- Resumen
- Materiales
y métodos - Resultados
y discusión - Conclusiones
- Reflexiones
finales - Bibliografía
- Anexos
RESUMEN
El agua al
ponerse en contacto con la superficie de un suelo no saturado
penetra en forma vertical, llenando en primera instancia los
poros de mayor tamaño y continuando por los de menor
dimensión. A los fines prácticos del riego podemos
definir a la infiltración como el ingreso vertical de agua
en el perfil del suelo cuando este no ha llegado a condiciones de
saturación. El
conocimiento de las condiciones de infiltración
centra. su importancia en el manejo del agua en la agricultura y
la conservación del recurso suelo.
Debido al gran desarrollo
tecnológico e industrial, se obtienen cada vez mayores
cantidades de productos
manufacturados, lo que trae en consecuencia una mayor producción de desechos industriales,.El
suelo tiene cierta capacidad de absorber, retener y reciclar
sustancias de origen orgánico e inorgánico,
realizando una verdadera depuración del ambiente. No
obstante esto, muchas veces esta capacidad es superada, y el
proceso de
contaminación de suelos, napas o
el aire, es
inevitable
La aplicación de efluentes industriales para el
riego de suelos agrícolas es una práctica habitual
en diversos países, tanto por razones prácticas
como económicas, ya que tiene como meta promover la
agricultura sostenible, preservar las fuentes de
agua y mantener la calidad
ambiental.
Bajo estas perspectivas se buscó analizar el
efecto del riego con efluentes sobre la infiltración
acumulada e instantánea con respecto al agua, en dos
perfiles de suelo diferentes, con la hipótesis que la tasa de
infiltración no es modificada por el riego con el efluente
industrial. Para la caracterización
físico hídrica de los suelos se realizaron
determinaciones a campo y muestreos en suelos para análisis y determinaciones de laboratorio.
Los resultados obtenidos muestran que la diferencia
entre curvas de infiltración acumulada e
instantánea de ambos tratamientos para cada suelo es
mínima, observándose valores
levemente inferiores para el ensayo
realizado con el efluente. Esto podría
atribuirse a que dicho efluente posee una densidad estimada
mayor que el agua, por
el contenido de sales en solución (sodio y potasio) , de
materia
orgánica y sólidos en suspensión.
Se concluye que el efluente no modifica sensiblemente la
tasa de infiltración del suelo, respecto al agua. No
obstante se recomienda el seguimiento permanente de las
propiedades físicas y químicas del suelo a regar,
para actuar con rapidez en caso de que efectos acumulativos
generen condiciones indeseables para el suelo.
Palabras Clave: Infiltración acumulada,
Infiltración instantánea, Efluente industrial,
Riego.
COMPARATIVE STUDY OF INDUSTRIAL
EFFLUENT INFILTRATION RELATED TO WATER INFILTRATION WITH THE
PURPOSE OF ITS USE FOR WATERING
– SUMMARY
When contacting, the water penetrates into the surface
of a non saturated soil in a vertical way. Filling in the first
instance the bigger size pores and continuing with those of
smaller dimension. To the practical ends of watering we can
define infiltration as the vertical entrance of water on the
soils profile when has not arrived to saturation conditions yet.
The knowledge of infiltration conditions focuses its importance
on the use of water in agriculture and the resource soil
conservation. Due to the great technological and industrial
development, there are obtained more and more quantities of
manufactured products, which inevitably lead to a bigger
production of industrial waste. The soil has certain capacity to
absorb and to retain and recycle substances of organic and
inorganic origin, carrying out a true purification of the
atmosphere. Nevertheless, many times this capacity is exceeded
and the process of contamination of soil, sources of water or air
are inevitable. The application of industrial effluents for the
watering of agricultural soils is an usual practice in diverse
countries, as much for practical reasons as economics. Its
purpose is to promote the sustainable agriculture, to preserve
the sources of water and to preserve the environmental
quality.
From these perspectives, the result of the watering with
effluents on the accumulated infiltration and the instantaneous
related to water in two different soil profiles, was analyzed.
For the hydric physical characterization of the soils, there were
carried out field determinations and soils sampling for analysis
and laboratory determinations.
