ESCUELA DE AGRONOMIA

CURSO: edafología

TEMA:“ PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO:PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO: DENSIDAD REAL, DENSIDAD APARENTE,DENSIDAD REAL, DENSIDAD APARENTE,

POROSIDAD Y ESPACIO AÉREOPOROSIDAD Y ESPACIO AÉREO”DOCENTE: castillo romero, Guillermo

INTEGRANTES:

☻ Balavarca colonia, jhon☻ Dextre rosales, William☻ Valverde Salazar, willi

SEMESTRE: 2008 – I

Huaraz, 12 de agosto de 2008

PRÁCTICA Nº 04PRÁCTICA Nº 04

PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO: DENSIDADPROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO: DENSIDAD

REAL, DENSIDAD APARENTE, POROSIDAD YREAL, DENSIDAD APARENTE, POROSIDAD Y

ESPACIO AÉREOESPACIO AÉREO

I.I. INTRODUCCIÓN.INTRODUCCIÓN.

En esta cuarta práctica se analizo al suelo como material poroso con

capacidad de agua y aire que tiene una densidad aparente (porque tiene

un peso y dos volúmenes: el de las partículas y del volumen de los

poros) y una densidad real (solo el volumen de las partículas).

A la vez, se dio a conocer en forma resumida, sobre las propiedades

físicas de los suelos. El conocimiento de estas propiedades permitirá

comprender el funcionamiento del sistema suelo y las relaciones que se

generan entre este recurso y el resto del ecosistema, incluyendo, el

agua, las plantas y otros organismos.

II. OBJETIVOS.OBJETIVOS.

Los objetivos de este estudio son:

Determinar la densidad aparente del suelo por el método de la

probeta.

Determinar la densidad de las partículas del suelo por el método

de la probeta.

Determinar el porcentaje del espacio poroso.

III.III. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA.

3.1 LA DENSIDAD DE PARTÍCULAS O DENSIDAD REAL DE LOS

SUELOS MINERALES

Un medio de expresión del suelo es según la densidad de las

partículas sólidas que lo constituyen. Corrientemente se define

como la masa (o peso) de una unidad de volumen de sólidos del

suelo y es llamada densidad de la partícula. En el sistema métrico

decimal, la densidad de las partículas se expresa generalmente en

términos de gramos por centímetro cúbico.

Pueden observarse considerables variaciones en la densidad de los

suelos minerales individuales, las cifras para la mayor parte de los

suelos corrientes varían entre los estrechos límites de 2.60 a 2.75.

Esto es asi porque el cuarzo, feldespato y silicatos coloides, con

densidades dentro de estas cifras, constituyen por lo general la

mayor parte de los suelos minerales. Por excepción, sin embargo,

cuando están presentes cantidades anormales de minerales

pesados, con magnetita, granates, epidota, zircón, turmailina,

hornblenda, la densidad de las partículas de un mineral puede

exceder de 2.75. La finura de las partículas de un mineral dado y la

colocación de los sólidos del suelo no tienen nada que ver con la

densidad de las partículas.

Debido a que la materia orgánica pesa mucho menos que un

volumen igual de sólidos minerales, la cantidad de ese constituyente

en un suelo afecta marcadamente a la densidad de las partículas.

Como consecuencia, los suelos superficiales poseen generalmente

una densidad de partículas más baja que la del subsuelo. La

densidad más alta en estas condiciones, suele ser de 2.4 o menor.

Sin embargo para cálculos generales el término medio de la

densidad de las partículas de un suelo superficial arable puede

considerarse alrededor de 2.65.

Se define así:

Pr = Ms

Vs

Donde:

Pr =Densidad Real

Ms= Masa de Sólidos o Masa del Suelo (105ºC) en gramos.

Vs= Volumen de los sólidos en cm3

Sus unidades: gr/cm3. Kg/dm3, TM/m3

3.2 DENSIDAD DE VOLÚMEN O APARENTE (VOLUMEN – PESO)

DE LOS SUELOS MINERALES

a) Densidad de Volumen o Densidad del Suelo: En este caso se

utiliza el volumen total del suelo (espacio ocupado por los

sólidos y los espacios de los poros juntamente). La densidad del

volumen se define como la masa (o peso) de una unidad de

volumen de suelo seco. Este volumen puede incluir, desde

luego, tanto los sólidos como los poros

Se define así:

Pa = Ms

Vt

Donde:

Pa =Densidad Aparente o Densidad del Volumen

Ms = Masa de Sólidos o Masa del Suelo (105ºC) en gramos.

