Pi
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- Words: 3,266
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Doc. controlado No.
Descripción o título R-05-02
Medición e identificación de los flujos de un sistema hídrico.
Matrícula
Nombre del alumno
Fecha
14343
Mario Vicente Ramírez Crespo
Octubre 2009
Instrucciones recibidas/ Objetivo general/ Criterios a evaluar Instrucciones: Se les pide a los alumnos que identifiquen los flujos de agua de un sistema hídrico y diseñen un método para determinar el valor de dichos flujos.
Criterios a evaluar: Planificación
Criterios de presentación
Procesamiento de datos Presentación de los datos procesados
Planificación Definición del problema y selección de variables Control de variables Desarrollo de un método de obtención de datos
Nivel de logro
Nivel de logro
Registro de datos
Observaciones
Sistema Hídrico
Entradas y Salidas en el suelo Objetivo Se les pide a los alumnos que identifiquen los flujos de agua de un sistema hídrico y diseñen un método para determinar el valor de dichos flujos.
Problema de Investigación Se determinará la cantidad de agua disponible para las plantas en la superficie de la tierra (6cm) tomando en cuenta las entradas de agua por riego y las salidas existentes por evaporación e infiltración, en los Viñedos de L.A. Cetto, Baja California. Metodología: Para obtener los resultados se hará un estudio de la cantidad de agua que ingresa por riego por minuto en un cierto espacio de suelo a una profundidad de 6 cm. Se medirá el volumen del recipiente a utilizar para conocer cuantos cm3 puede contener el recipiente. Para obtener los datos se pesará la cantidad de suelo sin agua en el volumen determinado para tener la cantidad del peso que es agua en el volumen previamente calculado. Después se pasará a pesar la cantidad de suelo con agua, pero sin que ocurra ninguna infiltración, de esta manera podremos obtener la cantidad del peso total de agua y tierra que es sólo agua. (La cantidad de agua que será utilizada estará relacionada con el volumen, se necesitará cubrir el volumen del recipiente con agua para que se moje toda la tierra y tener datos uniformes en el experimento). Después de haber pesado la tierra con agua, se repetirá el experimento anterior, pero ahora con hoyos debajo del recipiente para que el agua se infiltre y sólo quede el agua del sistema. Una vez que se termine de infiltrar el agua se pesará, y se restará el peso total menos el peso de esta prueba para obtener la cantidad de agua que se perdió por infiltración mediante una regla de tres. (El método de obtención de datos mediante estas reglas se encuentran anotadas en la obtención de datos en el registro de datos) Después de haber calculado la cantidad de agua que se pierde por infiltración se deja la misma prueba en su lugar durante el tiempo que se haya elegido, para calcular mediante diferencia de pesos y regla de tres, como en el experimento anterior, la cantidad de agua que se pierde por evaporación. Al final del experimento se determina la cantidad de agua disponible en el suelo con la suma de las entradas menos la suma de las salidas, además con el peso final de la muestra se puede calcular también la cantidad de agua disponible. De esta manera podremos determinar el rango de error del experimento entre lo que tendría que salir teóricamente y lo que se obtuvo en realidad, para tener datos más exactos, conociendo el rango de error. Para finalizar se sacará un promedio de ambos resultados, tanto la suma de entradas y salidas, como el del peso en ml, después de una regla de 3, para determinar la cantidad de agua disponible para las plantas en la superficie de la tierra 6 cm.