The obtained results show that the difference between
the curves of accumulated infiltration and instantaneous of both
treatments for each soil it is minimum. noticing slightly
inferior values for the rehearsal carried out with the effluent.
This could be because the effluent possesses a bigger estimated
density than water, because of the contents of salts in solution
(sodium and potassium), of organic material and solids in
suspension.
It can be concluded that the effluent doesn't modify the
rate of infiltration of the soil sensitively related to water.
Nevertheless is recommended the permanent following of the
physical and chemical properties of the soil to irrigate, to act
quickly in case that accumulative effects generate undesirable
conditions for it.
Keywords: Accumulated infiltration, instantaneous
Infiltration, Industrial Effluent, Watering.
1.-
INTRODUCCIÓN
1.1.- PRESENTACIÓN Y
ANTECEDENTES
El agua del suelo influye en su génesis y
evolución. Propiedades y procesos como
consistencia, regulación de la temperatura,
movilización y absorción de nutrientes por las
plantas, procesos
de oxido reducción y problemas de
erosión
están bajo su influencia, como así también
se encuentra en la estructura de
los cristales del suelo, estando tan fuertemente ligada que se
requieren altas temperaturas para eliminarla. (Conti et al,
2000)
La cantidad y estado
energético del agua en el suelo influye en las propiedades
físicas del suelo mas que ningún otro factor, de
ahí que las relaciones entre el agua y el suelo ocupen
considerable extensión en todo el estudio de física de suelos
(Conti et al, 2000).
En el ciclo hidrológico las principales entradas
de agua se deben a precipitaciones, ocasionalmente riegos y a
nevadas o rocíos,
El suelo juega un rol fundamental en los mecanismos
tanto de entrada como en los de salida del agua, siendo de
particular interés en
la agricultura la infiltración, la evaporación y la
transpiración.
Es a través de la primera propiedad,
específicamente la entrada de agua en el perfil a
través de la superficie del suelo hacia el interior del
mismo y es diferente de la percolación que radica en el
movimiento del
agua a través del perfil del suelo (Schwab et al.,
1990).
El movimiento cíclico del agua en el suelo
comienza con su entrada en el perfil a través del proceso
de infiltración, continua con su almacenamiento
temporario en la zona explorada por las raíces y termina
por su salida del suelo mediante el drenaje, la
evaporación y la absorción de las
plantas.
La capacidad de infiltración conocida como
infiltrabilidad del suelo, es el flujo que el perfil del suelo
puede absorber a través de su superficie cuando es
mantenido en contacto con el agua a la presión
atmosférica. (Gurovich , 1985)
Mientras la velocidad de
aporte de agua a la superficie del suelo sea menor que la
infiltrabilidad, el agua ingresa tan rápidamente como es
aportada y la velocidad de aporte determina el proceso de
infiltración, el cual es controlado por el flujo. Sin
embargo, una vez que la velocidad de aporte excede la
infiltrabilidad del suelo, es esta última la que determina
la velocidad de infiltración, de este modo todos los
procesos son controlados por las características del
perfil (Gurovich, op cit.).
Muchos investigadores han tratado de modelizar el
fenómeno de infiltración, a través de
formulaciones matemáticas usando algunos supuestos y
simplificaciones entre los que se puede mencionar a Horton
1933-1939, Green y Ampt 1911, Kostiakov 1932, citados por
Baver et al. 1973. Entre las fórmulas propuestas
por estos investigadores, se destaca la ecuación de
Kostiakov:
L = k * T n
donde:
L: es la lámina infiltrada.
T: es el tiempo.
k: es un parámetro que depende de la estructura y
la condición del suelo en el momento en que se aplica el
agua (Gavande et al. 1972).
n: es un parámetro que depende de los cambios de
estructura del suelo, resultantes de la mojadura (Gavande et
al. 1972).
Esta fórmula no tiene un fundamento
físico, ni es dimensionalmente homogénea, pero se
ajusta muy bien al fenómeno de infiltración, dentro
de los límites
agronómicos (Fernández et al.
1971).
