Consideraciones sobre la aplicación del efluente en la tierra

Transcripción

1 Consideraciones sobre la aplicación del efluente en la tierra Aspectos del suelo Mario Pérez Bidegain Profesor Agregado Departamento de Suelos y Aguas

2 Objetivos presentar los conceptos relacionados al suelo y su manejo necesarios para una correcta toma de decisiones en el manejo de efluentes a nivel predial; presentar las fuentes de información disponibles, alcance y limitantes de las mismas; presentar las herramientas disponibles. 2

3 Marco Conceptual Aspectos del Suelo Aspectos del Uso y Manejo del Suelo Algunas herramientas 3

4 Evapotranspiración CICLO HIDROLÓGICO Suelo 1 Escurrimiento Drenaje Napa freática Suelo 2 Arroyo, cañada Suelo 3 Roca 4

5 Aspectos del Suelo Sistema en el cual las tres fases de la materia están representadas por Matriz del suelo (fase sólida) Solución del suelo (fase líquida) Atmósfera del suelo ( fase gaseosa) 5

6 Composición del suelo En volumen Espacio poroso % aire % agua Fase sólida 45 % minerales 5 % materia orgánica 6

7 Relaciones masa-volúmen Densidad de los sólidos o densidad real s s s M V s M V s s densidad de los sólidos masa de los sólidos volúmen de los sólidos 7

8 Relaciones masa-volúmen Densidad aparente s a a M V s M V t s densidad aparente masa de los sólidos volúmen total ( agua, aire y sólidos) 8

9 Relaciones masa-volúmen Agua gravimétrica M w w M s w agua gravimétrica M masa de sólidos s M masa de agua w 9

10 Relaciones masa-volúmen Agua volumétrica V V w t contenido volumétrico de agua V V w t volúmen de agua en el suelo volúmen total del suelo en el suelo 10

11 Relaciones masa-volúmen Porosidad total PT PT V a V w Vt o o f f Va Vw V t porosidad del volúmen de aire volúmen de agua volúmen totaldel suelo suelo 11

12 Relaciones masa-volúmen Otras relaciones útiles PT PT b o o ( ) porosidad total b 1 densidad de sólidos del suelo s f f s s densidad aparentedel suelo b s 12

13 Obtención de muestras imperturbadas

14 Factores del suelo Textura Estructura Capacidad de retener agua Conductividad hidráulica Diferenciación textural Posición en el paisaje 14

15 Textura Proporción en peso de las fracciones: Arena Arcilla Limo 15

16 El material mineral del suelo tiene una composición variable, que depende del material geológico que le dio origen (Material Madre). El tamaño de las partículas minerales puede entrar dentro de 3 grandes categorías: Arena (2-0,02 mm), Limo (0,02-0,002mm) y Arcilla (<0,002mm). La fracción Arena está conformada por minerales primarios, que formaban parte de las rocas originales (cuarzo, feldespatos, micas, anfíboles, piroxenos, etc.) y que no han llegado a ser alterados en contacto con las condiciones ambientales de la superficie terrestre. 16

17 La fracción Arcilla, está constituida principalmente por minerales secundarios, producto de la alteración en superficie de los minerales 1arios (min. Arcillosos, óxidos e hidróxidos de Fe y Al). La fracción Limo tiene composición intermedia. 17

18 Ejemplo: 30% Ac, 30% Ar y 40% L arcillo arenoso franco arcillo arenoso franco arenoso arenoso arena franco arcilla franco arcilloso fran co arcillo limoso franco arcillo limoso franco limoso limo 18 Porcentaje de arena

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20 Estructura Es el arreglo de las partículas primarias (Arena, Limo y Arcilla) formando agregados, o partículas secundarias, o unidades estructurales (peds). 20

21 21 Fuente:

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23 TIPO DE ESTRUCTURA: Grano simple // Masivo Laminar PEORES PROP. FÍSICAS EN GRAL. (excepto texturas arenosas). Columnar Prismática Bloques angulares Bloques subangulares Granular MEJORES PROP. FÍSICAS EN GRAL.