Vt = Volumen Total del sólido en cm3

Sus unidades: gr/cm3. Kg/dm3, TM/m3

b) Factores que Afectan a la Densidad de Volumen: La

densidad total de volumen es la medida de la masa en la cual se

determina el volumen total de un suelo. Distintamente a la

densidad de las partículas, que solo concierne a las partículas

sólidas, la densidad de volumen se determina tanto por la

cantidad de espacios porosos, por la densidad de los sólidos del

suelo. Así, los suelos que son sueltos y porosos tendrán pesos

por unidad de volumen (densidad de volumen) bajos, mientras

que los suelos con partículas de arena, que están en estrecho

contacto tendrán altos valores de densidades de volumen. La

poca cantidad de materia orgánica contenida en los suelos

arenosos favorece sus altas densidades de volumen. Las

partículas de los suelos de superficie fina, tales como margas

calcáreas, margas arcillosas y arcillas, por otra parte

ordinariamente no están unidas entre sí. Esto resulta del hecho

que de estos suelos superficiales están bien granulados

relativamente, y ello es favorecido por su alto contenido de

materia orgánica. La granulación tiende a una forma mullida,

condición porosa que resulta de unos valores bajos de densidad

de volumen. Por consiguiente, la densidad de volumen de un

suelo superficial bien granulado, de marga limosa, será

seguramente más baja que la de una marga arenosa.

En los suelos de igual textura en la superficie, se observan

grandes diferencias de densidad de volumen cuando se

comparan niveles de horizontes iguales.

La alternativa de cosechas y el sistema de laboreo empleado

sobre un suelo dado, bastan para influenciar su densidad de

volumen especialmente en las capas superficiales. La adición de

estiércol en grandes cantidades tiende a disminuir el peso de los

suelos superficiales. Un cultivo intenso , por otro lado obra en

dirección opuesta.

c) Representaciones del peso: Cuando la densidad de volumen

de un suelo es conocida en términos de gramos por cc, su peso

seco en libras por pie cúbico puede ser hallado

aproximadamente multiplicando por 62.42 el peso standard de

un pie cúbico de agua. Los suelos superficiales de arcilla y limo

pueden variar de 65 a 100 libras por pie cúbico, mientras que las

margas arenosas pueden mostrar variaciones de 75 a 100 libras.

A mayor contenido orgánico, menor peso.

El peso actual de un suelo también puede ser expresado en

términos de espesor arable de una hectárea, refiriéndose al

volumen de suelo de 1 hectárea de extensión y unos 30 cm de

profundidad.

El espesor de un suelo arable de mineral superficial alcanza por

lo común de 3 360 000 a 5 000 000 de Kg. de sustancia seca por

hectárea. La cifra mas corriente es de 2 240 000 o, a veces, de 2

800 000 Kg. de promedio como el peso de un suelo superficial

de 15 a 17 cm de profundidad. Esto es lo que se llama espesor

arable de una hectárea.

3.3 EL ESPACIO POROSO DE LOS SUELOS MINERALES

El espacio poroso de un suelo es la porción ocupada por aire y

agua. La cantidad de este espacio viene determinada casi

totalmente por la colocación de las partículas sólidas. Si ellas

tienden a ligerarse estrechamente entre sí, como en las areniscas o

en subsuelos compactos, la porosidad total es baja. Si se colocan

en agregados porosos, como en caso frecuente de una textura

media de los suelos altos en materia orgánica, el espacio de los

poros será mas elevada, por unidad de volumen.

Se define:

%P = (1 – Pa/Pr) x 100

a) Factores que influyen en el espacio total de poros: La

considerable diferencia que existe entre el espacio total de poros

y los diversos suelos depende de varias condiciones. Los suelos

superficiales arenosos muestran un 35 a 50% de espacio

poroso, mientras que los mas pesados varían del 40 al 60% o, a

veces, aún mas en casos de alta cantidad de materia orgánica y

mucha granulación. El espacio poroso también varía con el

espesor y así algunos subsuelos compactos dan cifras tan bajas

como las del 25 a 30% . Esto sucede en parte por la inadecuada

aireación de dichos horizontes.