La velocidad de infiltración depende de muchos
factores, como ser el espesor de agua empleado para el riego o
lluvia, la temperatura del agua y el suelo, la estructura y la
compactación, textura, estratificación, contenido
de humedad, agregación, materia orgánica y
actividades microbianas (Gavande et al. 1972),
La importancia de la materia orgánica en el suelo
está entre otras dada por su influencia en la
formación de una estructura estable de agregados en el
suelo por medio de la estrecha asociación que tiene con
las arcillas, esta asociación incrementa la tasa de
infiltración y la capacidad de retención de agua
(Ortiz y Ortiz, 1990).
La conductividad hidráulica no solo depende del
volumen de
poros sino además de la continuidad de conducción
(Horn et al. 1994) lo que implica relaciones texturales,
estructurales y biológicas; por otra parte la estabilidad
de la estructura del suelo está sujeta a cambios por
efecto de la alternancia de procesos de la
humectación-desecación (Silenzi et al.,
1987) siendo la capa superficial más
afectada.
Otro aspecto es la cobertura vegetal, y al respecto,
Freebairn y Gupta en 1990 establecieron que tiene una gran
incidencia en las tasas de infiltración observadas en
comparación a distintas formas de laboreo en los
tratamientos sin cubierta.
Los distintos manejos que se le imponen al suelo
modifican a estos factores y por ende las labranzas modifican la
velocidad de entrada de agua al perfil de suelo. Cuando las
labranzas modifican la distribución del tamaño de los
poros, en la capa arable, se produce un incremento en la
capacidad del suelo para retener agua a bajas succiones, lo que
hace que incremente la infiltración, por debajo de la capa
arable la capacidad de retención de agua es menor por lo
que hace disminuir la infiltración, esto es debido a los
cambios en la geometría del espacio poroso
(compactación, piso de arado) inducidos por las labranzas
(Pla Sentis, 1994).
Al respecto Ankeny et al., 1995 encontraron una
disminución de la infiltración en el transcurso del
tiempo y atribuyen gran incidencia al efecto del transito de
maquinarias, como así también Gavande et al
1972 menciona que la tasa o velocidad con que el agua entra
en el suelo es una característica de cada suelo que puede
ser alterada por el uso. Sobre este mismo tema Venialgo et al,
2001 manifiesta que los suelos que se incorporan para uso en
agricultura, sufren profundas modificaciones en las propiedades
físicas, que son las que tienen mayor influencia sobre la
infiltración.
En conclusión, muchos factores del suelo afectan
el control de la
infiltración, así como también gobiernan el
movimiento del agua dentro del mismo y su distribución
durante y después de la infiltración. (Vélez
et al, 2002). Tampoco no hay que olvidarse que la
infiltración del agua posee un rol fundamental en los
procesos de escorrentía como respuesta a una
precipitación dada en una cuenca, dependiendo de su
magnitud; lluvias de iguales intensidades pueden producir
caudales diferentes, esto es de gran importancia práctica
dado que su velocidad determina generalmente la cantidad de agua
de escurrimiento superficial y con ello el peligro de
erosión hídrica.(Ruiz et al,
2004)
Algunas técnicas
de campo, tales como el infiltrómetro de discos (Gil 2002,
Reynolds et al., 2000, Zhang 1997, Zhang et al.,
1999, Clothier y White 1981) y el anillo simple de
carga instantánea (Bagarello et al., 2004,
Sorrantonio et al., 1996) son usados para caracterizar la
conductividad hidráulica saturada.
El infiltrómetro de discos está
diseñado para medir las propiedades hidráulicas del
suelo en condiciones de campo de suelos saturados o cercanos a la
saturación. Presenta la ventaja de poder hacer
mediciones rápidas, directamente de una superficie
reducida del suelo con un mínimo o nulo disturbio. Su alto
grado de sensibilidad a los cambios estructurales le confiere
versatilidad para ser utilizado en una amplia gama de condiciones
de suelo.
Estas características, además de su
facilidad de operación, diseño
simple y materiales de
alto impacto, lo hacen muy útil en trabajos de investigación como para la
elaboración de diagnósticos y recomendaciones en
lotes de productores.
La aplicación a campo de la técnica del
anillo simple de carga instantánea requiere solamente un
pequeño anillo y pequeño volumen de agua y un
cronómetro para establecer el tiempo en que infiltra el
agua (Bagarello et al. 2004).
