Tesis Pre-grado
Diseño y monitoreo de un sistema de infiltración
Diseño y monitoreo de un sistema de infiltración
Autor
Sbarbaro-Hofer, Daniel Geronimo
UNIVERSIDAD DE CONCEPCION
Institución
Resumen
El contenido de humedad en un suelo en el proceso de infiltraciÓn, entrega información que
permite determinar parte de las propiedades fisicas que caractenzan un tipo de suelo. Hoy en día
á1 estudio de esta variable es de gran interés para muchas áreas de la ciencia, las que analizan
cuando la infiltración ocurre tanto en direcciones verticales o bien horizontales. Este trabajo
aborda los problemas de describir la evolución del contenido de humedad a 1o largo del tiempo, en
el proceso de infiltración con orientación vertical, e identificar los parámetros caracteristicos del
proceso a partir de un modelo conocido.
Para describir la infiltración en el suelo con orientación vertical, se diseña e implementa una
planta experimental capaz de desarrollar y monitorear este proceso. Esta planta consiste en una
columna vertical rellena de un mineral característico de algún tipo de suelo, que está encargada de
desarrollar la dinámica del proceso, en la cual la variable del contenido de humedad está siendo
medida por sensores de humedad a distintas alturas, los que entregan constantemente mediciones
a un equipo encargado de la adquisición y monitoreo de los datos. La correcta implementación de
esta planta conlleva primero a especificar todos los equipos necesarios, reafnzar la calibración de
sensores, programar en ambiente LabView la lógica e lnterfaz de usuario para la adquisiciÓn y
monitoreo de datos mediante un sistema PXI, para finalmente realizar el montaje y la puesta en
marcha de ésta.
Paralelamente para identificar los parámetros del proceso, este trabajo propone un método de
identificación a partir de un modelo conocido del contenido de humedad, que está basado en la
ecuación unidimensional de Richard. Este método es una adaptación numérica de los mínimos
cuadrados ordinarios, el cual permitirá identificar los parámetros que caracterizan el proceso una
vez obtenidos los datos reales a partir de la planta experimental.
Finalmente se concluye analizando el sistema de infiltración implantado, y los resultados
obtenidos de la identificación de parámetros, contrastando mediante tablas y curvas
características cómo se ajusta el modelo con parámetros estimados al modelo simulado ideal, con
ruido, y al proceso real. Obteniéndose estimaciones de parámetros exactos para datos ideales, y
para datos con ruido estímaciones con errores bajo el o/o8 en la mayoria de sus parámetros.
Además de un buen ajuste del modelo estimado al proceso real en estado estacionario, con un
error bajo el 5%..