Descripción del sistema: Para el sistema elegido, se eligió un lugar dentro de la vid donde no hubiera plantaciones recientes y por donde se encontrará un sistema de riego. El riego utilizado por los viñedos es de goteo, y el tipo de suelo es franco-arenoso. Se eligió un espacio por donde la manguera de goteo pasará por en medio del recipiente para poder medir la cantidad de agua que se introduce por minuto a través del goteo. Se procuró que el espacio fuera abierto para que estuviera directamente a los rayos solares y la evaporación pudiera contabilizarse en la balanza analítica. Se removió 6 cm de tierra, ya que eso mide de altura el recipiente, y la tierra removida se pone dentro del recipiente y se coloca dentro del hoyo donde debería de estar la tierra. Variables: -Temperatura del ambiente (Dependiente): La temperatura es una variable dependiente ya que depende de la hora y la época a la que se haga el experimento, la temperatura puede estar variando y no se mantendre constante, sin embargo se trata de controlar su variablidad tomando como tiempo dos horas solamente, para que no varie en mayor cantidad. -Tiempo del experimento (Constante-Controlada): Debido a que las pruebas tienen una duración exacta de 2 horas, la influencia de la variación del tiempo debe de ser nula pues ambas estuvieron expuestas durante un periodo determinado idéntico para evitar tener errores en las pruebas y que hubiera el menor margen de error. -Agua por Infiltración (Dependiente-Controlada): Debido a que la infiltración depende del tipo de suelo, se controla el tiempo en que se dejará infiltrar, hasta que no siga filtrándose agua. -Agua Evaporada (Dependiente): Depende de los factores climáticos y de la cantidad de agua así como otros factores mencionados anteriormente, y el tiempo se encuentra controlado. -Agua Ingresada al recipiente (Dependiente-Controlada): es una variable dependiente porque depende del sistema de riego que se trate, sin embargo se encuentra controlada, ya que, al determinar cuanta agua por minuto se depósita en el sistema, se procederá a colocar una cantidad de agua igual o mayor al volumen del recipiente para que se ocupe todo el volumen. (En el experimento para igualar el volumen del recipiente con la cantidad de agua suficiente, se necesito dejar el recipiente por dos horas bajo el sistema de riego para que fuera amyor al volumen del recipiente). -Volumen del Recipiente (Constante-Independiente): El volumen del recipiente permanece constante durante la práctica al tratarse de los mismos recipientes. Antecedentes Evaporación: La Evaporación se define como el cambio del agua de su estado líquido a un estado gaseoso. El ritmo de evaporación puede notarse al observar el cambio en el volumen de agua en algún recipiente de la misma, ya sea un vaso, una piscina o un lago en un lapso de tiempo determinado.
Factores que influyen en la evaporación del agua: -Temperatura: Entre más caliente se encuentre el agua, más rápida será la evaporación. -Área de Superficie: Entre más grande sea el área de superficie, más partículas se evaporarán. Esto se debe a que más partículas se encuentran en la superficie por ende un mayor número que pueden escapar. -Flujo de Aire: Esto es un factor importante pues un continuo flujo de aire significará menos agua en el aire, por ende dejando más espacio para la misma en la atmósfera local. -Humedad: Si existe gran cantidad de la sustancia en el aire, en este caso agua en forma de humedad o vapor, la capacidad de evaporación disminuye. La 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. Capacidad de infiltración. Se denomina capacidad de infiltración a la cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la mayor o menor compactación que tiene el mismo. Factores que afectan la capacidad de infiltración: Influyen en el proceso de infiltración: entrada superficial, transmisión a través del suelo, capacidad de almacenamiento del suelo, características del medio permeable, y características del fluido. • Entrada superficial: La superficie del suelo puede estar cerrada por la acumulación de partículas que impidan, o retrasen la entrada de agua al suelo. •Transmisión a través del suelo: El agua no puede continuar entrando en el suelo con mayor rapidez que la de su transmisión hacia abajo, dependiendo de los distintos estratos. •Acumulación en la capacidad de almacenamiento: El almacenamiento disponible depende de la porosidad, espesor del horizonte y cantidad de humedad existente. •Características del medio permeable: La capacidad de infiltración está relacionada con el tamaño del poro y su distribución, el tipo de suelo –arenoso, arcilloso-, la vegetación, la estructura y capas de suelos. •Características del fluido: La contaminación del agua infiltrada por partículas finas o coloides, la temperatura y viscosidad del fluido, y la cantidad de sales que lleva. Hipótesis Debido a que nos encontramos en invierno la cantidad por evaporación será mínima, y la cantidad por infiltración será mayor al infiltrarse el agua con mayor rapidez, sin embargo no creo que se infiltre más de la mitad del agua, ya que se trata por sistema de riego de goteo y esto provoca que la tierra capte de manera más eficaz el agua
para que las plantas la absorban y se reduzca la salinidad. Finalmente creo que habrá una cantidad positiva de agua disponible al finalizar la prueba después de las dos horas, debido a que el agua quedará mojada y por lo tanto una cantidad positiva de agua. También creo que debido al clima frío de la época, se evaporará muy poca agua y que debido a que se encuentra adherida el agua al suelo arenoso de los viñedos tendrá una poca evaporación una vez que este adherida. El flujo de agua debemos de tener en cuenta que no presenta la cantidad de agua que la planta absorva, es sólo entrada y salidas de agua en el suelo arenoso. Material • • • • • • • • • •
Lapicero y Bitácora Probeta Graduada (100 ml) Termómetro de Mercurio (LaMotte) 2 Recipientes para mesa de vapor mediano Cámara fotográfica (Canon EOS Digital Rebel T1 Balanza analítica OHauss (capacidad 15 kg) Pala de punta redonda y punta cuadrada Reloj o Cronómetro Papel Filtro Cuchillo o algo para hacer agujeros.
