Estudio experimental del impacto de la energía de caída de gotas de lluvia en el terreno
Títol de la revista
ISSN de la revista
Títol del volum
Correu electrònic de l'autor
UC.CL Tutor / director
Tribunal avaluador
Realitzat a/amb
Tipus de document
Data
Condicions d'accés
item.page.rightslicense
Publicacions relacionades
Datasets relacionats
Projecte CCD
Abstract
El present treball estudia de forma experimental l'efecte de l'energia cinètica generada per la caiguda de gotes de pluja en l'erosió de el terreny. Es vol entendre el mecanisme físic que regeix aquest fenomen mitjançant l'anàlisi de les variables que intervenen en el procés. Per a això, el plantejament experimental té com a objectiu mesurar les variables físiques de la caiguda de gotes d'aigua en un entorn controlat per després relacionar-les mitjançant lleis i eines d'anàlisi dimensional. Aquest treball es va compondre d'una sèrie de fases, que van involucrar: disseny experimental, investigació teòrica, elaboració de models matemàtics de càlcul de variables, realització d'assajos, processament digital dels resultats i anàlisi matemàtica i teòric dels resultats. En els assajos experimentals es van deixar caure gotes de diferents diàmetres sobre mostres de sòl preparades i amb característiques específiques. L'objectiu va ser mesurar les variables d'l'assaig mitjançant fotografies capturades per una càmera d'alta velocitat i registrar amb la major exactitud possible, les condicions necessàries perquè es produeixi erosió. Els resultats dels assajos mostren que els sòls de menor pes específic sec (mes "solts") i amb menor grau de saturació, presenten major erodabilidad, o tendència a erosionar-se. A contra, els sòls més densos i saturats tendeixen a formar una espècie de pel·lícula semi-impermeable en superfície, cosa ocasiona que la gota, a l'impactar terra, canviï la seva trajectòria transformant-se en escorrentia. Finalment i per concloure, es descriu a breus trets la importància de la intensitat de la precipitació en l'erosió, sent una variable fonamental en el mecanisme d'aquest fenomen. Com a demostració, es realitza un assaig en el qual es deixen caure diverses gotes en una mateixa superfície de sòl, la qual cosa origina el despreniment cada vegada més accelerat de les seves partícules.
El presente trabajo estudia de forma experimental el efecto de la energía cinética generada por la caída de gotas de lluvia en la erosión del terreno. Se quiere entender el mecanismo físico que rige este fenómeno mediante el análisis de las variables que intervienen en el proceso. Para ello, el planteamiento experimental tiene como objetivo medir las variables físicas de la caída de gotas de agua en un entorno controlado para luego relacionarlas mediante leyes y herramientas de análisis dimensional. Este trabajo se compuso de una serie de fases, que involucraron: diseño experimental, investigación teórica, elaboración de modelos matemáticos de cálculo de variables, realización de ensayos, procesamiento digital de los resultados y análisis matemático y teórico de los resultados. En los ensayos experimentales se dejaron caer gotas de diferentes diámetros sobre muestras de suelo preparadas y con características específicas. El objetivo fue medir las variables del ensayo mediante fotografías capturadas por una cámara de alta velocidad y registrar con la mayor exactitud posible, las condiciones necesarias para que se produzca erosión. Los resultados de los ensayos muestran que los suelos de menor peso específico seco (mas “sueltos”) y con menor grado de saturación, presentan mayor erodabilidad, o tendencia a erosionarse. Al contrario, los suelos más densos y saturados tienden a formar una especie de película semi-impermeable en superficie, que ocasiona que la gota, al impactar el suelo, cambie su trayectoria transformándose en escorrentía. Por último y para concluir, se describe a breves rasgos la importancia de la intensidad de la precipitación en la erosión, siendo una variable fundamental en el mecanismo de este fenómeno. Como demostración, se realiza un ensayo en el que se dejan caer varias gotas en una misma superficie de suelo, lo que origina el desprendimiento cada vez más acelerado de sus partículas.
This work experimentally studies the effect of kinetic energy generated by falling raindrops on soil erosion. We want to understand the physical mechanism that governs this phenomenon by analyzing the variables involved in the process. To do this, the experimental approach aims to measure the physical variables of the falling drops of water in a controlled environment and then relate them through laws and dimensional analysis tools. This work consisted of a series of phases, which involved: experimental design, theoretical research, development of mathematical models for the calculation of variables, the performance of tests, digital processing of the results, and mathematical and theoretical analysis of the results. In the experimental tests, drops of different diameters were dropped on prepared soil samples with specific characteristics. The objective was to measure the test variables through photographs captured by a high-speed camera and to record as accurately as possible the conditions necessary for erosion to occur. The results of the tests show that soils with a lower dry specific weight (more “loose”) and with a lower degree of saturation, have greater erodibility, or a tendency to erode. On the contrary, the most dense and saturated soils tend to form a kind of semi-impermeable film on the surface, which causes the drop, upon impacting the soil, to change its trajectory, transforming itself into runoff. Finally and to conclude, the importance of the intensity of precipitation in erosion is briefly described, being a fundamental variable in the mechanism of this phenomenon. As a demonstration, a test is carried out in which several drops are dropped on the same ground surface, which causes the increasingly accelerated detachment of their particles

