Modelo de radiación fractal para el drenaje agrícola basado en las ecuaciones de Richards y Boussinesq

Abstract

Se aborda la descripción del movimiento del agua en un sistema de drenaje agrícola subterráneo con un modelo basado en el acoplamiento de las ecuaciones de Richards y de Boussinesq, con capacidad de almacenamiento variable sujeta en la frontera de los drenes a una condición de radiación fractal. El modelo se aplica para describir el funcionamiento hidráulico de un sistema de drenaje instalado en campo, el cual permite estudiar separaciones entre drenes de 40 y 25 m. La mayor parte de la caracterización hidráulica del sistema es realizada de manera independiente de los eventos de drenaje, empleando una metodología basada en la curva granulométrica y porosidad total del suelo. Las evoluciones experimentales de la lámina drenada y del abatimiento del manto freático asociadas con la separación entre drenes de 40 m permiten calibrar dos parámetros del modelo propuesto, la escala de presión que interviene en la curva de retención de humedad del suelo y el parámetro de escala de la radiación fractal. La evidencia experimental correspondiente a la separación entre drenes de 25 m permite mostrar que el parámetro de escala de la radiación fractal es independiente de la separación entre drenes y que puede suponerse proporcional a la conductividad hidráulica a saturación del suelo. Se muestra que las hipótesis clásicas del drenaje agrícola que representan de manera simplificada las transferencias desarrolladas en la zona parcialmente saturada del suelo, considerando el término de recarga de la ecuación de Boussinesq nulo o igual a la evapotranspiración, trasladan la incertidumbre de lo que pasa en esta zona a los parámetros estimados a partir de las pruebas de drenaje.