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25 Otra definición Es el arreglo y rigidez del sistema poroso del suelo 25

26 Agua y suelo en equilibrio Energía Energía potencial Se debe a la posición o condición interna 26

27 Agua y suelo en equilibrio Energía potencial total T T m s p z m s energía potencial total potencial de matriz potencial osmótico presión hidrostática potencial gravitacio nal p z 27

28 Agua y suelo en equilibrio Unidades Símbolo Nombre Dimensiones SI E/masa µ Pot. químico L 2.t -2 J.kg -1 E/vol. ψ Pot de agua, succión, o tensión M.(L.t 2 ) -1 N.m -2 (Pa) E/peso h Presión L m 28

29 Agua y suelo en equilibrio Equivalencia entre las distintas expresiones g w w gh densidad del agua aceleració n gravitacio nal 29

30 Agua y suelo en equilibrio Relación cantidad de agua en el sueloenergía w vs. ψ m Θ vs. ψ m 30

31 Agua y suelo en equilibrio Histéresis 31

32 Capacidad de retener agua (CRA) Capacidad de campo (CC) Punto de marchitez permanente (PMP) CRA = CC - PMP 32

33 Agua y suelo en equilibrio Capacidad de retener agua en forma disponible Textura Agua disponible (%) Franco arenoso 5 Franco 10 Franco limoso Franco arcillo limoso Arcillo limoso Arcilloso

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35 Como estimar la CRA de los suelos? Aspectos metodológicos en la determinación de la capacidad de retener agua de los suelos del Uruguay. Silva et al Bol.Invest.No. 10 Fac de Agronomía 35

36 Como estimar la CRA de los suelos? CC (A)= (AR%)+2.601(MO%)+0.127(AC%) CC (A arenosos)= 8, ,571 (MO%) + 0,296 (L%) PMP (A+B) = (AC%)+1.291(MO%) CC= Capacidad de campo a 10KPa, % en peso PMP= Punto de marchitez permanente a 1500KPa, % en peso 36

37 Conductividad hidráulica (permeabilidad) Es la habilidad del suelo de transmitir agua Unidades: cm.h -1 37

38 Unidad Suelo Horizonte cm/h A Tala- Vertisol 2.82 Rodriguez (1,2) Rúptico Típico 0.14 Ecilda Paullier- Las Brujas (2) Chapicuy (2) Toledo (2) La Carolina (3) Brunosol Subéutrico Típico Argisol Eutrico Melánico Abrúptico Brunosol Subéutrico Típico Argisol Eutrico Melánico Abrúptico Brunosol Eutrico Típico Brunosol Subéutrico Típico Planosol Dístrico Ócrico Típico Argisol Subéutrico Ócrico Abrúptico Vertisol Rúptico Típico B (A 13 ) (1) Ponce de León y Capurro (1980) (2) Terzaghi y Sganga (1998) (3) Ponce de León (1980) 38

39 Diferenciación textural Es la variación del contenido de arcilla en profundidad 39

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41 Posición en el paisaje Génesis Distancia a la napa freática Inundable SI/NO 41

42 El manejo afecta: Estructura Infiltración Compactación Erosión 42

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44 Infiltración Es el ingreso del agua al suelo desde la superfície 44

45 Galerías de lombrices Laboreo convencional 8 años de S.Directa 45

46 Definiciones Infiltración Entrada de agua al suelo desde la superficie 46

47 Propiedades del suelo que afectan infiltración Textura, distribución de tamaño de poros Conductividad hidráulica Estructura Contenido de agua antecedente Características de la superficie Horizontes 47

48 Tasa de infiltración i(t), cm/hr Infiltración Porqué disminuye? En un período corto: El aire escapa facilmente Gradiente hidráulico importante tiempo 48

49 Infiltración No puede exceder la intensidad de lluvia La tasa de infiltración puede estar limitada por la intensidad de lluvia, o por el suelo Cuando t tiende a infinito, la tasa de infiltración (i) tiende a Ksat. 49

