Upload
bretna-minaya
View
36
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
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