FISICA DE SUELOS
PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS
→GRANULOMETRIA Y TEXTURA
→CONSISTENCIA
→COLOR
→DENSIDAD
→POROSIDAD
→AGREGADOS Y ESTRUCTURA
→GRANULOMETRIA Y TEXTURA
→CONSISTENCIA
→COLOR
→DENSIDAD
→POROSIDAD
→AGREGADOS Y ESTRUCTURA1Susana Hang Curso Edafo _2014
TEXTURA
La textura del suelo se puedeestimar directamente a campo(“textura al tacto”) pero en trabajosde investigación, clasificación desuelos y servicios analíticos sedetermina mediante elTRIÁNGULO TEXTURAL
Se denomina textura a la característica física de la muestra de suelo queexpresa las propiedades de las partículas arena, limo y arcilla en conjunto(excluyendo piedra y grava).
La textura del suelo se puedeestimar directamente a campo(“textura al tacto”) pero en trabajosde investigación, clasificación desuelos y servicios analíticos sedetermina mediante elTRIÁNGULO TEXTURAL
4Susana Hang Curso Edafo _2014
Granulometría de Suelos:Escalas Internacional y USDA
5
Tamiz para separar partículas mayores de 2 mm
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Cuantificación de la Granulometría se basa en la Ley de Stokes
Principio:La velocidad de caída de una partícula esférica es proporcional a la viscosidad del liquidoy a la velocidad de caída.
Tiempo de SedimentaciónAltura de sedimentación
T°C constante
Rango deDiámetros de
Partículas
T°C constante
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Metodologías que aplican la Ley de Stokes para granulometría:•Pipeta de Robinson•Densímetro de Boyoucos
Cual método de cuantificación que se use, requiere que se realice la DISPERSIÓN completa del suelo
Eliminarcementantes!!
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Clases Texturales (12)1. Arenoso2. Arenoso franco
3. Franco arenoso4. Franco5. Franco limoso6. Limoso7. Franco areno arcilloso8. Franco limo arcilloso9. Franco arcilloso
10. Arcillo arenoso11. Arcillo limoso12. Arcilloso
SuelosarenososTEXTURA GRUESA
Moderadamente gruesa
Suelosfrancos Media
1. Arenoso2. Arenoso franco
3. Franco arenoso4. Franco5. Franco limoso6. Limoso7. Franco areno arcilloso8. Franco limo arcilloso9. Franco arcilloso
10. Arcillo arenoso11. Arcillo limoso12. Arcilloso
Suelosarcillosos,TEXTURA FINA
Suelosfrancos
Moderadamente fina
Media
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FRACCIONES GRANULOMETRICAS Y SU JUSTIFICACIÓN
• 2- 0.05 mm partículas sin fuerzas de unión, incluso cuando estánhúmedas. Interés para estudios mineralógicos para origen y génesisde suelos.
•0.05 – 0.002 mm características físicas desfavorables, inestabilidadestructural, apelmazamiento, susceptibilidad a formar costrasuperficial, deficiente movimiento del agua, etc.
•< 0.002 mm partículas con carga eléctrica superficial, superficieespecifica elevada, comportamiento coloidal.
ARENA
LIMO
• 2- 0.05 mm partículas sin fuerzas de unión, incluso cuando estánhúmedas. Interés para estudios mineralógicos para origen y génesisde suelos.
•0.05 – 0.002 mm características físicas desfavorables, inestabilidadestructural, apelmazamiento, susceptibilidad a formar costrasuperficial, deficiente movimiento del agua, etc.
•< 0.002 mm partículas con carga eléctrica superficial, superficieespecifica elevada, comportamiento coloidal.
