ES2382973A1 - Infiltrometer of disc and method of measurement of the infiltration rate in a soil using such infiltrometer (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION
La presente invención se puede incluir dentro del campo técnico de la caracterización de suelos a partir de la medida de sus características hidráulicas, como son la sorptividad y la conductividad hidráulica. The present invention can be included within the technical field of soil characterization from the measurement of its hydraulic characteristics, such as sorptivity and hydraulic conductivity.
En concreto, el objeto de la invención se refiere a un infiltrómetro de disco de gran autonomía capaz de medir directamente los valores de tasa de infiltración, pudiéndose adaptar para realizar varias medidas simultáneas en puntos diferentes y alternativamente para realizar medidas de larga duración en un punto y cuya medida es independiente de la posición relativa entre el depósito y el tubo de mariotte del infiltrómetro. Un segundo objeto de la invención trata de un procedimiento de medida de la tasa de infiltración en un suelo empleando el infiltrómetro anteriormente mencionado. Specifically, the object of the invention relates to a highly autonomous disk infiltrometer capable of directly measuring infiltration rate values, being able to adapt to perform several simultaneous measurements at different points and alternatively to perform long-term measurements at one point. and whose measurement is independent of the relative position between the reservoir and the mariotte tube of the infiltrometer. A second object of the invention concerns a method of measuring the infiltration rate in a soil using the aforementioned infiltrometer.
El infiltrómetro de disco es una técnica que, debido a su gran manejabilidad y rapidez en las medidas in situ de infiltración, está ampliamente utilizada para medir, en condiciones próximas a saturación, la conductividad hidráulica (K), la sorptividad (S) o el número y tamaño de macro y mesoporos conductores de agua en el suelo. The disk infiltrometer is a technique that, due to its great maneuverability and speed in in situ measurements of infiltration, is widely used to measure, in conditions close to saturation, hydraulic conductivity (K), sorptivity (S) or number and size of macro and mesoporos conductors of water in the ground.
Este instrumento, generalmente fabricado en metacrilato, consta de una base o disco sobre la que se encuentran insertados un depósito de agua y una torre de burbujeo. Los depósitos de agua utilizados en los infiltrómetros suelen ser tubos cilíndricos de diámetro reducido (p. ej. 5 cm. de diámetro interno, (di) que permiten efectuar medidas bastante precisas de caídas de nivel de agua. La medida de infiltración acumulada de agua en el suelo, a partir de la cual se calculan las propiedades hidráulicas, se realiza generalmente de forma manual anotando, a intervalos constantes de tiempo, el descenso de nivel de agua en el depósito del infiltrómetro. Este sencillo método de medida, que exige una atención continua sobre el infiltrómetro, puede ser fácilmente automatizado utilizando un transductor de presión insertado en la base del depósito del infiltrómetro y conectado a un datalogger o utilizando la técnica de TDR mediante la inserción de una sonda de tres electrodos en el depósito del infiltrómetro. This instrument, usually made of methacrylate, consists of a base or disk on which a water tank and a bubbling tower are inserted. The water reservoirs used in the infiltrometers are usually cylindrical tubes of reduced diameter (eg 5 cm. Of internal diameter, (di) that allow for fairly precise measurements of water level drops. The measure of cumulative water infiltration on the ground, from which the hydraulic properties are calculated, it is generally done manually by noting, at constant intervals of time, the decrease of the water level in the infiltrometer reservoir.This simple measurement method, which requires a Continuous attention on the infiltrometer can be easily automated using a pressure transducer inserted into the base of the infiltrometer reservoir and connected to a datalogger or using the TDR technique by inserting a three electrode probe into the infiltrometer reservoir.
Este tipo de diseño obliga, sin embargo, a que en mediciones de larga duración (p. ej. infiltraciones a varias tensiones en un mismo punto) se deban interrumpir las medidas para efectuar el rellenado del depósito, tarea que, aparte de tediosa, puede causar errores en las medidas de infiltración debido al propio manejo del infiltrómetro. Por otro lado, estos diseños solo permiten utilizar un único depósito de agua por disco. This type of design obliges, however, that in long-term measurements (eg infiltrations at several tensions at the same point) the measures to fill the tank must be interrupted, a task that, apart from tedious, can cause errors in infiltration measures due to the infiltrometer's own handling. On the other hand, these designs only allow the use of a single water tank per disk.
