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EFECTO DEL CAMBIO DE USO EN LA ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA Y LA FUNCIóN DE LOS POROS DE UN ANDISOL (TYPIC HAPLUDAND) DEL SUR DE CHILE Effect of Land Use on Structural Stability and Pore Functions of an Andisol (Typic Hapludand) in Southern Chile  [cached]
José D?rner,Dorota Dec,Xinhua Peng,Rainer Horn
Revista de la Ciencia del Suelo y Nutrición Vegetal , 2009,
Abstract: Los suelos volcánicos del sur de Chile constituyen cerca del 60% del suelo arable del país. Estos suelos se encuentran bajo un amplio rango de usos desde sistemas prístinos hasta otros con un uso intensivo. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto del cambio de uso de suelo sobre: i) la estabilidad del suelo frente a presiones externas e internas; ii) la conductividad hidráulica y iii) su resiliencia funcional. Muestras disturbadas y no disturbadas de suelo fueron recolectadas a 5, 20, 40 cm de profundidad en un suelo Andisol (Typic Hapludand) bajo un renoval de bosque nativo (NF), una pradera de 50 a os (P50) y otra de 1 a o de uso (Pl). Se determinó la curva de retención de agua, contracción y consolidación, la conductividad hidráulica saturada (Ks), permeabilidad de aire (Ka), contenidos de carbono orgánico (CO), textura y alofán. Se estimó la conductividad hidráulica no saturada (Ku) de acuerdo al modelo propuesto por van Genuchten (1980). Se definieron índices de deformación de suelo como consecuencia de estreses mecánicos (COELm) e hidráulicos (COELh). El suelo estudiado está sujeto a constantes cambios en su estructura como consecuencia de estreses mecánicos e hidráulicos afectando la distribución de los poros y su funcionalidad. La magnitud de estos cambios disminuye con el incremento de la intensidad de uso del suelo. La gran capacidad de contracción del suelo puede traer consecuencias en su comportamiento hidráulico dependiendo de la intensidad del secado a través de la formación de grietas y vías de flujo de preferencial. Finalmente, los poros del suelo son capaces de recuperar su integridad funcional después de una compactación, lo que está estrechamente relacionado con los contenidos de materia orgánica. Volcanic soils in southern Chile cover approximately 60% of the arable land in the country. These soils are under a wide range of land uses from pristine systems to intensively used ones. The objective of this study was to determine the effect of the land use change on: i) the structural stability after external and internal forces, ii) the hydraulic conductivity and iii) its functional resilience. Disturbed and undisturbed soil samples were collected at 5, 20 and 40 cm depths in an Andisol (Typic Hapludand) under native forest (NF), 50 year old pasture (P50) and 1 year old pasture (PI). The water retention, shrinkage and consolidation curves, hydraulic conductivity (Ks), air permeability (Ka), organic carbon content (CO), soil texture and allophane contents were determined. The unsaturated hydraulic conductivity (Ku) was estima
LA PERMEABILIDAD DEL AIRE Y CONDUCTIVIDAD HIDRáULICA SATURADA COMO HERRAMIENTA PARA LA CARACTERIZACIóN FUNCIONAL DE LOS POROS DEL SUELO
Dorner,José; Dec,Dorota;
Revista de la ciencia del suelo y nutrición vegetal , 2007, DOI: 10.4067/S0718-27912007000200001
Abstract: in order to describe the pore functions of ploughed soils, undisturbed soil samples were collected at two depths and orientations (vertical and horizontal) in structured soils in the weichselian moraine region in northern germany. the water retention curve, air permeability (ka) and saturated hydraulic conductivity (kf) were measured. the pore-size distribution, air-filled porosities and pore continuity indices were calculated. the tillage affects the soil quantitatively and qualitatively. the tillage-induced ploughed pan not only implies a reduction of the pore volume but also causes a direction-dependent behaviour of hydraulic properties through the development of a platy structure. in order to assess these qualitative changes, measurements like ka and/or kf are a good tool to describe the physical quality of a soil
Un modelo fractal para estimar la conductividad hídráulica no saturada de rocas fracturadas  [cached]
Leonardo B Monachesi,Luis Guarracino
Geoacta , 2010,
