Fisica Del Suelo

FFssiiccaa ddeellSSuueelloo

Ctedra de EdafologaFacultad de Agronoma y ZootecniaUniversidad Nacional de Tucumn

Contenido: El suelo como sistema trifsico Textura del suelo Densidad de las partculas Densidad aparente Estructura del suelo Porosidad Bibliografa

FSICA DEL SUELOIng. Agr. Rafael Gimenez

2Fsica del Suelo

EL SUELO COMO SISTEMA TRIFSICO

Un sistema natural puede consistir de una o ms sus-tancias y una o ms fases. Una regin, dentro de un sis-tema, que presente similares propiedades fsicas en todosu volumen, es llamada fase. En la naturaleza existentres fases principales: slida, lquida y gaseosa.

Un bloque de hielo es un ejemplo de un sistema deuna sola sustancia (agua) y una sola fase. Una mezcla dehielo y agua, en cambio, define un sistema de un solocompuesto pero con dos fases. Una solucin de agua ysales es un sistema monofsico compuesto de dos susancias diferentes.

En un sistema heterogneo y polifsico, sus propieda-des difieren no solo entre una fase y otra sino tambinentre la parte interna de una fase y la zona de separacincon la fase o fases vecinas: interfase. Precisamente de lamagnitud del rea de estas interfases, van a dependeruna serie de procesos o fenmenos fsico-qumicos im-portantes, como ser adsorcin, tensin superficial, fric-cin, etc.

Un sistema que presenta al menos una de sus fasessubdividida en pequeas partculas, las cuales presentan,en conjunto, una gran rea interfase, es llamado sistemadisperso.

En base a lo expuesto, podemos considerar al suelocomo un sistema heterogneo, polifsico y disperso, enel cual el rea interfacial por unidad de volumen, puedeser muy grande. El carcter disperso del suelo da lugar auna serie de procesos que se producen en la zona de in-terfase; ejemplos de estos procesos son la floculacin,intercambio inico, adsorcin de agua y nutrientes, capi-laridad, etc.

Las tres fases que ordinariamente se presentan en lanaturaleza, se manifiestan tambin en el suelo: fase s-lida, es llamada la matriz del suelo, constituida por unafraccin mineral y una orgnica; fase lquida, la cual con-siste de diversas sustancias disueltas en agua, de ah quese llama solucin del suelo y fase gaseosa, llamada tam-bin la atmsfera del suelo (Figura 1).

PROPIEDADES FSICAS DE LOS SUELOS

La fase slida del suelo est compuesta de sustanciasde diferente naturaleza qumica y mineralgica, de va-riada forma, tamao y orientacin.

El comportamiento mecnico de la fase slida delsuelo determina, a su vez, las propiedades fsicas delsuelo, las cuales pueden ser divididas en dos grupos prin-cipales:

a) Caractersticas fsicas fundamentales: tex-tura, estructura, color, consistencia, densidad ytemperatura.

b) Caractersticas fsicas derivadas: porosidad,capacidad de aire, capacidad de agua, compacta-cin y profundidad radicular efectiva.

DISTRIBUCIN DE LAS PARTCULAS DE SUELOPOR TAMAO

La fase slida del suelo est constituida por compo-nentes minerales de diferentes tamaos. La distribucinpor tamao de estas partculas est relacionada, comose mencion, con diversas propiedades fsico-qumicasdel suelo.

Las partculas del suelo varan en tamao en formacontnua, sin embargo, con un fin prctico, se han defi-nido, arbitrariamente, grupos de tamaos de partculas.A cada agrupamiento de partculas, definido en funcinde un lmite mximo y uno mnimo de dimetro equiva-lente, se lo denomina .

El material de suelo con dimetro equivalente inferiora 2 mm corresponde a la fraccin fina del suelo, dondese encuentran la arena, el limo y la arcilla (Figura 2); alcomprendido entre 2 mm y 25 cm, se le denomina frag-mentos gruesos y con ms de 25 cm, hablamos de pe-dregosidad o rocosidad, sta ltima ya no forma parte dela masa del suelo.

Grava: se origina directamente del proceso de mete-orizacin de la roca madre, por lo tanto presenta,prcticamente, su misma constitucin. Su forma y an-Figura 1: Fases del suelo.

Figura 2: Representacin visual de los tamaos relativos de arena,

limo y arcilla.