El diseño clásico de infiltrómetro, cuyo depósito de agua reposa sobre el disco ha evolucionado hacia nuevos prototipos en los que el depósito se ha independizado de la base. Estos nuevos diseños permiten reducir el peso sobre la superficie de muestreo y eliminar de este modo posibles errores relacionados con el colapso de la estructura suelo en condiciones próximas a saturación, especialmente en suelo recién labrado. The classic infiltrometer design, whose water tank rests on the disk has evolved into new prototypes in which the tank has become independent from the base. These new designs allow to reduce the weight on the sampling surface and thus eliminate possible errors related to the collapse of the soil structure in conditions close to saturation, especially in freshly carved soil.
Los inconvenientes de este tipo de infiltrómetros de disco conocidos hasta la fecha se describen a continuación: The drawbacks of this type of disk infiltrometers known to date are described below:
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- No permiten monitorizaciones simultáneas de varios puntos de infiltración utilizando un solo depósito de agua. They do not allow simultaneous monitoring of several infiltration points using a single water tank.
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- Obligan a interrumpir el procedimiento de medida para rellenar el depósito de agua cuando se realizan medidas de infiltración de larga duración. They force interruption of the measurement procedure to refill the water tank when long-term infiltration measures are carried out.
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- Realizan medidas directas de infiltración acumulada y no de tasas de infiltración. They perform direct measures of cumulative infiltration and not infiltration rates.
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- No permiten estimar la tasa de infiltración instantánea de agua en el suelo. They do not allow to estimate the rate of instantaneous infiltration of water in the soil.
Constituye un objeto de la presente invención proporcionar un infiltrómetro de disco que resuelve los inconvenientes anteriormente mencionados. It is an object of the present invention to provide a disk infiltrometer that solves the aforementioned drawbacks.
Constituye un segundo objeto de la presente invención un procedimiento de medida de la tasa de infiltración en suelos empleando el infiltrómetro anteriormente mencionado. A second object of the present invention is a method of measuring the infiltration rate in soils using the aforementioned infiltrometer.
El infiltrómetro de disco de la invención comprende una base, un depósito de agua, un tubo de mariotte y una torre de burbujeo. Los elementos mencionados no necesitan estar unidos en un mismo bloque compacto sino que pueden estar convenientemente separados y conectados entre sí de manera adecuada. The disk infiltrometer of the invention comprises a base, a water reservoir, a mariot tube and a bubbling tower. The mentioned elements do not need to be joined in the same compact block but can be conveniently separated and connected to each other in an appropriate manner.
La base dispone de una cara de apoyo sustancialmente plana adaptada para apoyarse en un suelo cuyas características hidráulicas se desean determinar. La torre de burbujeo está conectada a la parte inferior del tubo de mariotte, en la base del disco, por medio de un primer tubo de burbujeo, mientras que dicha torre de burbujeo está abierta a la atmósfera a través de un segundo tubo de burbujeo cuya posición es regulable. La torre de burbujeo proporciona, mediante la correspondiente regulación de la posición del segundo tubo de burbujeo, la succión necesaria para permitir que el agua del tubo de mariotte se filtre hacia el suelo a tensión negativa. La base incorpora insertado el tubo de mariotte cuya cara inferior está abierta a la atmósfera a través de la cara de apoyo de la base. Esta disposición permite que, una vez el tubo de mariotte se encuentra parcialmente lleno de agua (según se explicará más adelante), dicha agua se filtra en el interior de una zona sustancialmente plana de suelo sobre la que se encuentra apoyada la cara de apoyo de la base. The base has a substantially flat support face adapted to rest on a floor whose hydraulic characteristics are to be determined. The bubble tower is connected to the lower part of the mariot tube, at the base of the disk, by means of a first bubble tube, while said bubble tower is open to the atmosphere through a second bubble tube whose Position is adjustable. The bubble tower provides, by corresponding regulation of the position of the second bubble tube, the suction necessary to allow water from the mariotte tube to seep into the ground at negative voltage. The base incorporates the mariotte tube inserted whose lower face is open to the atmosphere through the support face of the base. This arrangement allows, once the mariot tube is partially filled with water (as will be explained later), said water is filtered inside a substantially flat area of soil on which the support face of base.