50 Infiltración q K campo 50

51 Grupos Hidrológicos Dada la dificultad de evaluar infiltración el SCS (Mockus, 1972) divide los suelos en 4 grupos hidrológicos Factores sobre lo cual se basa la clasificación Infiltración y transmisión de agua bajo suelo saturado (suelo no está congelado) 51

52 Grupos Hidrológicos Factores sobre lo cual se basa la clasificación Suelo desnudo Arcillas expandidas No toma en cuenta la pendiente 52

53 Grupos Hidrológicos Tomado de Duran (1997) 53

54 Grupos Hidrológicos Tomado de Duran (1997) 54

55 Grupos Hidrológicos 55

56 Compactación Es la perdida de espacio poroso del suelo 56

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58 Erosión Desprendimento de las partículas del suelo Transporte de las partículas Depósito de la partículas 58

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60 Razón de enrequecim iento [] P en sedimentos [] P en suelos 60 Sharpley and Kleinman, 2003

61 Aspectos del Uso y Manejo del Suelo 61

62 Momento de la aplicación Conocer el producto a ser aplicado Método de aplicación Criterio de fertilización (análisis de suelo, cultivo) Laboreo Calibración del equipo 62

63 Momento de la aplicación Cultivo (Estado fisiológico, necesidades) Suelo (Contenido de agua) Momento del año 63

64 Conocer el producto a ser aplicado Especie y edad del animal Alimentación Recolección, método de almacenaje y tratamiento 64

65 Método de aplicación Al voleo Inyectado Incorporado 65

66 Método Ventajas Desventajas Inyección Reduce olor Reduce escurrimiento de nutrientes Nutrientes cerca de las raíces Conserva los nutrientes Más potencia y consumo de energía Retraso por condiciones del suelo Distribución homogénea puede ser un problema Incremento del riesgo de erosión 66

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70 Método Ventajas Desventajas Al voleo e incorporado Aplicación rápida Conserva más los nutrientes que la no incorporación Incremento de olores Dos pasadas Incremento del riesgo de volatilización (lapso aplicaciónincorporación) Incremento del riesgo de erosión 70

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72 Métodos Ventajas Desventajas Al voleo sin incorporación Aplicación rápida Reduce disturbio del suelo Altas dosis Incremento de olores Incremento de pérdidas por escurrimiento Riego Agua + nutrientes Incremento de olores Equipos esp. Costos de energía Inc. pérdidas por escurrimiento 72

73 23/04/2016 Gestión de Efluentes de Tambo 73

74 Criterio de fertilización Análisis de suelo Análisis de planta Suelo Cultivo 74

75 Laboreo 75

76 Laboreo 76

77 Laboreo 77

78 Calibración del equipo Evitar sobre o, sub aplicación de nutrientes 78

79 Fuentes de información HERRAMIENTAS DE APOYO PARA ELABORAR EL PLAN DE USO Localización de padrón con plan de uso presentado: Material introductorio a la Carta de Suelos del Uruguay 2014, a escala 1/40.000: URUGUAY-2014-a-escala pdf Consulta CONEAT: Visualizador RENARE:

80 Fuentes de información BIBLIOTECA DIGITAL Visualizador RENARE 80

81 Criterios Limitante del suelo a la aplicación de efluentes de acuerdo a la capacidad de almacenaje de agua del suelo Limitante Capacidad de almacenaje (mm) Leve mayor a 152 Moderada Severa menor a 76 87

82 Criterios Limitante del suelo a la aplicación de efluentes de acuerdo a la profundidad de la roca Limitante Profundidad a la roca (cm) Leve mayor a 100 Moderada Severa menor a 50 88

83 Criterios Limitante del suelo a la aplicación de efluentes de acuerdo a la conductividad hidráulica del horizonte B Limitante Leve Moderada Severa cm.hr -1 Líquido < > 15.3 Sólidos (1) (2) <0.51 > 15.3 (1) Se favorecen las pérdidas por lixiviación. (2) Se favorecen las pérdidas por escurrimiento. 89