El laboreo de un suelo ejerce una marcada influencia sobre la

porosidad del espesor arable.

Los cultivos tienden a bajar el espacio total de poros frente al de

los suelos vírgenes o no cultivados. La disminución esta

asociada por lo regular con un decrecimiento de materia

orgánica contenida y una consiguiente disminución de

granulación. Se ha visto que el espacio de los poros del

subsuelo disminuye con el cultivo, aunque a veces con menor

grado.

b) Tamaño de los poros: En los suelos existen en general dos

tipos de poros: macro y micro poros. Los macro poros están

caracterizados por permitir el libre movimiento del aire y la

filtración de agua. Por lo contrario el microtipo de poro, el

movimiento de aire esta casi enteramente impedido y el del agua

muy restringido, hasta incluso retardar el movimiento capilar.

Así, en un suelo arenoso, a pesar de su porosidad total baja, el

movimiento del aire y del agua es sorprendentemente rápido por

el predominio de los microespacios.

Los suelos de textura fina, permiten retardar relativamente el

movimiento de agua y aire a pesar de la gran cantidad de

espacios porosos que poseen. Aquí los microporos dominantes

se mantienen a menudo llenos de agua. La aireación,

especialmente en el subsuelo, es inadecuada con frecuencia

para un satisfactorio desarrollo de las raíces y una deseable

actividad microbiana.

En una marga limosa bien granulada, en un suelo superficial,

con una mezcla optima para el crecimiento de las plantas, el

espacio poroso no solo ha de oscilar sobre el 50%, sino también

convenientemente estar distribuido por igual entre el agua y el

aire. En tal caso el espacio microporos esta rellenado con agua y

los macroporos con aire.

c) El cultivo y el tamaño de los poros: Un cultivo continuo

particularmente de suelos originariamente muy altos en materia

orgánica produce casi siempre una reducción de los espacios

grandes o macroporos. La cantidad de espacios macroporos, tan

necesario para el movimiento convenientemente del aire, quedó

reducido a la mitad al cultivar el suelo.

3.4 ESPACIO AÉREO

Es el espacio de los poros en el suelo, que no esta ocupado por el

agua. Este valor nos da una idea más directa de la aireación del

suelo. La aireación del suelo se puede medir rápidamente en forma

cualitativa, por la presencia del Fe ferroso o ferrico. La intensidad de

uno u otro estado el Fe refleja la intensidad del aporte del oxigeno.

La intensidad dinámica de la actividad del oxigeno, se mide

mediante el ensayo de HOFFER

Se define:

%EA = (1 - %H . Pa/ 100 . Pw – Pa/Pr) x 100

Donde:

%EA = Porcentaje del espacio aéreo.

%H = Porcentaje de humedad del suelo.

Pa =Densidad Aparente o Densidad del Volumen

Pr = Densidad real

Pw = Densidad del agua.

ESQUEMA DE LOS CONCEPTOS DE POROSIDAD

IV.IV. MATERIALES Y MÉTODOS.MATERIALES Y MÉTODOS.

4.1 MATERIALES.

- 1 Probeta graduada de 50ml

- 1 Suelo de puna con buen contenido de matera orgánica.

- 1 Suelo de zona semiárida con poco contenido de materia orgánica.

- 1 Balanza analítica.

4.2 PROCEDIMIENTO.

a) Determinación de la Densidad Aparente

- Pesar las probetas de 100 ml. y llénelo con suelo compacto

(agregue pocos ml. de suelo cada vez y compáctelo suavemente

golpeando la probeta, sobre un tapón de goma o un libro).

- Ajuste el volumen final a 100 ml. y pese el cilindro lleno.

- Con la mitad determinar la humedad del suelo y con la otra mitad

hacer la determinación siguiente.

b) Determinación de la Densidad de Partículas.

- Tome 25 ml. de agua en una probeta de 50ml. vierta

suavemente en lo que queda de suelo de la determinación de

densidad aparente.

- Eliminar las burbujas de aire removiendo y agitando. Deje en

reposo 5 minutos.