El tubo de mariotte está adaptado para permitir la lectura de la altura de columna de agua que presenta o, equivalentemente, la presión asociada a dicha altura, bien por medio de una escala graduada, o bien, alternativa o adicionalmente, por medio de un sensor de presión incorporado en el tubo de mariotte que determina la presión de agua en el interior del tubo de mariotte y que está adaptado para calcular la altura de columna de agua equivalente a dicha presión. The mariot tube is adapted to allow the reading of the water column height that it presents or, equivalently, the pressure associated with said height, either by means of a graduated scale, or, alternatively or additionally, by means of a sensor of pressure incorporated in the mariotte tube that determines the water pressure inside the mariotte tube and which is adapted to calculate the water column height equivalent to said pressure.
El depósito de agua contiene el agua que se emplea para la caracterización hidráulica del suelo. Dicho depósito de agua se encuentra doblemente conectado con el tubo de mariotte: The water tank contains the water that is used for the hydraulic characterization of the soil. Said water tank is doubly connected to the mariot tube:
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- un primer tubo de conexión, dispuesto a una primera altura, comunica la parte inferior del depósito de agua con el tubo de mariotte. Por el interior del primer tubo de conexión circula agua desde el depósito de agua hasta el tubo de mariotte. a first connection tube, arranged at a first height, communicates the bottom of the water tank with the mariotte tube. Water flows from inside the first connection tube from the water tank to the mariot tube.
- --
- la parte superior del tubo de mariotte está cerrada a la atmósfera por medio de unos medios de cierre, a través de los cuales se encuentra insertado un segundo tubo de conexión, cuyo primer extremo se encuentra dentro del tubo de mariotte. El segundo extremo libre del segundo tubo de conexión se encuentra conectado al depósito a una segunda altura, superior a la primera altura. Por el interior del segundo tubo de conexión circula aire desde el tubo de mariotte hacia el depósito de agua. the upper part of the mariot tube is closed to the atmosphere by means of closing means, through which a second connecting tube is inserted, the first end of which is inside the mariot tube. The second free end of the second connecting tube is connected to the tank at a second height, greater than the first height. Inside the second connection tube, air circulates from the mariot tube to the water tank.
De manera preferente, el primer tubo y el segundo tubo son de silicona. Preferably, the first tube and the second tube are silicone.
Una válvula permite regular la circulación de agua entre el depósito de agua y el tubo de mariotte. A valve allows to regulate the circulation of water between the water tank and the mariot tube.
El procedimiento de determinación de la tasa de infiltración de la invención empleando el infiltrómetro descrito comienza con la determinación de la altura HT0 de columna de agua dentro del tubo de mariotte en ausencia de filtración de agua hacia el suelo. Para ello, con la válvula cerrada para evitar la circulación de agua entre el depósito de agua y el tubo de mariotte, se dispone la base sobre el suelo, interponiendo entre la base y el suelo unos medios impermeables que evitan la filtración de agua desde el tubo de mariotte hacia el suelo. A continuación, se abre la válvula, con lo que el tubo de mariotte se llena parcialmente de agua hasta que se produce un equilibrio de presiones entre el tubo de mariotte y el depósito de agua. Cuando se produce dicho equilibrio de presiones, la altura HT0 equivalente de columna de agua dentro del tubo de mariotte es determinada por el sensor de presión o por registro visual en la escala graduada. The procedure for determining the infiltration rate of the invention using the described infiltrometer begins with the determination of the height of water column HT0 inside the mariot tube in the absence of water filtration into the soil. To do this, with the valve closed to prevent the circulation of water between the water tank and the mariot tube, the base is placed on the ground, interposing between the base and the ground some impermeable means that prevent water seepage from the mariotte tube towards the ground. The valve is then opened, whereby the mariot tube is partially filled with water until a pressure equilibrium occurs between the mariot tube and the water tank. When said pressure equilibrium occurs, the equivalent HT0 height of the water column within the mariot tube is determined by the pressure sensor or by visual registration on the graduated scale.