El conocimiento
de las condiciones de infiltración centra. su importancia
en el manejo del agua en la agricultura y la conservación
del recurso suelo. Por otra parte la velocidad de
infiltración determina la cantidad de agua de
escurrimiento superficial y con ello el peligro de erosión
hídrica. En casi todos los métodos de
riego la velocidad de entrada de agua al suelo determina los
tiempos de riego, los caudales a aplicar y los diseños de
los sistemas en
cuanto al tamaño de las unidades superficiales y los
caudales a utilizar.
Además, debido al gran desarrollo
tecnológico e industrial, se obtienen cada vez mayores
cantidades de productos manufacturados, lo que trae en
consecuencia una mayor producción de desechos
industriales. Este problema, los nuevos protocolos de
buenas practicas de manufactura
para poder ingresar a otros mercados, y el
mayor control que ejerce el Estado,
exigen que se pongan en practica medidas y procesos que conlleven
a reducir el impacto ambiental, tratando así de lograr un
equilibrio
entre el progreso y la naturaleza.
Algunos años atrás fue señalada la
necesidad de la investigación básica y aplicada en
mejor uso de residuos orgánicos en utilización
agronómica (método de
aplicación, tiempo y tasa de aplicación, estudio
sobre los nutrientes, etc.), En vistas de la agricultura
sustentable (Parr, et al. , 1986). En Argentina solo
algunas experiencias de aplicación sobre suelo de residuos
orgánicos (producción de vinos) están bien
controladas y documentadas (Bertranou et al. 1985). Por lo
tanto es sumamente atractivo el desarrollo de estudios en campo
para definir las variables
técnicas que afectan este tratamiento y método de
disposición en las condiciones locales.
Según López Mosquera. et al. 2000,
"el reciclaje de
lodos de distintos orígenes como fertilizante en terrenos
agrícolas, forestales o espacios degradados, es la
vía de eliminación más aceptada hoy en
día, ya que ofrece la posibilidad de que estos residuos se
conviertan en recursos. Sin
embargo, su empleo
conlleva ciertos riesgos que es
necesario evaluar. Dentro de este tipo de residuos suelen
incluirse los lodos procedentes de industrias
lácteas,
Estas factorías generan aguas residuales
compuestas por restos de leche, agua y
productos de limpieza de las instalaciones, que han sido y son
ampliamente utilizadas directamente para el riego y
fertilización de terrenos agrícolas, los cuales
actúan como sistema
depurador. Sobre el empleo de este tipo de lodos en terrenos
agrícolas, un aspecto negativo que suele señalarse
es su posible efecto salino, dada su riqueza en sodio y elevada
conductividad eléctrica; Es necesario considerar este
aspecto, ya que la aplicación de lodos con elevados
contenidos en sales solubles podría causar deterioro en la
estructura del suelo, así como disminución de la
capacidad de germinación de las semillas y crecimiento de
las plantas".
El suelo tiene cierta capacidad de absorber, retener y
reciclar sustancias de origen orgánico e
inorgánico, realizando una verdadera depuración del
ambiente. No obstante esto, muchas veces esta capacidad es
superada, y el proceso de contaminación de suelos, napas o
el aire, es inevitable (Irurtia et al,2000).
La aplicación de efluentes industriales para el
riego de suelos agrícolas es una práctica habitual
en diversos países, tanto por razones prácticas
como económicas, ya que tiene como meta promover la
agricultura sostenible, preservar las fuentes de agua y mantener
la calidad ambiental (Tselesentis et al, 1996).
Bajo estas perspectivas y continuando con el trabajo del
Instituto de Suelos del INTA Castelar y en colaboración
con el proyecto del Ing.
Irurtia se busco analizar el efecto del riego con
efluentes.
1.2.- OBJETIVO
1) Evaluar la infiltración del efluente
industrial con respecto a la infiltración de agua 2)
Conocer el efecto de dicho efluente sobre la tasa de
infiltración del suelo estudiado.
3) Analizar el efecto del riego con efluentes en el
suelo.
1.3.- HIPÓTESIS
La tasa de infiltración no es modificada por el
riego con el efluente industrial
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