Procedimiento: Se describe los métodos que se lleva a lo largo de todo el experimento para recolectar datos y se menciona como procesar los datos. 1) A continuación se presenta el procedimiento para calcular el volumen del recipiente.
Volumen del Recipiente Inicio
LLenar todo el recipiente con agua
Medir con una probeta graduada la cantidad de agua que contiene el recipiente.
Convertir de ml a cm3 de esta manera se tiene el volumen total del recipiente y registrar los resultados.
2) A continuación se presenta el procedimiento para pesar el recipiente con tierra.
Peso de Recipiente con Tierra
Inicio
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando, llenar todo el recipiente. (Recuerda pesar el recipiente antes de pasar al siguiente paso).
Pesar en la balanza analítica la tierra con el recipiente y registrar los datos. Ahora ya tienes el peso de la tierra en el volumen determinado en el experimento anterior.
3) A continuación se presenta el procedimiento para medir la cantidad de agua por riego que entra por minuto.
Cantidad de Agua por Riego
Inicio
Tomar el recipiente y dejarlo en la tierra. Con un cronómetro dejar que el agua se depósite en el recipiente durante un minuto.
Medir con una probeta graduada la cantidad de agua que contiene el recipiente. Esa es la cantidad en ml que el sistema riega por minuto. Registra los datos (Realizar el experimento al mejos 3 veces ya que la cantidad de agua puede variar por cantidades grandes).
4) A continuación se presenta el procedimiento para el peso del recipiente con agua y tierra.
Peso de Recipiente con Agua y Tierra
Inicio
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando, llenar todo el recipiente.
Mediante la cantidad por minuto de agua que obtuviste utiliza la regla de tres para conocer el tiempo exacto que se necesita para que el recipiente tenga la misma o mayor cantidad de agua equivalente al volumen del recipiente. (Por ejemplo en este experimento el tiempo es de dos horas para las pruebas, debido a que con dos horas se obtiene la cantidad de agua igual o mayor al volumen del recipiente utilizado en la prueba)*
Llenar el recipiente con tierra de agua, dejandólo el tiempo que calculaste en el paso anterior.
Pesar el recipiente con agua y tierra evitando los menos derrames posibles. Calcular la cantidad del peso total que corresponde al agua y la cantidad del peso total que corresponde a la tierra ya fue calculado. Registrar los datos. (El conocer la cantidad del peso que corresponde al agua te permitira relacionar las pérdidas de peso que se presentarán a partir de los siguientes experimentos para determinar las salidas totales y calcular porcentajes, peso, volumen, etc.)
*Se requiere que la cantidad de agua sea igual a la del volumen del sistema para observar cual es la cantidad de agua que se infiltra de un total de 100%, que es todo el volumen del recipiente. (Si el volumen de tu recipiente es de
5) A continuación se presenta el procedimiento para el agua que se pierde por infiltración.
Pérdida de Agua por Infiltración
Inicio
A un recipiente hacerle agujeros pequeños para que permita el paso del agua una vez que inicie el experimento y tapar el fondo con papel filtro. (recuerda pesar el recipiente con el papel filtro)
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando. (llenar todo el recipiente)
Poner el recipiente en el lugar determinado y dejar que se llene de agua en un tiempo determinado con la cantidad que se determinó en el experimento de peso de agua y tierra (Esperar hasta que el agua termine de infiltrarse por el fondo del recipiente)
Una vez que el agua deja de infiltrarse por el fondo, tomar el recipiente y pesar. Registra los datos. Una vez conocido el peso después de que se perdió agua por filtración, para calcular la cantidad de agua se debe restar el peso total de tierra y agua menos el peso obtenido en esta prueba. Mediante una regla de 3, se puede relacionar la cantidad de agua exacta de agua pérdida, en peso, volumen y finalmente ml. Registrar los datos. NO TIRAR LA MUESTRA YA QUE SE UTILIZARÁ EN EL SIGUIENTE EXPERIMENTO.
6) A continuación se presenta el procedimiento para el agua que se pierde por evaporación.