A continuación, se procede a retirar los medios impermeables, y se coloca la base del infiltrometro nuevamente sobre el suelo con lo cual se permite la filtración del agua desde el tubo de mariotte hacia el suelo. Como consecuencia de la pérdida de carga debido al flujo de agua desde el tubo de mariotte hacia el suelo, se produce un descenso del nivel de agua dentro del tubo de mariotte. El sensor de presión (o, alternativamente, un registro visual en la escala graduada) determinan continuadamente dicha presión o altura de agua y permiten, en su caso, calcular el valor de la altura HT de columna de agua equivalente, para cada instante de medida. Then, the impermeable media is removed, and the infiltrometer base is placed again on the ground, which allows water filtration from the mariot tube to the ground. As a result of the loss of load due to the flow of water from the mariotte tube to the ground, a decrease in the level of water within the mariotte tube occurs. The pressure sensor (or, alternatively, a visual register on the graduated scale) continuously determines said water pressure or height and allows, where appropriate, to calculate the value of the HT height of the equivalent water column, for each instant of measurement .
A partir de los valores de HT0 y HT calcula la diferencia LHT = HT0 - HT. La tasa de infiltración Q [m3 s-1] desconocida viene determinada por la siguiente expresión: From the values of HT0 and HT calculate the difference LHT = HT0 - HT. The unknown infiltration rate Q [m3 s-1] is determined by the following expression:
Q = (Q1 + Q2) / Q3, donde Q = (Q1 + Q2) / Q3, where
Q1 = (128 y L) / (� g D4) Q1 = (128 and L) / (� g D4)
Q2 = [(Q1)2 + 2 * Q3 LHT]1/2 Q2 = [(Q1) 2 + 2 * Q3 LHT] 1/2
donde D y L [m] son el diámetro interno y la longitud (respectivamente) del primer tubo, g [m s-2] es la aceleración de la gravedad, y [m2 s-1] es la viscosidad cinemática del agua, LHT [m] es, como se ha indicado antes, la pérdida de carga en el tubo de conexión entre depósito y tubo de mariotte expresadas en alturas de columna de agua equivalentes, y Ki (i =1, 2, ..., n) son las constantes de pérdida de carga singulares asociadas a cada una de las n constricciones existentes en el circuito hidráulico. where D and L [m] are the internal diameter and length (respectively) of the first tube, g [m s-2] is the acceleration of gravity, and [m2 s-1] is the kinematic viscosity of water, LHT [m] is, as indicated above, the loss of load in the connection pipe between tank and mariot tube expressed in equivalent water column heights, and Ki (i = 1, 2, ..., n) These are the singular load loss constants associated with each of the n existing constraints in the hydraulic circuit.
La invención permite implementar unos medios de registro y cálculo que registren HT (a intervalos de tiempo definidos) a partir de las mediciones del sensor de presión y que, posteriormente calculen LHT para cada instante y, consecuentemente, la serie de valores instantáneos de Q, que puede ser, a su vez, almacenada y procesada (monitorización, gráficas, etc) a través de medios de almacenamiento y medios de procesamiento adecuados. The invention allows to implement recording and calculation means that record HT (at defined time intervals) from the measurements of the pressure sensor and that subsequently calculate LHT for each moment and, consequently, the series of instantaneous values of Q, which can be, in turn, stored and processed (monitoring, graphics, etc.) through appropriate storage media and processing means.
A continuación se exponen las ventajas del infiltrómetro y del procedimiento de efectuar la medición de la tasa de infiltración descritos en la presente invención con respecto a los infiltrómetros conocidos y el método de medida empleado anteriormente: The advantages of the infiltrometer and the method of measuring the infiltration rate described in the present invention with respect to the known infiltrometers and the measurement method used above are set forth below:
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- El depósito de agua puede adaptarse para ser conectado a diversos tubos de mariotte, lo que permite la determinación de la tasa de infiltración en distintos puntos simultáneamente empleando un único depósito de agua. The water tank can be adapted to be connected to various mariot tubes, which allows the determination of the infiltration rate at different points simultaneously using a single water tank.
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- El depósito de agua puede ser arbitrariamente grande, lo que permite la ejecución de medidas de larga duración. The water tank can be arbitrarily large, which allows the execution of long-term measures.
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- Proporciona medidas directas e instantáneas de la tasa de infiltración, y no solamente medidas acumuladas. It provides direct and instantaneous measurements of the infiltration rate, and not just accumulated measures.
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- Determina medidas de tasa de infiltración libres del error asociado a la pérdida de carga en el primer tubo. It determines infiltration rate measures free of the error associated with the loss of load in the first tube.