Abstract: Durante las últimas dos décadas el estudio y la modelación del flujo de agua en rocas fracturadas no saturadas ha recibido considerable atención por parte de investigadores de distintas áreas como la geología, geofísica e ingeniería. Una de las razones principales para su estudio radica en la búsqueda de formaciones geológicas de baja permeabilidad para la construcción de repositorios de residuos nucleares. Para modelar el flujo de agua cuando se utiliza la aproximación del continuo es necesario contar con relaciones constitutivas del medio poroso considerado. Las relaciones constitutivas son curvas de saturación (S) y conductividad hidráulica (K) en función de la altura de presión (h). En general, la determinación en laboratorio de la curva de saturación no suele presentar mayores inconvenientes. En cambio, la determinación experimental de K(h) resulta difícil y costosa, por lo que se suele recurrir a modelos teóricos para su estimación. Entre los modelos teóricos más utilizados se destacan los de Burdine (Burdine, 1953) y Mualem (Mualem, 1976), los cuales permiten predecir la conductividad hidráulica K a partir de la curva de saturación S. Estos modelos predictivos han sido desarrollados para medios porosos de tipo sedimentario, no existiendo en la literatura modelos específicos para rocas fracturadas. En este trabajo se presenta un modelo fractal simple para predecir la conductividad hidráulica no saturada de rocas fracturadas. La deducción del modelo se basa en la hipótesis de que la red de fracturas puede ser descrita mediante un objeto fractal clásico denominado carpeta de Sierpinski. La expresión propuesta de K es cerrada y depende únicamente de tres parámetros independientes: la dimensión fractal y las aperturas máxima y mínima de las fracturas. Una de las características que presenta el modelo propuesto, y que permite validarlo en forma teórica, es que la curva de conductividad hidráulica relativa es equivalente a la que se obtiene con el modelo de Burdine cuando se asume un factor de tortuosidad unitario. Finalmente, se realiza un estudio comparativo entre el modelo analítico propuesto y las relaciones constitutivas obtenidas mediante simulación numérica por Liu y Bodvarsson (2001). La comparación muestra que el modelo propuesto puede predecir dichas relaciones constitutivas en un amplio rango de valores de saturación de agua, y constituye por lo tanto una validación adicional. El modelo de K(h) propuesto es único en su tipo ya que ha sido derivado íntegramente a partir de leyes físicas clásicas y propiedades geométricas de la red de fracturas.
Field satured hydraulic conductivity estimation on vinasse trated soil Estimación de la conductividad hidráulica saturada in situ en un suelo tratado con vinaza  [cached]
Rojas D Ludwig M.,Rojas Palacio Hernán,Menjívar Flórez Juan Carlos
Acta Agronómica , 2008,
Abstract: Changes for soil satured hydraulic conductivity were estimated by using the “falling head” and “point source” methods. The soil type trated with vinasse was Ustipsamment Typic Sandy Isohipertermic located at Colombia National University experimental center (3° 25' 39.81"; N, 76° 25' 45.70"; W; 953 m.s.n.m., 24 °C, 60% HR. and 1020 mm.). The used field methods did not show statistical differences for the estimation of the satured hydraulic conductivity (p<0.05), however a decreasing exponential relationship between hydraulic conductivity and vinasse concentration was found. The hydraulic conductivity was reduced about of 50% from the initial value to 2° brix in sandy soil, 5.3° brix to sandy loam soil and 6.1° brix to clay loam.Key words: Point source method; Simulation models; Falling head method; Irrigation. Se estimaron los cambios en la conductividad hidráulica saturada mediante las técnicas de “caída de carga” y “fuente localizada de agua” en un suelo Ustipsamment típico arenoso isohipertérmico con dosis diluidas de vinazas. La investigación se realizó en la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira (3° 25'39.81"; N y 76° 25'45.70"; O, 953 m.s.n.m, 24 °C y 60% HR, 1.020 mm). Los dos métodos no difirieron de forma significativa (p<0.05) en la estimación de la conductividad hidráulica saturada promedio, la cual se redujo de forma exponencial al incrementar la concentración de vinaza. Los resultados obtenidos nos indican una reducción de la conductividad hidráulica del 50% para una concentración de vinaza de 2° Brix en un suelo arenoso, 5.3° Brix en el suelo franco arenoso y 6.1° Brix en el suelo franco arcilloso.Palabras claves: Método de aplicación localizada; Modelos de simulación; Método de caída de carga; Riego.