Pérdida de Agua por Evaporación
Inicio
Utilizar el mismo recipiente del experimento anterior. Poner el experimento en el lugar donde . Esta vez se dejará al aire libre por el tiempo determinado ya en los experimentos anteriores. (mantener la misma cantidad de tiempo constante para relacionar los datos)
Después de haber dejado la muestra al aire libre por cierto tiempo, pesar la muestra. La resta del peso de agua por filtracion, menos el peso de la muestra recientemente pesada, da como resultado la cantidad de agua perdida por evaporación. Registrar los datos. (El peso de la muestra es la cantidad de agua que se queda en el sistema suelo).
Evaluación y Análisis de error: El error más común del experimento pudo haber sido al momento de pesar las muestras, ya que se puede perder materia o agua en el transcurso de transportar el recipiente a la balanza para pesarlo. Ya que son muchas pruebas de peso, el experimento se debe de hacer con extremo cuidado es por eso que, se tomaron muchas medidas para que no se perdiera materia y se limpiaba la base del recipiente, ya que quedaba cubierta con tierra y este aumentaba el peso de las muestras. Debido a que se pierde muy poca cantidad de agua por materia, el aumento de un gramo podría alterar los resultados. Al calcular el márgen de error del experimento se puede observar que aún con tomando todas las medidas necesarias y precauciones para que no saliera nada mal en el experimento, ser perdió alrededor de un gramo, que es poco en relación al peso de las muestras. Otro factor que pudo haber provocado un error fue el método de infiltración, ya que debido a la falta del tiempo, se agregó toda el agua de una sola vez, y no por medio del sistema de riego, como se debía se tenía que agregar para obtener datos mas pertinentes y exactos, sin eembargo con el experimento te permite tener una idea de la cantidad de agua, aunque no sea completamente perfecto. El método fue efectivo, ya que permitió conocer la cantidad de agua que se retiene en el sistema suelo por cada dos horas, mismo tiempo que fue determinado por ser el más apropiado, pero sólo te permite conocer en tiempos cortos, ya que, por ejemplo, si lo quieres hacer por un día tomaría más trabajo, ya que, no de podría medir la infiltración y la evaporación por separado, porque el experimento esta elaborado para medir por medidas de tiempo cortas. Esto lo hace inservivble para medidas de tiempo largos como días. Esto se previene en el experimento al tomar una medida de dos horas, más que suficiente para obtener datos precisos y pertinentes que permitan contabilizar los flujos del agua del suelo superficial (6 cm). Finalmente para realizar mejoras en el experimento y metodología anterior se debería de implementar un sistema para tener las menores pérdidas de materia al transportar a pesar tu muestra, y que se sigan todos los tiempos exactos, porque en el experimento que se realizó debido a la falta de tiempo los datos por infiltración pueden no ser adecuados, sin embargo, con el tiempo necesario, la metodología resulta efectiva, en cuanto las muestras son de peso moderado y las pérdidas de suelo son notables para observar diferencias entre experimentos. Discusión y Conclusión En conclusión la cantidad de agua disponible en la superficie del suelo es de 2514.8 ml de agua por 2 horas de riego a 22 grados Centigrados en un volumen de 3567 cm3, con todas estas variables controladas, a excepción de la temperatura que se trato de disminuir su impacto determinando el tiempo a 2 horas. Las salidas y las entradas
dieron como suma la cantidad de agua disponible y se pudo simular el sistema con los datos ofrecidos. Como conclusión mi hipótesis fue correcta, se pierde sólo el 41.6% de agua por infiltración debido a que el sistema de riego es por goteo lo que ocasiona que la tasa de filtración y de evaporación no sean tan elevados como en el caso de que fuera riego por aspersión o inundación. Para desarrollar el trabajo de manera más eficaz se podría hacer un experimento comparando los diferentes sistemas de riego. También se cumplió en que se pierde Se cumplió con el objetivo de la práctica al poder medir e identificar las entradas y salidas del modelo de flujo de agua del suelo, y resultó un método muy preciso, aunque cuenta con sus limitaciones ya mencionadas en la evaluación y análisis de error, como el del tiempo. Referencias: ‣ http://ing.unne.edu.ar/pub/infi.pdf, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 http://www.agua.uji.es/pdf/leccionRH07.pdf, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/esp/esp-01.htm, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Factors influencing the rate of evaporation in water http://en.wikipedia.org/wiki/ Evaporation#Factors_influencing_the_rate_of_evaporation, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Evaporation. http://www.grow.arizona.edu/Grow--GrowResources.php?ResourceId=208, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Sistemas y Símbolos http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/esp/esp-01.htm, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009
Descripción o título R-05-02
Medición e identificación de los flujos de un sistema hídrico.