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- El tamaño del depósito y las dimensiones del primer tubo son fácilmente adaptables a la realización de medidas para un amplio rango de tasas de infiltración. The size of the tank and the dimensions of the first tube are easily adaptable to the realization of measurements for a wide range of infiltration rates.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description that is being made and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, according to a preferred example of practical implementation thereof, a set of drawings is attached as an integral part of said description. where, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:
Figura 1.-Muestra una vista del infiltrómetro de disco de acuerdo con la invención. Figure 1.- Shows a view of the disk infiltrometer according to the invention.
El infiltrómetro de la invención comprende una base (1) cilíndrica de 10 cm. de diámetro que incorpora en su parte inferior una cara de apoyo (2) sustancialmente plana, adaptada para apoyarse en el suelo que se desea caracterizar. La base (1) está conectada a una torre de burbujeo (3) que proporciona el aire necesario para permitir la filtración de agua hacia el suelo. Sobre la base (1) se encuentra insertado un tubo de mariotte (4), de 35 cm. de altura y 2,5 cm. de diámetro interior. El tubo de mariotte (4) está abierto por una base inferior (5), a través de la cara de apoyo (2). El tubo de mariotte (4) incorpora un sensor de presión (11) que determina la presión de agua en el interior del tubo de mariotte (4) y que está adaptado para calcular la altura de columna de agua equivalente a dicha presión. The infiltrometer of the invention comprises a 10 cm cylindrical base (1). in diameter that incorporates in its lower part a substantially flat support face (2), adapted to rest on the floor to be characterized. The base (1) is connected to a bubbling tower (3) that provides the necessary air to allow water to seep into the ground. On the base (1) a mariot tube (4) of 35 cm is inserted. height and 2.5 cm. Inner diameter The mariot tube (4) is opened by a lower base (5), through the support face (2). The mariot tube (4) incorporates a pressure sensor (11) that determines the water pressure inside the mariot tube (4) and that is adapted to calculate the water column height equivalent to said pressure.
El infiltrómetro incorpora además un depósito (6) de agua que se encuentra doblemente conectado al tubo de mariotte (4): The infiltrometer also incorporates a reservoir (6) of water that is doubly connected to the mariot tube (4):
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- un primer tubo de conexión (9) de silicona, dispuesto a una primera altura, comunica la parte inferior del depósito (6) de agua con el tubo de mariotte (4). Por el interior del primer tubo de conexión (9) circula agua desde el depósito (6) de agua hasta el tubo de mariotte (4), y a first silicone connection tube (9), arranged at a first height, communicates the bottom of the water tank (6) with the mariot tube (4). Water flows from the first connection tube (9) from the water tank (6) to the mariot tube (4), and
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- un segundo tubo de conexión (7) de silicona está adaptado para permitir el paso de aire desde el tubo de mariotte (4) hacia el depósito (6) de agua. El tubo de mariotte (4) presenta un tapón (8) con un agujero, permitiendo el agujero insertar un primer extremo del segundo tubo de conexión (7) en el interior del tubo de mariotte (4). El segundo extremo o extremo libre del segundo tubo de conexión (7) está insertado en el depósito (6) de agua a una segunda altura, superior a la primera altura. A second silicone connection tube (7) is adapted to allow air to pass from the mariot tube (4) to the water tank (6). The mariot tube (4) has a plug (8) with a hole, allowing the hole to insert a first end of the second connecting tube (7) into the mariot tube (4). The second free end or end of the second connection tube (7) is inserted into the water tank (6) at a second height, greater than the first height.
Una válvula (10) permite abrir o cerrar la circulación de agua entre el depósito (6) de agua y el tubo de mariotte (4). A valve (10) allows to open or close the water circulation between the water tank (6) and the mariot tube (4).