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gulosidad van a variar con el medio, intensidad y dis-tancia de transporte.Arena: esta fraccin tambin proviene de la desinte-gracin fsica de la roca madre, manifestando, por lotanto, una mineraloga similar a sta. Se presentan,adems, algunos minerales primarios, principalmentecuarzo (Figura 3), tambin fragmentos de mineralessecundarios como feldespatos, mica, etc.Limo: esta fraccin consiste en partculas de tamaointermedio entre la arena y la arcilla. Mineralgica-mente son similares a las arenas pero, debido a su pe-queo tamao y, consecuentemente, mayor superficieespecfica que la arena, pueden exhibir, hasta ciertogrado, atributos fsico-qumicos semejantes a los delas arcillas.Arcilla: est constituida por materiales secundarios(formados a partir de las transformaciones qumicasde minerales primarios contenidos en la roca madre).Generalmente aluminosilicatos de forma laminar. Supequeo tamao y su forma caracterstica, originanuna elevada superficie por unidad de masa, lo quetrae como consecuencia una gran actividad fsico-qu-mica. De ah que sta fraccin sea la que ms influyeen las propiedades y caractersticas de los suelos (fe-nmenos de expansin y contraccin, procesos de ad-sorcin de agua y nutrientes, etc) (Figura 4).

TEXTURA DEL SUELO

El trmino textura hace referencia a la proporcin re-lativa de arena, limo y arcilla, en la masa del suelo, esdecir, a las partculas inferiores a 2 mm de dimetroequivalente.

Bajo un punto de vista dinmico, se puede definirla textura como el conjunto de propiedades que resultandirectamente del tamao de sus elementos individuales.

La textura es, quizs, la caracterstica ms perma-nente del suelo aunque puede ser modificada por la re-mocin de horizontes superficiales por laboreo y eldesarrollo de una nueva superficie de textura diferente;o por la acumulacin de materiales acarreados por elviento o por el agua de riego, etc.

Las partculas del suelo varas en tamao en formacontinua, sin embargo, con un fin prctico, se han defi-nido, arbitrariamente, grupos de tamaos de partculas.A cada agrupamiento de partculas, definido en funcinde un lmite mximo y uno mnimo de dimetro equiva-lente, se lo denomina .

Los sistemas de clasificacin de partculas de acuerdoa sus tamaos, ms conocidos y utilizados son, el pro-puesto por el Departamento de Agricultura de Nortea-mrica (USDA) y el elaborado por la SociedadInternacional de Ciencia del Suelo (ISSS) (Tabla 1).

CLASES TEXTURALES

El suelo generalmente no presenta una sola fraccingranulomtrica, sino una mezcla de fracciones en dife-rentes proporciones. Una combinacin de fracciones gra-nulomtricas en una determinada proporcin defina unaclase textural.

En la Figura 5 se presenta un esbozo de trminos ge-nerales aceptables, divididos en cinco clases, relaciona-das con los nombres de las clases texturales bsicas.

Para que un material sea considerado arenoso debe

Figura 3: Composicin mineralgica de las diferentes fracciones

granulomtricas.

Figura 4: Variacin de las propiedades del suelo con el tamao de

las partculas.

Tabla 1: Sistemas de clasificacin de partculas segn su tamao.

El tamao de las partculas est directamente relacionado con sus pro-piedades fsico-qumicas.


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contener ms de 85% de arena, en cambio, un suelo ar-cilloso debe poseer ms de 40% de arcilla y menos de

45% de arena. Un suelo franco (menos de 52% dearena y entre 7 a 27% de arcilla) se caracteriza por pre-sentar una mezcla balanceada de partculas finas ygruesas, de tal manera de manifestar un equilibrio ensus propiedades cualitativas.

Las proporciones significativas de fragmentos gruesosms de 2 mm y menos de 25 cm de dimetro) se expre-san en el nombre de la clase textural del suelo por mediode adjetivos apropiados (Tabla 2). Tales fragmentos seconsideran parte de la masa del suelo pues influencian lainfiltracin, el almacenamiento de agua y el escurri-miento, etc.

Estas clases texturales se resumen en un tringulo tex-tural (Figura 6), en el cual se indican los lmites mximos ymnimos de tamao de las fracciones arena, limo y arcilla.

Las definiciones de las clases texturales son el resultadode la experiencia y de investigaciones especiales para es-tablecer los lmites entre clases texturales, de tal maneraque ofrezcan un buen uso en las interpretaciones de lossuelos.

DETERMINACIN DE LA TEXTURA

MTODO ORGANOLPTICO

La determinacin de la clase textural se lleva a caboen el campo mediante el mtodo organolptico o deltacto. Este mtodo requiere mucha prctica por parte del

evaluador y, aunque puedan obtenerse apreciacionesmuy prximas a las reales, no deja de ser un mtodo es-timativo. Si se requiere una determinacin ms precisade la textura del suelo, debe recurrirse al anlisis de la-boratorio.

ANLISIS MECNICO O GRANULOMTRICO

El anlisis mecnico es el procedimiento, realizado enel laboratorio, para determinar la distribucin de tamaode las partculas de una muestra de suelo.