Matrícula
Nombre del alumno
Fecha
14343
Mario Vicente Ramírez Crespo
Octubre 2009
Instrucciones recibidas/ Objetivo general/ Criterios a evaluar Instrucciones: Se les pide a los alumnos que identifiquen los flujos de agua de un sistema hídrico y diseñen un método para determinar el valor de dichos flujos.
Criterios a evaluar: Planificación
Criterios de presentación
Procesamiento de datos Presentación de los datos procesados
Planificación Definición del problema y selección de variables Control de variables Desarrollo de un método de obtención de datos
Nivel de logro
Nivel de logro
Registro de datos
Observaciones
Sistema Hídrico
Entradas y Salidas en el suelo Objetivo Se les pide a los alumnos que identifiquen los flujos de agua de un sistema hídrico y diseñen un método para determinar el valor de dichos flujos.
Problema de Investigación Se determinará la cantidad de agua disponible para las plantas en la superficie de la tierra (6cm) tomando en cuenta las entradas de agua por riego y las salidas existentes por evaporación e infiltración, en los Viñedos de L.A. Cetto, Baja California. Metodología: Para obtener los resultados se hará un estudio de la cantidad de agua que ingresa por riego por minuto en un cierto espacio de suelo a una profundidad de 6 cm. Se medirá el volumen del recipiente a utilizar para conocer cuantos cm3 puede contener el recipiente. Para obtener los datos se pesará la cantidad de suelo sin agua en el volumen determinado para tener la cantidad del peso que es agua en el volumen previamente calculado. Después se pasará a pesar la cantidad de suelo con agua, pero sin que ocurra ninguna infiltración, de esta manera podremos obtener la cantidad del peso total de agua y tierra que es sólo agua. (La cantidad de agua que será utilizada estará relacionada con el volumen, se necesitará cubrir el volumen del recipiente con agua para que se moje toda la tierra y tener datos uniformes en el experimento). Después de haber pesado la tierra con agua, se repetirá el experimento anterior, pero ahora con hoyos debajo del recipiente para que el agua se infiltre y sólo quede el agua del sistema. Una vez que se termine de infiltrar el agua se pesará, y se restará el peso total menos el peso de esta prueba para obtener la cantidad de agua que se perdió por infiltración mediante una regla de tres. (El método de obtención de datos mediante estas reglas se encuentran anotadas en la obtención de datos en el registro de datos) Después de haber calculado la cantidad de agua que se pierde por infiltración se deja la misma prueba en su lugar durante el tiempo que se haya elegido, para calcular mediante diferencia de pesos y regla de tres, como en el experimento anterior, la cantidad de agua que se pierde por evaporación. Al final del experimento se determina la cantidad de agua disponible en el suelo con la suma de las entradas menos la suma de las salidas, además con el peso final de la muestra se puede calcular también la cantidad de agua disponible. De esta manera podremos determinar el rango de error del experimento entre lo que tendría que salir teóricamente y lo que se obtuvo en realidad, para tener datos más exactos, conociendo el rango de error. Para finalizar se sacará un promedio de ambos resultados, tanto la suma de entradas y salidas, como el del peso en ml, después de una regla de 3, para determinar la cantidad de agua disponible para las plantas en la superficie de la tierra 6 cm.