El método comprende una primera etapa de determinación de la altura HT0 de columna de agua dentro del tubo de mariotte (4) en ausencia de filtración de agua hacia el suelo. Para ello, con la válvula (10) cerrada para evitar la circulación de agua entre el depósito (6) de agua y el tubo de mariotte (4), se dispone la base (1) sobre el suelo, interponiendo entre la base (1) y el suelo unos medios impermeables, tales como plásticos, que evitan la filtración de agua desde el tubo de mariotte (4) hacia el suelo. A continuación, se abre la válvula (10), con lo que el tubo de mariotte (4) se llena parcialmente de agua hasta que se produce un equilibrio de presiones entre el tubo de mariotte (4) y el depósito The method comprises a first step of determining the height of water column HT0 inside the mariot tube (4) in the absence of water filtration to the ground. To do this, with the valve (10) closed to prevent water circulation between the water tank (6) and the mariot tube (4), the base (1) is placed on the ground, interposing between the base (1 ) and the ground waterproof means, such as plastics, which prevent water seepage from the mariotte tube (4) to the ground. Next, the valve (10) is opened, whereby the mariot tube (4) is partially filled with water until a pressure equilibrium occurs between the mariot tube (4) and the reservoir
(6) de agua. Cuando se produce dicho equilibrio de presiones, la altura HT0 equivalente de columna de agua dentro del tubo de mariotte (4) es determinada por el sensor de presión (11). (6) of water. When said pressure equilibrium occurs, the equivalent HT0 height of the water column inside the mariot tube (4) is determined by the pressure sensor (11).
En una segunda etapa, se procede a retirar los medios impermeables, y se coloca la base del infiltrómetro nuevamente sobre el suelo con lo cual se permite la filtración del agua desde el tubo de mariotte (4) hacia el suelo. Como consecuencia del flujo de agua desde el depósito de agua hacia el suelo a través del tubo de mariotte (4), se produce un descenso del nivel de agua dentro del tubo de mariotte (4). El sensor de presión (11) determina continuadamente dicha presión y calcula el valor de la altura HT de columna de agua equivalente, para cada instante de medida. In a second stage, the impermeable media is removed, and the base of the infiltrometer is placed again on the ground, which allows the filtration of water from the mariotte tube (4) to the ground. As a result of the flow of water from the water tank to the ground through the mariotte tube (4), a decrease in the level of water inside the mariotte tube (4) occurs. The pressure sensor (11) continuously determines said pressure and calculates the value of the HT height of the equivalent water column, for each instant of measurement.
La tasa de infiltración Q [m3 s-1] desconocida viene determinada por la siguiente expresión, a partir de la diferencia LHT = HT0 - HT: The unknown infiltration rate Q [m3 s-1] is determined by the following expression, based on the difference LHT = HT0 - HT:
Q = (Q1 + Q2) / Q3, donde Q = (Q1 + Q2) / Q3, where
Q1 = (128 y L) / ( g D4) Q1 = (128 and L) / (g D4)
Q2 = [(Q1)2 + 2 * Q3 LHT]1/2 Q2 = [(Q1) 2 + 2 * Q3 LHT] 1/2
donde D y L [m] son el diámetro interno y la longitud (respectivamente) del primer tubo, g [m s-2] es la aceleración de la gravedad, y [m2 s-1] es la viscosidad cinemática del agua, LHT [m] es, como se ha indicado antes, la pérdida de carga debido al flujo de agua por el tubo de conexión de depósito y tubo de mariotte expresadas en alturas de columna de agua equivalentes, y Ki (i =1, 2, ..., n) son las constantes de pérdida de carga singulares asociadas a cada una de las n constricciones existentes en el circuito hidráulico. where D and L [m] are the internal diameter and length (respectively) of the first tube, g [m s-2] is the acceleration of gravity, and [m2 s-1] is the kinematic viscosity of water, LHT [m] is, as indicated above, the loss of load due to the flow of water through the reservoir connection tube and mariot tube expressed in equivalent water column heights, and Ki (i = 1, 2,. .., n) are the singular load loss constants associated with each of the n existing constraints in the hydraulic circuit.
La invención permite implementar unos medios de registro y cálculo que registren HT (a intervalos de tiempo definidos) a partir de las mediciones del sensor de presión y que, posteriormente calculen LHT para cada instante y, consecuentemente, la serie de valores instantáneos de Q, que puede ser, a su vez, almacenada y procesada (monitorización, gráficas, etc) a través de medios de almacenamiento y medios de procesamiento adecuados. The invention allows to implement recording and calculation means that record HT (at defined time intervals) from the measurements of the pressure sensor and that subsequently calculate LHT for each moment and, consequently, the series of instantaneous values of Q, which can be, in turn, stored and processed (monitoring, graphics, etc.) through appropriate storage media and processing means.