INFLUENCE OF RAINFALL INTENSITY ON INFILTRATION AND DEFORMATION OF UNSATURATED SOIL SLOPES  [cached]
EDWIN FABIAN GARCIA ARISTIZABAL,CARLOS ALBERTO RIVEROS JEREZ,MANUEL ALONSO BUILES BRAND
DYNA , 2011,
Abstract: Con el objeto de entender más claramente la influencia de la intensidad de la lluvia en el proceso de infiltración y deformación de taludes en suelos parcialmente saturados, se han realizado análisis numéricos en 2D usando un método trifásico acoplado que incluye un modelo elasto-viscoplástico. Los resultados numéricos muestran que independientemente de la permeabilidad saturada del talud, el incremento en la presión de poros (reducción de la succión) durante la infiltración de la lluvia se localiza cerca a la superficie del talud. Adicionalmente, los incrementos en la presión de poros y en los desplazamientos laterales son controlados pincipalmente por la relación entre la intensidad de la lluvia y la permeabilidad saturada del suelo.
COMPARACIóN DE DOS MéTODOS ALTERNATIVOS AL POZO BARRENO PARA LA MEDICIóN DE LA CONDUCTIVIDAD HIDRáULICA SATURADA (Ks) EN UN ALFISOL Comparison of two methods to measure saturated hydraulic conductivity (Ks) as alternative to auger hole method in an Alfisol  [cached]
Marco Pfeiffer,Julio Haberland,Cristian Kremer,Oscar Seguel
Revista de la Ciencia del Suelo y Nutrición Vegetal , 2008,
Abstract: El presente estudio evaluó el uso de alternativas al método del pozo barreno (PB) para la medición de conductividad hidráulica saturada (K) en ausencia de un nivel freático. Se realizaron mediciones de K en un suelo estratificado de textura superficial franco arcillo limosa fina sobre un sustrato de gravas y piedras mediante los métodos del pozo barreno (PB), el método del cilindro infiltrómetro (CI) y el método del permeámetro de carga constante (PCC). Los valores obtenidos con el método del PCC reflejaron una alta variabilidad (CV=249%) y diferencias de hasta un orden de magnitud en el valor de K obtenido (Ksx=l,03 m dia-1). Los métodos del PB y el CI presentaron coeficientes deTrabajo realizado como Memoria de Título para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo. variación bajos (CV=39% y CV=13%, respectivamente) para la medición de esta propiedad en terreno, lo que junto con la similitud en los valores obtenidos (10,8 y 7,1 m día-1), permiten recomendar la utilización del CI como alternativa al PB en ausencia de nivel freático. Como contraparte el PCC, dada su variabilidad, no es recomendable como método alternativo en suelos con características similares al estudiado. The following study compared two field methods and one laboratory method to measure saturated hydraulic conductivity (Ks) in the saturated phase of soil, all evaluated in a clayey loam soil with three replicates. The two field methods under study were the auger hole method (PB) and the cylinder infiltrometer (CI), the laboratory method was the constant head permeameter (PCC). Ks values delivered by the PCC method showed differences in magnitude (1,03 m day-1) and a high variability (CV=249%), thus using these method is not recommended for soil with similar characteristics to the studied one. The PB and the CI methods showed a low variability (CV=39 and 13%) and similar Ks values (10,8 and 7,1 m day-1), being recommended the use of both methods in soils with similar characteristics to the studied one. These methods are complementary, because of the PB requires the presence of a water level, meanwhile the CI requires the absence of these one.