Descripción del sistema: Para el sistema elegido, se eligió un lugar dentro de la vid donde no hubiera plantaciones recientes y por donde se encontrará un sistema de riego. El riego utilizado por los viñedos es de goteo, y el tipo de suelo es franco-arenoso. Se eligió un espacio por donde la manguera de goteo pasará por en medio del recipiente para poder medir la cantidad de agua que se introduce por minuto a través del goteo. Se procuró que el espacio fuera abierto para que estuviera directamente a los rayos solares y la evaporación pudiera contabilizarse en la balanza analítica. Se removió 6 cm de tierra, ya que eso mide de altura el recipiente, y la tierra removida se pone dentro del recipiente y se coloca dentro del hoyo donde debería de estar la tierra. Variables: -Temperatura del ambiente (Dependiente): La temperatura es una variable dependiente ya que depende de la hora y la época a la que se haga el experimento, la temperatura puede estar variando y no se mantendre constante, sin embargo se trata de controlar su variablidad tomando como tiempo dos horas solamente, para que no varie en mayor cantidad. -Tiempo del experimento (Constante-Controlada): Debido a que las pruebas tienen una duración exacta de 2 horas, la influencia de la variación del tiempo debe de ser nula pues ambas estuvieron expuestas durante un periodo determinado idéntico para evitar tener errores en las pruebas y que hubiera el menor margen de error. -Agua por Infiltración (Dependiente-Controlada): Debido a que la infiltración depende del tipo de suelo, se controla el tiempo en que se dejará infiltrar, hasta que no siga filtrándose agua. -Agua Evaporada (Dependiente): Depende de los factores climáticos y de la cantidad de agua así como otros factores mencionados anteriormente, y el tiempo se encuentra controlado. -Agua Ingresada al recipiente (Dependiente-Controlada): es una variable dependiente porque depende del sistema de riego que se trate, sin embargo se encuentra controlada, ya que, al determinar cuanta agua por minuto se depósita en el sistema, se procederá a colocar una cantidad de agua igual o mayor al volumen del recipiente para que se ocupe todo el volumen. (En el experimento para igualar el volumen del recipiente con la cantidad de agua suficiente, se necesito dejar el recipiente por dos horas bajo el sistema de riego para que fuera amyor al volumen del recipiente). -Volumen del Recipiente (Constante-Independiente): El volumen del recipiente permanece constante durante la práctica al tratarse de los mismos recipientes. Antecedentes Evaporación: La Evaporación se define como el cambio del agua de su estado líquido a un estado gaseoso. El ritmo de evaporación puede notarse al observar el cambio en el volumen de agua en algún recipiente de la misma, ya sea un vaso, una piscina o un lago en un lapso de tiempo determinado.
Factores que influyen en la evaporación del agua: -Temperatura: Entre más caliente se encuentre el agua, más rápida será la evaporación. -Área de Superficie: Entre más grande sea el área de superficie, más partículas se evaporarán. Esto se debe a que más partículas se encuentran en la superficie por ende un mayor número que pueden escapar. -Flujo de Aire: Esto es un factor importante pues un continuo flujo de aire significará menos agua en el aire, por ende dejando más espacio para la misma en la atmósfera local. -Humedad: Si existe gran cantidad de la sustancia en el aire, en este caso agua en forma de humedad o vapor, la capacidad de evaporación disminuye. La 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. Capacidad de infiltración. Se denomina capacidad de infiltración a la cantidad máxima de agua que puede absorber un suelo en determinadas condiciones, valor que es variable en el tiempo en función de la humedad del suelo, el material que conforma al suelo, y la mayor o menor compactación que tiene el mismo. Factores que afectan la capacidad de infiltración: Influyen en el proceso de infiltración: entrada superficial, transmisión a través del suelo, capacidad de almacenamiento del suelo, características del medio permeable, y características del fluido. • Entrada superficial: La superficie del suelo puede estar cerrada por la acumulación de partículas que impidan, o retrasen la entrada de agua al suelo. •Transmisión a través del suelo: El agua no puede continuar entrando en el suelo con mayor rapidez que la de su transmisión hacia abajo, dependiendo de los distintos estratos. •Acumulación en la capacidad de almacenamiento: El almacenamiento disponible depende de la porosidad, espesor del horizonte y cantidad de humedad existente. •Características del medio permeable: La capacidad de infiltración está relacionada con el tamaño del poro y su distribución, el tipo de suelo –arenoso, arcilloso-, la vegetación, la estructura y capas de suelos. •Características del fluido: La contaminación del agua infiltrada por partículas finas o coloides, la temperatura y viscosidad del fluido, y la cantidad de sales que lleva. Hipótesis Debido a que nos encontramos en invierno la cantidad por evaporación será mínima, y la cantidad por infiltración será mayor al infiltrarse el agua con mayor rapidez, sin embargo no creo que se infiltre más de la mitad del agua, ya que se trata por sistema de riego de goteo y esto provoca que la tierra capte de manera más eficaz el agua
para que las plantas la absorban y se reduzca la salinidad. Finalmente creo que habrá una cantidad positiva de agua disponible al finalizar la prueba después de las dos horas, debido a que el agua quedará mojada y por lo tanto una cantidad positiva de agua. También creo que debido al clima frío de la época, se evaporará muy poca agua y que debido a que se encuentra adherida el agua al suelo arenoso de los viñedos tendrá una poca evaporación una vez que este adherida. El flujo de agua debemos de tener en cuenta que no presenta la cantidad de agua que la planta absorva, es sólo entrada y salidas de agua en el suelo arenoso. Material • • • • • • • • • •
Lapicero y Bitácora Probeta Graduada (100 ml) Termómetro de Mercurio (LaMotte) 2 Recipientes para mesa de vapor mediano Cámara fotográfica (Canon EOS Digital Rebel T1 Balanza analítica OHauss (capacidad 15 kg) Pala de punta redonda y punta cuadrada Reloj o Cronómetro Papel Filtro Cuchillo o algo para hacer agujeros.