Claims (9)
- --
- una base (1), que incorpora una cara de apoyo (2) sustancialmente plana adaptada para apoyarse en un suelo cuyas características hidráulicas se desean determinar; a base (1), which incorporates a substantially flat support face (2) adapted to rest on a floor whose hydraulic characteristics are to be determined;
- --
- un depósito (6) de agua que contiene el agua empleada para la caracterización hidráulica del suelo; a water tank (6) containing the water used for the hydraulic characterization of the soil;
- --
- un tubo de mariotte (4), insertado en la base (1), con la base inferior del tubo de mariotte (4) abierta a través de la cara de apoyo (2) de la base (1), permitiéndose el filtrado de agua del depósito (6) de agua hacia el suelo a través de dicha base inferior, a mariotte tube (4), inserted in the base (1), with the lower base of the mariotte tube (4) open through the support face (2) of the base (1), allowing water filtration of the water tank (6) to the ground through said lower base,
- --
- una válvula (10) adaptada para permitir e interrumpir el paso de agua desde el depósito (6) de agua hacia el tubo de mariotte (4), y a valve (10) adapted to allow and interrupt the passage of water from the water tank (6) to the mariot tube (4), and
- --
- una torre de burbujeo (3), conectada a la parte inferior del tubo de mariotte (4), adaptada para aportar la succión de aire necesaria para permitir el filtrado hacia el suelo del agua del tubo de mariotte (4), donde el depósito (6) de agua se encuentra doblemente conectado con el tubo de mariotte (4) por medio de: a bubbling tower (3), connected to the lower part of the mariot tube (4), adapted to provide the necessary air suction to allow filtering of the mariotte tube water (4) to the ground, where the tank ( 6) Water is doubly connected to the mariot tube (4) by means of:
- --
- un primer tubo de conexión (9), dispuesto a una primera altura, que comunica la parte inferior del depósito (6) de agua con el tubo de mariotte (4), donde por el interior del primer tubo de conexión (9) circula agua desde el depósito (6) de agua hasta el tubo de mariotte (4), y a first connection tube (9), arranged at a first height, which connects the lower part of the water tank (6) with the mariot tube (4), where water circulates inside the first connection tube (9) from the water tank (6) to the mariot tube (4), and
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- un segundo tubo de conexión (7), insertado en unos medios de cierre (8) ubicados en la parte superior del tubo de mariotte (4), estando dicha parte superior cerrada a la atmósfera por dichos medios de cierre (8), encontrándose el primer extremo del segundo tubo de conexión (7) dentro del tubo de mariotte (4), así como el segundo extremo libre del segundo tubo de conexión (7) se encuentra conectado al depósito (6) de agua a una segunda altura, superior a la primera altura, y por el interior del segundo tubo a second connecting tube (7), inserted in closing means (8) located in the upper part of the mariot tube (4), said upper part being closed to the atmosphere by said closing means (8), the first end of the second connection tube (7) inside the mariot tube (4), as well as the second free end of the second connection tube (7) is connected to the water tank (6) at a second height, greater than the first height, and inside the second tube
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- determinación de la altura de columna de agua HTO en el tubo de HTO water column height determination in the tube
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- determinación de la altura de columna de agua HT en el tubo de mariotte con la válvula (10) abierta en condiciones de flujo de agua hacia el suelo: Determination of the water column height HT in the mariot tube with the valve (10) open in conditions of water flow to the ground:
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- abrir la válvula (10), permitiendo el paso de agua entre el depósito open the valve (10), allowing the passage of water between the tank
- --
- registrar la lectura HTO de la columna de agua del tubo de mariotte 20 (4); record the HTO reading of the water column of the mariot tube 20 (4);
- Categoría Category
- 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas 56 Documents cited Claims Affected