LIMO
ARCILLAS
10Susana Hang Curso Edafo _2014
TAMAñO
Superficie Específica (SE)
Superficie/VolumenSE (c
m2 /g
)
FORMA
A B C
Superficie Especifica de A<B<<C 11Susana Hang Curso Edafo _2014
FUNCIONES DE CADA PARTICULA
Tiene relación con el tamaño de las partículas y con el tamaño de losporos que dejan, y se lo puede dividir en:
1- Capacidad de RETENCIÓNAGUANUTRIENTES
2-Capacidad de AIREACIÓN
FUNCIONES DE CADA PARTICULA
Tiene relación con el tamaño de las partículas y con el tamaño de losporos que dejan, y se lo puede dividir en:
1- Capacidad de RETENCIÓNAGUANUTRIENTES
2-Capacidad de AIREACIÓN
12Susana Hang Curso Edafo _2014
Esta determinada por la cohesión (unión entre partículas del suelo) y la adhesión (unión de laspartículas de suelo a otro tipo de superficies como por ejemplo implementos).
Las fuerzas que determinan la cohesión son de naturaleza fisicoquímica (dependen del grado dedesarrollo y actividad superficial de las partículas.(intrínseca)
Las fuerzas que controlan la adhesión se establecen entre las partículas y las moléculas de agua.
CONSISTENCIA
-Seco (suelto, blando, duro)- Húmedo (suelto, friable, firme)- Mojado : - plasticidad
- adhesividad
Las fuerzas que determinan la cohesión son de naturaleza fisicoquímica (dependen del grado dedesarrollo y actividad superficial de las partículas.(intrínseca)
Las fuerzas que controlan la adhesión se establecen entre las partículas y las moléculas de agua.
Depende de la cantidadde agua
13Susana Hang Curso Edafo _2014
Limites de AtterbergCondición de friabilidad implica suficiente espacioentre partículas dado por las moléculas de agua locual reduce la cohesión, pero tampoco es tanelevado el contenido de agua como para causaraumento de la plasticidad.
Consistencia
Contenidode agua
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Caracteres Diferenciales de Horizontes:COLOR
El suelo tiene atributos que se relacionancon el color:
• Grado de evolución del suelo• Contenido de humus• Presencia de ciertos minerales• Presencia de sustancias extrañas• Actividad de fauna
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Componentes Cromógenos• Materia orgánica• Óxidos de Hierro y Manganeso• Carbonatos• Sales• Sulfatos
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HUE: Es el color espectral dominante. R representa rojo (red); Y al amarillo (yellow) y YR alnaranja. La variación en tonalidad se indica con números preestablecidos que se encuentran en laTabla y forman el número de página.
VALUE: Representa la variación en tintes, pasando desde el oscuro que son los value más bajos,hasta el claro. Se representa como numerador de una fracción.
CHROMA: Determina la mayor o menor fuerza del color espectral. Mayor croma, mayor pureza.
COLOR: Componentes cromáticos
VALUEVALUEIntensidadIntensidad
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10 YR 3/4
CHROMACHROMAPurezaPureza
VALUEVALUEIntensidadIntensidad
HUEHUEMatizMatiz
Dark Yellowish Brown =Castaño Amarillento Oscuro
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Caracteres Diferenciales EspecialesConcreción calcárea: Nódulos
Cementaciónirreversible concarbonatosalcalinotérreos enforma de esferasirregulares, pequeñasa medianas
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Bk
Ck
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Caracteres Diferenciales Especiales:Concreción calcárea (Cementación)
Cementación irreversiblede todo o casi todo elhorizonte con carbonatosalcalinotérreos.Restricción a raíces
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Cementación irreversiblede todo o casi todo elhorizonte con carbonatosalcalinotérreos.Restricción a raíces
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Caracteres Diferenciales EspecialesPseudomicelios
Sales poco solubles
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Sales poco solubles
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Caracteres Diferenciales EspecialesEflorescencias
Salessolubles
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Salessolubles
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Caracteres Diferenciales EspecialesMoteados (Fe-Mn) -------- Gleyzado
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Cg
Napa
Ambientefuertemente
reductivo
Translocaciónde Fe y Mnpor efecto
rédox
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A1AC o Bw
A1
Bt
A1
E
A1
Bt
Árido-Semiárido Semiárido-Subhúmedo --------------- Húmedo --------------
Ck
CkBt
Bt
BC
24Susana Hang Curso Edafo _2014
Densidad Aparente
DA (g cm-3) = Ms / Vsu
Donde:Ms = Masa o Peso de Suelo (g)Vsu = Volumen de Suelo (cm3)
La DA se determina mediante el método del cilindroo utilizando muestreadores especiales como el quese muestra a continuación
El volumen de suelo incluye los volúmenes de sólidos y de poros
26Susana Hang Curso Edafo _2014
Comercial:
MUESTREADORES DE DENSIDAD APARENTE
Aplicación: obtención de muestras de suelosin perturbar para determinación dedensidad aparente.