- Anote el volumen final de la mezcla de suelo y agua.

V.V. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

5.1 RESULTADOS

a)Determinación de la Densidad Aparente.

Pa = Ms

Vt

Donde:

Pa =Densidad Aparente o Densidad del Volúmen

Ms = Masa del Suelo - Peso de la probeta =

263.19 - 142.52 = 120.67gr.

Vt = Volúmen Total del sólido en cm3 = 100cm3

Pa = 120.67gr

100cm3

Pa = 1.21gr/cm3

b) Determinación de la Densidad de Partículas.

Pr = Ms

Vs

Donde:

Pr =Densidad Real

Ms = Masa del Suelo - Peso de la probeta = 263.19 - 142.52 =

120.67gr

.

Vs= Volúmen de los sólidos en cm3 = 100 - 20 = 80cm3

.

Pr = 120.67gr

80cm3

Pr = 1.5083gr/cm3

c)El Porcentaje de Espacio Poroso

%P = (1 – Pa/Pr) x 100

%P = (1 – 1.21gr/cm3 / 1.5083 cm3) x 100

%P = 19.778

d) El Porcentaje de Espacio Aereo

%EA = (1 - %H . Pa/ 100 . Pw – Pa/Pr) x 100

Donde:

%EA = Porcentaje del espacio aéreo.

%H = Porcentaje de humedad del suelo = 1.21%

Pa =Densidad Aparente = 1.21gr/cm3

Pr = Densidad real = 1.5083gr/cm3

Pw = Densidad del agua = 1gr/cm3

%EA=(1 – 1.21/ 100 . 1gr/cm3–1.21/1.5083cm3) x 100

%EA= 18.57

5.2 DISCUSIÓN

- La densidad aparente refleja la masa de una unidad de volumen de

suelo seco y no perturbado, para que incluya tanto a la fase sólida

como a la gaseosa englobada en ella. Los valores de densidad

aparente varían de acuerdo al tipo de suelo y del manejo a que

estén expuestos.

- La densidad real es un valor muy permanente pues la mayor parte

de los minerales arcillosos presentan una densidad que está

alrededor de 1.02 a 2.65 gramos por centímetro cúbico como es en

muestro caso que es 1.5083 gr/cm3

- El porcentaje de espacios porosos es de 19.778%

- El porcentaje de espacio de aire es igual a 18.57

VI.VI. CUESTIONARIOCUESTIONARIO

1. ¿Cuál es el efecto del cultivo sobre la estructura y erodabilidad?

Los suelos profundos y bien drenados se obtiene mejor respuesta con un

mínimo de laboreo de suelos, indispensable para el control de malezas,

nivelación de terreno, formación de canales de irrigación y construcción

de eras o camas de siembra.

El laboreo profundo puede ser necesario algunas veces, cuando los

suelos tienen capas duras o pisos de arado.

El cultivo continuado, con ejecución repetida del laboreo, con carga

vegetal extremada y con aporte de fertilizantes y minerales, lleva al suelo

de las áreas agrícolas a situaciones de pérdidas ingentes de materia

orgánica y una grave degradación de su estructura, volviendo al suelo

más susceptible a la acción de agentes erosivos.

2. ¿Qué es estabilidad estructural?

La estabilidad de la estructura se refiere a la resistencia que los

agregados del suelo presentan a la influencia desintegrante del agua y

del manipuleo mecánico. La estabilidad del agregado es de extrema

importancia en la formación y preservación de las buenas relaciones

estructurales de los suelos. En el estado seco pueden encontrarse

agregados bastante compactos y coherentes pero si estas partículas

secundarias se desintegran en agua, la agregación no es muy estable.

3. ¿Qué efecto tiene el cultivo del suelo en la permeabilidad del agua y

la escorrentía?

La tenacidad con que el agua es retenida por los sólidos del suelo,

determina en grado elevado el movimiento del agua en lo suelos y su

utilización en las plantas. A medida que las plantas extraen agua del

suelo, debido a su crecimiento, la que queda en él aparece en los poros

minúsculos, delgadas películas alrededor de las partículas del suelos. No

toda el agua del suelo es asimilable por las plantas, pues gran parte de

ella permanece en el suelo, después que las plantas han consumido lo

que necesitaban y luego se han marchitado o muerto a consecuencia de

la escasez de agua.