Procedimiento: Se describe los métodos que se lleva a lo largo de todo el experimento para recolectar datos y se menciona como procesar los datos. 1) A continuación se presenta el procedimiento para calcular el volumen del recipiente.
Volumen del Recipiente Inicio
LLenar todo el recipiente con agua
Medir con una probeta graduada la cantidad de agua que contiene el recipiente.
Convertir de ml a cm3 de esta manera se tiene el volumen total del recipiente y registrar los resultados.
2) A continuación se presenta el procedimiento para pesar el recipiente con tierra.
Peso de Recipiente con Tierra
Inicio
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando, llenar todo el recipiente. (Recuerda pesar el recipiente antes de pasar al siguiente paso).
Pesar en la balanza analítica la tierra con el recipiente y registrar los datos. Ahora ya tienes el peso de la tierra en el volumen determinado en el experimento anterior.
3) A continuación se presenta el procedimiento para medir la cantidad de agua por riego que entra por minuto.
Cantidad de Agua por Riego
Inicio
Tomar el recipiente y dejarlo en la tierra. Con un cronómetro dejar que el agua se depósite en el recipiente durante un minuto.
Medir con una probeta graduada la cantidad de agua que contiene el recipiente. Esa es la cantidad en ml que el sistema riega por minuto. Registra los datos (Realizar el experimento al mejos 3 veces ya que la cantidad de agua puede variar por cantidades grandes).
4) A continuación se presenta el procedimiento para el peso del recipiente con agua y tierra.
Peso de Recipiente con Agua y Tierra
Inicio
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando, llenar todo el recipiente.
Mediante la cantidad por minuto de agua que obtuviste utiliza la regla de tres para conocer el tiempo exacto que se necesita para que el recipiente tenga la misma o mayor cantidad de agua equivalente al volumen del recipiente. (Por ejemplo en este experimento el tiempo es de dos horas para las pruebas, debido a que con dos horas se obtiene la cantidad de agua igual o mayor al volumen del recipiente utilizado en la prueba)*
Llenar el recipiente con tierra de agua, dejandólo el tiempo que calculaste en el paso anterior.
Pesar el recipiente con agua y tierra evitando los menos derrames posibles. Calcular la cantidad del peso total que corresponde al agua y la cantidad del peso total que corresponde a la tierra ya fue calculado. Registrar los datos. (El conocer la cantidad del peso que corresponde al agua te permitira relacionar las pérdidas de peso que se presentarán a partir de los siguientes experimentos para determinar las salidas totales y calcular porcentajes, peso, volumen, etc.)
*Se requiere que la cantidad de agua sea igual a la del volumen del sistema para observar cual es la cantidad de agua que se infiltra de un total de 100%, que es todo el volumen del recipiente. (Si el volumen de tu recipiente es de
5) A continuación se presenta el procedimiento para el agua que se pierde por infiltración.
Pérdida de Agua por Infiltración
Inicio
A un recipiente hacerle agujeros pequeños para que permita el paso del agua una vez que inicie el experimento y tapar el fondo con papel filtro. (recuerda pesar el recipiente con el papel filtro)
LLenar todo el recipiente con la tierra del sistema que se esta estudiando. (llenar todo el recipiente)
Poner el recipiente en el lugar determinado y dejar que se llene de agua en un tiempo determinado con la cantidad que se determinó en el experimento de peso de agua y tierra (Esperar hasta que el agua termine de infiltrarse por el fondo del recipiente)
Una vez que el agua deja de infiltrarse por el fondo, tomar el recipiente y pesar. Registra los datos. Una vez conocido el peso después de que se perdió agua por filtración, para calcular la cantidad de agua se debe restar el peso total de tierra y agua menos el peso obtenido en esta prueba. Mediante una regla de 3, se puede relacionar la cantidad de agua exacta de agua pérdida, en peso, volumen y finalmente ml. Registrar los datos. NO TIRAR LA MUESTRA YA QUE SE UTILIZARÁ EN EL SIGUIENTE EXPERIMENTO.
6) A continuación se presenta el procedimiento para el agua que se pierde por evaporación.