Características: equipo desarmablecompuesto por mango, varilla de 50 cms,sacamuestras roscado y cinco cilindroscontenedores de muestra (100 cc decapacidad).
Cilindro deKopecky:
Aplicación: obtención de muestras de suelosin perturbar para determinación dedensidad aparente.
Características: equipo desarmablecompuesto por mango, varilla de 50 cms,sacamuestras roscado y cinco cilindroscontenedores de muestra (100 cc decapacidad).
27Susana Hang Curso Edafo _2014
Densidad Real
DR (g cm-3) = Ms / VsoDonde:
Ms = Masa o Peso de Suelo (g)Vso = Volumen de Sólidos del suelo (cm3)
El volumen de sólidos de suelo no incluye el volumen de poros
La DR se determina mediante PICNOMETRÍA
28Susana Hang Curso Edafo _2014
PICNOMETRÍADeterminación de la densidad real del suelo
Picnómetro: Recipiente de vidrio que permite determinar el desplazamiento del agua poruna masa conocida de suelo. Con este procedimiento se puede conocer el volumen desólidos del suelo, excluyendo la porosidad.
29Susana Hang Curso Edafo _2014
Límites entre horizontes : Forma y Tipo
FORMA:Suave o rectoOndulado
FORMA:Suave o rectoOndulado
TIPO: Abrupto (<2 cm), Claro (2-5 cm), Gradual (5-12 cm), Difuso (>12 cm)
30Susana Hang Curso Edafo _2014
POROSIDADPOROSIDAD ES EL VOLUMEN DE SUELO NO OCUPADO POR SÓLIDOS
La porosidad puede estimarse a través de la relación de densidades, de acuerdo a la siguiente expresión
P (cm3 cm-3) = 1 - (DA / DR) P = Porosidad total del suelo en proporción volumétricaDA = Densidad Aparente del Suelo (g cm-3)DR = Densidad Real del Suelo (g cm-3)
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P = Porosidad total del suelo en proporción volumétricaDA = Densidad Aparente del Suelo (g cm-3)DR = Densidad Real del Suelo (g cm-3)
Porosidad efectiva: puede definirse como la sumatoria de pasadizos interconectados deuna red de poros, donde los fluidos pueden circular con resistencia despreciable, desde unporo a otro sin que ocurra estancamiento de agua.
La porosidad efectiva es la diferencia entre la porosidad total menos la retención especifica,que es la cantidad de agua retenida en el medio y en contra de la fuerza de la gravedad
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CLASIFICACION DE LOS POROS
1. Según como se comportan frente al agua Capilares y no capilares(limite entre ambos 50µm).
2. Según el origen Texturales (<50µm) y Estructurales (>50µm)
3. Según funciones de transmisión (>50µm), de almacenamiento (50-0.5µm) yresiduales (0.5-0.005 µm)
1. Según como se comportan frente al agua Capilares y no capilares(limite entre ambos 50µm).
2. Según el origen Texturales (<50µm) y Estructurales (>50µm)
3. Según funciones de transmisión (>50µm), de almacenamiento (50-0.5µm) yresiduales (0.5-0.005 µm)
34Susana Hang Curso Edafo _2014
POROSIDAD Y TEXTURA
•Arcillosos: 40-60% de porosidad total•Arenosos: 35-50% de porosidad total
•Compactados: 25-30% de porosidad total
35Susana Hang Curso Edafo _2014
AGREGADOS
Un agregado ha sido definido como “los grumos oagrupamientos de partículas del suelo, que seforman naturalmente, en los cuales las fuerzasque mantienen unidas a las partículas delagrupamiento son más intensas que las fuerzasque lo ligan a los agrupamientos adyacentes”.