Distribución espacial de la conductividad hidráulica en un lote de la granja Tunguavita (Paipa, Colombia)  [cached]
Guatibonza Mauricio,álvarez-Herrera Javier Giovanni,Sanabria Julián Enrique
Agronomía Colombiana , 2009,
Abstract: Dada su influencia en la explotación agrícola, la conductividad hidráulica es considerada una de las propiedades hídricas más relevantes en la agricultura. Se encuentra directamente relacionada con las propiedades estructurales y texturales del suelo, las cuales resultan de los procesos de formación y manejo. Por esta razón, la evaluación geoestadística de dichas propiedades es fundamental en el estudio de la conductividad hidráulica. En el presente trabajo, a través del muestreo de 110 puntos en un área de 29 ha en la granja Tunguavita de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, se analizaron la densidad real, la densidad aparente en seco y húmedo, el porcentaje de poros, la aireación, los contenidos de humedad gravimétrico, volumétrico y de saturación, y la relación de vacíos del suelo. Los datos se analizaron mediante una metodología geoestadística para determinar la distribución espacial de las diferentes propiedades medidas y su relación con la conductividad hidráulica. De los resultados se obtuvieron 13 semivariogramas y 10 mapas de distribución espacial de las variables analizadas. La conductividad hidráulica presentó un rango de variación que va de valores bajos a muy bajos, influenciada por condiciones de alta densidad aparente y bajo porcentaje de poros. Las propiedades físicas evaluadas presentaron dependencia espacial fuerte a moderada, y los datos de los semivariogramas oscilaron entre 22,5 y 242 m.
La conductividad hidráulica del suelo estudiada en el Valle del Cauca con el nuevo indicador del USDA  [cached]
Lozano Jaime,Madero Edgar,Tafur Harold,Herrera Oscar
Acta Agronómica , 2005,
Abstract: El estudio se llevó a cabo en cuatro suelos (Typic Pellustert, Cumulic Haplustoll, Petrocalcic Natrustalf y Fluventic Haplustoll) del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Colombia, utilizando una malla flexible anidada de 68 puntos de muestreo en dos profundidades (superficial y zona de menor penetrabilidad). El índice a€ Rosettaa€? de conductividad hidráulica saturada se calculó mediante una función de pedotransferencia que conjuga densidad aparente y textura, y trae la opción de trabajar con la curva característica del suelo. Para validarlo se estudió el grado de correlación lineal, con los siguientes testigos: infiltración básica por anillos infiltrómetros, conductividad hidráulica saturada deducida a partir de la parte final de la curva de lámina acumulada obtenida de la prueba de infiltración, la calculada a partir del flujo saturado en los pozuelos y la determinada por el método del permeámetro de cabeza constante. Con el fin de explicar la variabilidad del índice, se estudió la relación multivariada con otras propiedades físicas. Este índice de conductividad hidráulica no tuvo aplicación en estos suelos dadas sus bajas correlaciones con los testigos. La variabilidad dependió en gran medida de la estructura, la textura, la consistencia y el drenaje. ABSTRACT The hydraulic conductivity of soil studied in the a€ Valle del Caucaa€? with the new indicator of the USDA. A study was carried out in four soils (Typic Pellustert, Cumulic Haplustoll, Petrocalcic Natrustalf y Fluventic Haplustoll) of the International Center for Tropical Agriculture (CIAT), Colombia, using a nested flexible mesh of 68 points of sampling in two depths (superficially and a zone of small penetration). The index a€ Rosettaa€? of hydraulic conductivity was calculated by the pedotransfer function that conjugates bulk density and soil texture, and brings the option to work with the soil curve characteristic. In order to validate it was studied the degree of linear correlation with the following checks: basic infiltration by infiltrometer rings method, saturated hydraulic conductivity deduced from accumulated intake curve obtained of the test of infiltration, the calculated from the saturated flow in the pozuelos and hydraulic conductivity saturated by the method of permeameter of constant head. With the purpose of explaining the variability of the index, was studied the multivariate relation with other physical properties. This index of hydraulic conductivity did not have application in these soils due to low correlations with the checks. The variability depended to
CONDUCTIVIDAD HIDRáULICA EN MONOLITOS DE SUELO DE CHILE CENTRAL Hydraulic Conductivity on Soil Monoliths of Central Chile  [cached]
Manuel Casanova P,Osvaldo Salazar G,Oscar Seguel S,Verónica Noguer A
Revista de la Ciencia del Suelo y Nutrición Vegetal , 2009,
