta alcanzar esaprofundidad;

Introduzca en el agua una vara demedir y anote la profundidad exactadel agua en milmetros (mm);

Compruebe el nivel del agua en elhoyo cada hora, durante variashoras. Anote la tasa de filtracin porhora. Si el agua se filtra condemasiada rapidez, aada aguahasta alcanzar nuovamente el nivelde 10 cm. Mida con sumo cuidado laprofundidad del agua;

Cuando las mediciones por horasean casi iguales, la tasa depermeabilidad es constante y puededejar de medir;

Si hay grandes diferencias en lafiltracin por hora, contineaadiendo agua en el hoyo paramantener la profundidad de 10 cmhasta que la tasa de filtracin semantenga casi igual;

Nota:un horizonte de suelo con una

permeabilidad apta para el fondo de unestanque tambin debe tener un espesor


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de por lo menos 0,7 a 1 m, a no ser queexistan horizontes inferiores con lapermeabilidad y el espesor adecuados.

Compare ahora sus resultados conlos valores siguientes:

Tasa depermeabilidad

en mm/hAptitud del horizonte para fondo de estanque

Inferior a 2 Infiltracin aceptable: suelo apto

2-5Infiltracin rpida: el suelo es apto SOLO si la infiltracin sedebe a la estructura del suelo que desaparecer cuando sellene el estanque

5-20Infiltracin excesiva: suelo no apto a menos que puedareducirse la infiltracin como se describe infra

Si la tasa de permeabilidad es superior a 5 mm/h , ello puede deberse a que laestructura del suelo se ha desarrollado fuertemente. En esos casos, trate dereducir la tasa de permeabilidad destruyendo la estructura de la manera siguiente:

Pudele el suelo del fondo del hoyo ala mayor profundidad posible;

Repita el anterior ensayo depermeabilidad hasta que pueda medirun valor de filtracin casi constante(vanse las dos pginas anteriores)..

Si esta nueva tasa de permeabilidad no sobrepasa los 4 mm/h. puede considerar queeste horizonte de suelo es apto para el fondo del estanque. Sin embargo, ser preciso

pudelar el fondo del estanque antes de llenarlo de agua;

Si esta nueva tasa de permeabilidad sobrepasa los 4 mm/h, ello puede deberse a lapresencia de un horizonte de suelo permeable debajo del horizonte en que ha realizadoel ensayo. Con frecuencia se encuentran estas capas permeables entre capas de sueloque son semipermeables o incluso impermeables.


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Comprubelo con el ensayosiguiente...

Excave un nuevo hoyo de30 cm de dimetro desde lacapa superior menos

permeable (A) hasta laprxima capa menospermeable (B);

Repita el ensayo depermeabilidad hastaobtener un valor defiltracin casi constante

Si esa tasa depermeabilidad nosobrepasa los 3 m m/h,puede considerar estehorizonte de suelo aptopara el fondo del estanque.

No obstante, recuerde queuna permeabilidad tanlenta debe encontrarse enuna capa de no menos de0,7 a 1 m de espesor paraasegurar que la filtracin atravs del fondo sealimitada.

Nota: al construir el estanque, no es necesario que elimine una capa permeablepoco profunda si existe una capa ms profunda de suelo impermeable que sirva

para contener el agua. Ahora bien, los diques del estanque deben construirsehasta la capa impermeable ms profunda para formar una cuenca cerrada y evitarla filtracin horizontal (vase la Seccin 9.0).

9.6 Determinacin de los coeficientes de permeabilidad

Para obtener una medicin ms exacta de la permeabilidad del suelo, puederealizar el siguiente ensayo de campo que le dar un valor para el coeficiente depermeabilidad:

Utilizando una barrena de sondeo,

perfore en el suelo un hoyo deaproximadamente 1 m deprofundidad (A), en el lugar dondedesea determinar el coeficiente depermeabiiidad;

Llene el hoyo de agua hasta el borde

(B/C);
ftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#102bftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#102bftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#102bftp://ftp.fao.org/fi/CDrom/FAO_Training/FAO_Training/General/x6706s/x6706s09.htm#102b


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Durante por lo menos 20 minutos (B/C),vuelva a llenar el hoyo hasta el bordecada cinco minutos para asegurarse deque el suelo est completamentesaturado;

Aada agua basta el borde del hoyo yempiece a medir la velocidad a que bajala superficie del agua, utilizando un relojpara medir el tiempo y una reglagraduada en centmetros para medir ladstancia (P) entre la superficie del aguay el borde del hoyo (D). Deje de medircuando la velocidad sea casi constante;

EjemploLa velocidad se hace constante


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Mida exactamente la profundidad total del hoyo (H) y su dimetro (D). Exprese todaslas mediciones en metros (m):

H = 1,15m y D=12cm o 0,12 m

Para cada una de las dos mediciones anteriores consecutivas de tiempo/distancia,calcule el coeficiente de permeabilidad K utilizando la frmula siguiente:

K= (D2) x In (h1 h2) / 2 (t2- t1)

Donde (D 2)es el radio del hoyo o la mitad de su dimetro en metros;In se refiere al logaritmo natural;h1 y h2son las dos profundidades consecutivas del agua en metros, h1 al inicio y h2alfinal del intervalo de tiempo;(t2- t1) expresa el intervalo de tiempo entre dos mediciones consecutivas, en segundos.

Note: los valores de h se pueden calcular fcilmente como las diferencias entre laprofundidad total del hoyo (H) y los valores de P sucesivos. Para obtener K en m/scuide de expresar todas las mediciones en metros y segundos.

Ahora compare los valores de K (en m/s) con elCuadro 16.

Ejemplo

Si (D 2) = 0.12 m 2 = 0.06 m y H = 1.15 m, los clculos de los diferentes valores de Kse hacen progresivamente de acuerdo con la frmula (vase elCuadro 18).

Nota:para obtener el logaritmo natural de (h1 h2), tendrque utilizar una tabla delogaritmos o una calculadora de bolsillo.

Recuerde tambin que10- 6

= 0.000001 y 6.8 x 10-6

= 0.000006.

Nota: recuerde que el exponente negativo de 10 refleja el lugar decimal que hayque darle al multiplicando:

K=2X 10-3 =0,002 m/sK = 5 X 10-7 = 0,0000005 m/s

Si desea comparar el valor de K (m/s) con las tasas de permeabilidad(cm/da) multiplique K por 8 640 000 or 864 x 104

K = 1 x 10-5

m/s = 86.4 cm/diaCUADRO 18

Pasos sucesivos para el clculo de los coeficientes de permeabilidadsobre la base de mediciones de campo

(para la perforacin de ensayo con H = 1.15 m y D = 0.12 m)


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NOTA: la frmula para calcular el coeficiente de permeabilidad es K = [(D 2) x In (h1

h2)] / 2 (t2 - t1)or A B (vase la Seccin 9.6).

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