Es decir que en la masa del suelo existen superficies de fragilidad quefacilitan la separación de los agrupamientos o agregados, confiriéndolesindividualidad.
Un agregado ha sido definido como “los grumos oagrupamientos de partículas del suelo, que seforman naturalmente, en los cuales las fuerzasque mantienen unidas a las partículas delagrupamiento son más intensas que las fuerzasque lo ligan a los agrupamientos adyacentes”.
Es decir que en la masa del suelo existen superficies de fragilidad quefacilitan la separación de los agrupamientos o agregados, confiriéndolesindividualidad.
37Susana Hang Curso Edafo _2014
1- Forma de los agregados TIPO2- Tamaño de los agregadosCLASE3- Dureza de los agregados GRADO
LOS 3 ATRIBUTOS QUE DEFINEN LA ESTRUCTURA
1- Forma de los agregados TIPO2- Tamaño de los agregadosCLASE3- Dureza de los agregados GRADO
39Susana Hang Curso Edafo _2014
Columnar
Sin Estructura(Grano Simple)
ESTRUCTURA
Columnar
Sin Estructura(Masivo)
46Susana Hang Curso Edafo _2014
Actividad de micro ymesofauna
Alto contenido dehumus (con o sin
arcilla)Esferoidal (Migajosa)
ESTRUCTURA
47
Actividad de micro ymesofauna
Alto contenido dehumus (con o sin
arcilla)
Sin estructura (Roca meteorizada)
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Esferoidal (Granular)ESTRUCTURA
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Bloques Subangulares Medios a Finos
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Sin Estructura (Grano Simple)
Laminar a Sin Estructura (Masivo)
ESTRUCTURA
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Prismas y Bloques
Sin Estructura (Masivo)
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Laminar
Prismática
Sin Estructura(Grano Simple)
ESTRUCTURA
Sin Estructura(Grano Simple)
Sin Estructura(Masiva)
Capa Freática (W)
51Susana Hang Curso Edafo _2014
Agentes que participan en la formación de los agregados
•Arcillas•Carbonato de calcio•Sesquióxidos•Materia orgánica (tanto a nivelde grupos funcionales, comotambién de raíces, hifas dehongos, micorrizas)
•Arcillas•Carbonato de calcio•Sesquióxidos•Materia orgánica (tanto a nivelde grupos funcionales, comotambién de raíces, hifas dehongos, micorrizas)
54Susana Hang Curso Edafo _2014
• Fuerzas electrostáticas o fuerzas de Coulomb (decrecen con elcuadrado de la distancia entre las partículas cargadas)
• Fuerzas de van der Waals(decrecen con la potencia séptima de la distancia entre las partículascon comportamiento dipolar)
• Puentes hidrógeno• Puentes catiónicos o metálicos• Enlaces hidrofóbicos
Mecanismos que participan en la formación de los agregados
• Fuerzas electrostáticas o fuerzas de Coulomb (decrecen con elcuadrado de la distancia entre las partículas cargadas)
• Fuerzas de van der Waals(decrecen con la potencia séptima de la distancia entre las partículascon comportamiento dipolar)
• Puentes hidrógeno• Puentes catiónicos o metálicos• Enlaces hidrofóbicos
55Susana Hang Curso Edafo _2014
LOS COLOIDES EN LA FORMACION DE AGREGADOS
La formación de agregados requiere la floculación de las arcillas y su posteriorestabilización o cementación (Complejos órgano-minerales)
56Susana Hang Curso Edafo _2014
Tamaño Conveniente de los Agregados•Se estima así que la estructura es mejor cuanto mayor es la proporción de agregados mayores que 0,2mm (Henin).
•El intervalo de tamaño más conveniente para la mayoría de los cultivos es el comprendido entre 1 y 2mm (Van Bavel).
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