Abstract: Se evaluó, con tensioinfiltrómetro y en condiciones de laboratorio, la conductividad hidráulica de suelos en distintos gradientes de pendiente (0%, 15%, 20% y 25 %) utilizando cuatro monolitos de clases texturales contrastantes (S A, S FA, S Fa y SaF), provenientes de suelos (Fluventic Haploxerolls y Typic Xerochrepts) de la zona central de Chile. Se emplearon 13 potenciales de suministro de agua (Ψs) entre -140 y -20 mm. Obtenida la conductividad hidráulica insaturada (KΨ) para cada Ψs , los valores pareados [ln(KΨ) y Ψs] fueron ajustados a un modelo bilineal, asumiendo que una función exponencial continua de KΨ es aplicable al sistema macroporoso y mesoporoso, con un quiebre a un potencial límite. La conductividad hidráulica saturada (K∫s) se estimó extrapolando al potencial de suministro cero. Así, al realizar un ajuste gravitacional del potencial de suministro, K∫s mostró una marcada tendencia a disminuir en todos los suelos al aumentar el gradiente de pendiente, lo que se atribuye a una refracción del flujo de agua, considerando la mayor resistencia friccional o viscosa que se genera al inclinar el suelo. Four monoliths with contrasting textural classes (Sc, Scl, Ssl and Sls) from soils (Fluventic Haploxerolls and Typic Xerochrepts) of central Chile were used to obtain soil hydraulic conductivity at different slope gradients (0%, 15%, 20% and 25%) with tension infiltrometer, under laboratory conditions. A total of 13 supply pressure heads (Ψs between -140 and -20 mm) were used to obtain the unsaturated hydraulic conductivity (KΨ). Paired data [In(KΨ) y Ψs] were adjusted by two-linear models that assumed a continuous exponential function in a macroporous and mesoporous system, which considered a boundary supply pressure head. Extrapolating to zero supply pressure head, field saturated hydraulic conductivity (K∫s) was estimated. In all soils, when a gravitational adjustment to supply pressure heads was used, K∫s values were strongly negatively correlated to slope gradient. It is attributed to a refraction of water flow, which considered the greater frictional or viscous resistance generated by inclination.
Efecto de las puzolanas naturales en la porosidad y conectividad de poros del hormigón con el tiempo Effect of natural pozzolans on porosity and pore connectivity of concrete with time  [cached]
Mauricio López,José Tomás Castro
Revista ingeniería de construcción , 2010,
Abstract: Los materiales puzolánicos adicionados a las mezclas de hormigón con cemento portland reaccionan con la portlandita formando nuevos silicatos de calcio hidratados los pueden mejorar la durabilidad de estructuras de hormigón. Con el objetivo de mejorar el entendimiento del rol de las puzolanas naturales en el desempe o del hormigón, este estudio caracterizó la porosidad e interconectividad de los poros de hormigones en función del contenido de puzolanas naturales. El programa experimental caracterizó la resistencia y permeabilidad de hormigones con diferentes contenidos de puzolanas y con edades entre 28 y 84 días para así evaluar el efecto de las puzolanas en función del tiempo. Los resultados muestran que la ganancia en impermeabilidad debido al uso de puzolanas naturales es muy superior al efecto observado en resistencia. Por ejemplo, hormigones con 33% de puzolanas en reemplazo del cemento presentaron una resistencia a compresión 27% inferior a la del hormigón sin puzolanas; sin embargo, su impermeabilidad fue aproximadamente 200% superior a las de los hormigones sin puzolanas. Los ensayos de permeabilidad a iones cloruro y absorción capilar, presentaron baja variabilidad y buena correlación con las reacciones puzolánicas. Se concluye que se debe controlar independientemente la permeabilidad y la resistencia del hormigón ya que son afectadas de manera diferente por las reacciones puzolánicas; además, se concluye que para considerar el efecto de las puzolanas se debe ensayar permeabilidad a edades tardías. Pozzolanic materials in portland cement concrete mixtures hydrate forming new calcium silicate hydrates which improve durability of concrete structures. The aim of this research was to enhance the understanding of the role of natural pozzolans in concrete performance. This study characterized porosity and pore connectivity of concrete mixtures as function of the content of natural pozzolans. The experimental program measured compressive strength and permeability of concrete mixtures with different levels of cement replacement by natural pozzolans between 28 and 84 days of age, so the effect of pozzolans could be assessed as a function of time. Results clearly show that the gain in impermeability of concrete due to the use of natural pozzolans is much more pronounced that the effect in compressive strength. For instance, concrete with 33% of cement replaced by natural pozzolans had a compressive strength 27% lower that those with no pozzolans replacement; nevertheless, their impermeability was approximately 200% superior to those with no pozzolans re
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