Pérdida de Agua por Evaporación
Inicio
Utilizar el mismo recipiente del experimento anterior. Poner el experimento en el lugar donde . Esta vez se dejará al aire libre por el tiempo determinado ya en los experimentos anteriores. (mantener la misma cantidad de tiempo constante para relacionar los datos)
Después de haber dejado la muestra al aire libre por cierto tiempo, pesar la muestra. La resta del peso de agua por filtracion, menos el peso de la muestra recientemente pesada, da como resultado la cantidad de agua perdida por evaporación. Registrar los datos. (El peso de la muestra es la cantidad de agua que se queda en el sistema suelo).
Evaluación y Análisis de error: El error más común del experimento pudo haber sido al momento de pesar las muestras, ya que se puede perder materia o agua en el transcurso de transportar el recipiente a la balanza para pesarlo. Ya que son muchas pruebas de peso, el experimento se debe de hacer con extremo cuidado es por eso que, se tomaron muchas medidas para que no se perdiera materia y se limpiaba la base del recipiente, ya que quedaba cubierta con tierra y este aumentaba el peso de las muestras. Debido a que se pierde muy poca cantidad de agua por materia, el aumento de un gramo podría alterar los resultados. Al calcular el márgen de error del experimento se puede observar que aún con tomando todas las medidas necesarias y precauciones para que no saliera nada mal en el experimento, ser perdió alrededor de un gramo, que es poco en relación al peso de las muestras. Otro factor que pudo haber provocado un error fue el método de infiltración, ya que debido a la falta del tiempo, se agregó toda el agua de una sola vez, y no por medio del sistema de riego, como se debía se tenía que agregar para obtener datos mas pertinentes y exactos, sin eembargo con el experimento te permite tener una idea de la cantidad de agua, aunque no sea completamente perfecto. El método fue efectivo, ya que permitió conocer la cantidad de agua que se retiene en el sistema suelo por cada dos horas, mismo tiempo que fue determinado por ser el más apropiado, pero sólo te permite conocer en tiempos cortos, ya que, por ejemplo, si lo quieres hacer por un día tomaría más trabajo, ya que, no de podría medir la infiltración y la evaporación por separado, porque el experimento esta elaborado para medir por medidas de tiempo cortas. Esto lo hace inservivble para medidas de tiempo largos como días. Esto se previene en el experimento al tomar una medida de dos horas, más que suficiente para obtener datos precisos y pertinentes que permitan contabilizar los flujos del agua del suelo superficial (6 cm). Finalmente para realizar mejoras en el experimento y metodología anterior se debería de implementar un sistema para tener las menores pérdidas de materia al transportar a pesar tu muestra, y que se sigan todos los tiempos exactos, porque en el experimento que se realizó debido a la falta de tiempo los datos por infiltración pueden no ser adecuados, sin embargo, con el tiempo necesario, la metodología resulta efectiva, en cuanto las muestras son de peso moderado y las pérdidas de suelo son notables para observar diferencias entre experimentos. Discusión y Conclusión En conclusión la cantidad de agua disponible en la superficie del suelo es de 2514.8 ml de agua por 2 horas de riego a 22 grados Centigrados en un volumen de 3567 cm3, con todas estas variables controladas, a excepción de la temperatura que se trato de disminuir su impacto determinando el tiempo a 2 horas. Las salidas y las entradas
dieron como suma la cantidad de agua disponible y se pudo simular el sistema con los datos ofrecidos. Como conclusión mi hipótesis fue correcta, se pierde sólo el 41.6% de agua por infiltración debido a que el sistema de riego es por goteo lo que ocasiona que la tasa de filtración y de evaporación no sean tan elevados como en el caso de que fuera riego por aspersión o inundación. Para desarrollar el trabajo de manera más eficaz se podría hacer un experimento comparando los diferentes sistemas de riego. También se cumplió en que se pierde Se cumplió con el objetivo de la práctica al poder medir e identificar las entradas y salidas del modelo de flujo de agua del suelo, y resultó un método muy preciso, aunque cuenta con sus limitaciones ya mencionadas en la evaluación y análisis de error, como el del tiempo. Referencias: ‣ http://ing.unne.edu.ar/pub/infi.pdf, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 http://www.agua.uji.es/pdf/leccionRH07.pdf, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/esp/esp-01.htm, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Factors influencing the rate of evaporation in water http://en.wikipedia.org/wiki/ Evaporation#Factors_influencing_the_rate_of_evaporation, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Evaporation. http://www.grow.arizona.edu/Grow--GrowResources.php?ResourceId=208, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009 ‣SA, Sistemas y Símbolos http://www.unicamp.br/fea/ortega/eco/esp/esp-01.htm, SF, Recuperado el 27 de Octubre de 2009