- A TO
- F.X.M. CASEY and N.E. DERBY. "Improved design for an automated tension infiltometer". SOIL SCI. SOC. AM. J., VOL. 66. JANUARY-FEBRUARY 2002. 1-7 F.X.M. CASEY and N.E. DERBY. "Improved design for an automated tension infiltometer". SOIL SCI. SOC A.M. J., VOL. 66. JANUARY-FEBRUARY 2002. 1-7
- A TO
- US 4884436 A (ANKENY MARK D ET AL.) 05/12/1989, columna 2, línea 43 -columna 6, línea 21; figura 1; reivindicaciones 1,12 y 13. 1-7 US 4884436 A (ANKENY MARK D ET AL.) 12/05/1989, column 2, line 43-column 6, line 21; Figure 1; claims 1,12 and 13. 1-7
- A TO
- DE 4311032 A1 (PUNZEL JUERGEN DIPL PHYS DR RE) 21/10/1993, Resumen de la base de datos EPODOC y WPI; figuras. Recuperado de EPOQUE 1-7 DE 4311032 A1 (PUNZEL JUERGEN DIPL PHYS DR RE) 10/21/1993, Summary of the EPODOC and WPI database; figures. Recovered from EPOQUE 1-7
- A TO
- DE 4041960 A1 (FORSCHZENT BODENFRUCHTBARKEIT) 02/07/1992, Resumen de la base de datos EPODOC y WPI; figuras 1-6. Recuperado de EPOQUE. 1-7 DE 4041960 A1 (FORSCHZENT BODENFRUCHTBARKEIT) 02/07/1992, Summary of the EPODOC and WPI database; Figures 1-6. Recovered from EPOQUE. 1-7
- Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud Category of the documents cited X: of particular relevance Y: of particular relevance combined with other / s of the same category A: reflects the state of the art O: refers to unwritten disclosure P: published between the priority date and the date of priority submission of the application E: previous document, but published after the date of submission of the application
- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 01.06.2012 Date of realization of the report 01.06.2012
- Examinador B. Tejedor Miralles Página 1/4 Examiner B. Weaver Miralles Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-7 SI NO Claims Claims 1-7 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-7 SI NO Claims Claims 1-7 IF NOT
- Documento Document
- Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date
- D01 D01
- F.X.M. CASEY and N.E. DERBY. 01.01.2002 F.X.M. CASEY and N.E. DERBY. 01.01.2002
- D02 D02
- US 4884436 A (ANKENY MARK D et al.) 05.12.1989 US 4884436 A (ANKENY MARK D et al.) 05.12.1989
- D03 D03
- DE 4311032 A1 (PUNZEL JUERGEN DIPL PHYS DR RE) 21.10.1993 DE 4311032 A1 (PUNZEL JUERGEN DIPL PHYS DR RE) 21.10.1993
- D04 D04
- DE 4041960 A1 (FORSCHZENT BODENFRUCHTBARKEIT) 02.07.1992 OF 4041960 A1 (FORSCHZENT BODENFRUCHTBARKEIT) 02.07.1992
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
US4884436A (en) * | 1988-10-20 | 1989-12-05 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Automated tension infiltrometer |
DE4041960A1 (en) * | 1990-12-24 | 1992-07-02 | Forschzent Bodenfruchtbarkeit | Automated in-situ measurement of infiltration characteristic esp. of soil - measuring times for partial vols. of infiltration liquid to penetrate infiltrated material |
DE4311032A1 (en) * | 1993-03-30 | 1993-10-21 | Juergen Dipl Phys Dr Re Punzel | Double ring tension infiltration measuring device for determining hydraulic conductivity of soil in field - has infiltration system connected to water supply system and is divided into two separate complete concentric infiltration chambers |
-
2009
- 2009-09-25 ES ES200930735A patent/ES2382973B1/en not_active Withdrawn - After Issue
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4884436A (en) * | 1988-10-20 | 1989-12-05 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Automated tension infiltrometer |
DE4041960A1 (en) * | 1990-12-24 | 1992-07-02 | Forschzent Bodenfruchtbarkeit | Automated in-situ measurement of infiltration characteristic esp. of soil - measuring times for partial vols. of infiltration liquid to penetrate infiltrated material |
DE4311032A1 (en) * | 1993-03-30 | 1993-10-21 | Juergen Dipl Phys Dr Re Punzel | Double ring tension infiltration measuring device for determining hydraulic conductivity of soil in field - has infiltration system connected to water supply system and is divided into two separate complete concentric infiltration chambers |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
01/01/2002, F.X.M. CASEY and N.E. DERBY. "Improved design for an automated tension infiltometer". SOIL SCI. SOC. AM. J., VOL. 66. JANUARY-FEBRUARY 2002. * |
Also Published As
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