Bajo cultivo, una gran parte de las gotas es interceptada por las plantas y

escurren a lo largo del tallo penetrando suavemente en el suelo junto a

su base; el efecto de golpeo se atenúa considerablemente, al producirse

la inmersión en la zona radicular, los finos pelos absorbentes actúan

como vías preferenciales del agua favoreciendo la eliminación del aire

por los poros restantes.

4. Calcule el peso seco al horno de 1m3 de suelo, considerando que

tiene 10% de humedad y la densidad real de partículas, encontradas

por Ud.

M.s. = M

1+ H

100

Donde:

M.s. = Peso suelo seco a 150 ºC gramos.

M = Peso Suelo seco al aire

H= Humedad del suelo

Datos:

Pr = 1.1585 gr/cm3 = 1.1585 TM/m3

V = 1m3

H= 10%

M.s. = Pr x 1 m3 = Pr x 1 m3

1+ 10 1.1

100

= Pr TM/m3 x 1 m3 = 1.053

1.1

5. ¿Cuál será el efecto de considerar la densidad aparente para el

cálculo del abonamiento?

La densidad aparente de los suelos es función entonces del espacio

poroso del suelo. A menor espacio poroso, la densidad aparente

aumenta. Es por esta razón que generalmente la densidad aparente es

una de las propiedades físicas más utilizadas en la determinación de

compactación de los suelos. Sin embargo, esta propiedad no debe ser

considerada como el único parámetro, o el más apropiado para la

determinación de la compactación.

Es muy importante saber la densidad aparente debido que según esa

densidad pronosticaremos si nuestro suelo es pobre en materia orgánica

o tenemos suficiente para nuestro cultivo, además sabemos que

cuando es menor la densidad aparente nuestro suelo necesita nutrirlo y

de lo contrario tenemos materia orgánica en nuestro suelo, también es

importante saber esta densidad por que sabremos la porosidad y el

porcentaje de espacio aéreo para saber si nuestro suelo es permeable o

no.

VII.VII. CONCLUSIONES.CONCLUSIONES.

- Los valores de densidad aparente varían de acuerdo al tipo de suelo,

Concluyéndose que estamos frente a un suelo orgánico pues sus

Valores están entre 0,1 y 0,7 g cm-3 que son comunes para suelos

orgánicos.

- El porcentaje de espacios porosos es de 19.778

- El porcentaje de espacio de aire es igual a 18.57

- El método de la probeta es útil para determinar la densidad aparente y

densidad real.

VIII.VIII. BIBLIOGRAFÍA.BIBLIOGRAFÍA.

BUCKMAN, Harry O y Nyle C. BRADY : “Naturaleza y propiedades de

los suelos”.

España, Montaner y Simon S.A

Editores, 1977.

http://edafologia.ugr.es/introeda/tema04/estr.htm

PROBLEMAS:

1.- Se tomo una muestra secado a estufa que peso 26gr y al medirlo en

una probeta tenia 15ml de volumen. Al agregar 50ml de agua mas el

volumen de la mezcla resulto 60ml; calcular:

A) Da y Dr.

B) % porosidad

C) clase textural a partir de las respuestas a y b.

2.- Se tomó 60gr de un suelo que al depositarlo en una probeta medía

35ml de volumen. Luego se agrego 50ml de agua y el volumen de la

mezcla quedó 68ml previamente se determinó que este suelo tenia 24%

de humedad, calcular:

A) Volumen de espacios porosos.

B) Dr y Da

C) % de porosidad.

D) % de espacio aéreo.

E) Clase textural a partir de la respuesta b y c.

SOLUCIÓN:

1.-

A)

Pa = Ms

Vt

Donde:

Pa =Densidad Aparente o Densidad del Volúmen

Ms = Masa del Suelo = 26gr

Vt = Volúmen Total del sólido en cm3 = 15cm3

Pa = 1.73

Pr = Ms

Vs

Donde:

Pr =Densidad Real

Ms = Masa del Suelo = 26gr

.

Vs= Volúmen de los sólidos en cm3 = 65-5 = 60cm3

.

Pr = 26gr

60cm3

Pr = 0.43gr/cm3

B)

%P = (1 – Pa/Pr) x 100