El primer paso consiste en dispersar la muestra en unmedio acuoso. Las partculas del suelo, normalmenteagregadas, deben dispersarse. Para ello se eliminan losagentes cementantes y ligantes (como carbonato de cal-cio, materia orgnica e hidrxidos de hierro) y se pepti-zan las arcillas. La remocin de la materia orgnica selogra, generalmente, a travs de la oxidacin con per-xido de hidrgeno y la de los carbonatos, disolvindoloscon cido clorhdrico. La dispersin se logra con unagente dispersante como ser el metafosfato de sodio ycon agitacin mecnica. La funcin del agente disper-sante es reemplazar los cationes adsorbidos en las arci-llas, particularmente di y trivalentes, con sodio, catinque favorece la peptizacin de las partculas. Una defi-ciente dispersin resultara en una floculacin de las ar-cillas, registrando un tamao similar al de la arena o limo,subestimando, por lo tanto, el real contenido de arcillade la muestra de suelo.

La distribucin de las partculas por tamao se basaen el dimetro que presenten. Si dichas partculas fuerangeomtricamente regulares no habra ningn problemapara su evaluacin. Sin embargo, las partculas del sueloson muy irregulares, de tal manera que es difcil asignar-les alguna longitud, anchura, espesor y dimetro.

No existe un mtodo preciso para medir el tamao deas partculas. Para tal fin se hace necesario introducir elconcepto de dimetro nominal y dimetro efectivo.

La nica alternativa al problema de la irregularidad delas partculas es asignarles una dimensin equivalente.Si este dimetro est basado en el tamao de la partculaque pudiera pasar a travs de un tamiz con perforacioneso aberturas conocidas, la partcula podra tener ese di-metro nominal, igual a la seccin transversal del cilindro.

Otra expresin indirecta del tamao de la partcula esel dimetro efectivo o dimetro equivalente esfrico. Estedimetro est basado en la ley de Stoke.

De acuerdo a la ley de Stokes, en un fluido de deter-minada densidad y viscosidad, la velocidad Terminal deuna partcula esfrica, bajo la influencia de la gravedad,ser proporcional al cuadrado del radio de dicha partcula.Esta ley se aplica, principalmente en partculas mayoresde 1 y menores de 50 a 80 .

Una partcula de suelo, de cualquier forma, tendr undimetro efectivo igual al dimetro de una esfera quetenga la misma densidad, es decir, que caera con la

misma velocidad considerando que exactamente obe-dece a esta ley.

Para determinar la distribucin de tamao de las par-

Figura 5: Clasificacin de las clases texturales.

Tabla 2: Denominaciones usadas en suelos para fragmentos gruesos.


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tculas de una muestra de suelo, por un lado, las partcu-las superiores a 50 son separadas en grupos de dife-rentes tamaos, haciendo pasar el material disperso atravs de un juego de tamices con mallas de diferentesaberturas, lo que define un determinado dimetro nomi-nal de partculas. Por otro lado, las partculas ms finasson clasificadas en diferentes tamaos (dimetro efec-tivo) a travs de mtodos de sedimentacin. Uno de losmtodos ms exactos y difundidos para medir tamaosde partculas, basado en la ley de Stokes, es el mtodode la pipeta.

Mtodo de la pipeta: la diferencia de cantidad dematerial slido que permanece en suspensin a unaprofundidad dada en dos tiempos dados, representanla cantidad de material que se ha asentado o despla-zado ms all de la profundidad de medida, en el in-tervalo de tiempo. La distancia recorrida por laspartculas, en un determinado tiempo, define una ve-locidad de sedimentacin la cual, a travs de lo ex-puesto, puede relacionarse con el tamao de estaspartculas.Uno de los mtodos ms difundidos y exactos para

medir la concentracin de las partculas en suspensines tomar con una pipeta una muestra de la suspensina la profundidad deseada. Se puede determinar lacantidad de slido en el volumen que se ha tomadocomo muestra, evaporando el agua, secando el resi-duo y pesndolo. Este mtodo necesita que la pipetasea llenada a una velocidad uniforme.

Mtodo del hidrmetro: consiste en determinar, endiferentes tiempos, la cantidad de slidos en el ma-terial en suspensin. La densidad de la suspensin semide por medio de un hidrmetro especial (la pro-fundidad del centro de flotacin del hidrmetro varacon la densidad de la suspensin). A su vez, la den-sidad del medio se relaciona con la cantidad o por-centaje de partculas en suspensin, para lo cual fuenecesario calibrar la metodologa con numerosossuelos. El dimetro equivalente de estas partculasen suspensin se estima a travs de la velocidad desedimentacin, aplicando la ley de Stokes. Se reali-zan lecturas con el hidrmetro a diferentes tiempos,obtenindose una curva de distribucin de tamao departculas.

Figura 6: Grafico que muestra los porcentajes de arcilla (menos de 0,002 mm), limo (0,002- 0,05 mm) y arena (0,05-2,0 mm) en las clases

texturales bsicas del suelo.


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El mtodo del hidrmetro es ms rpido pero menospreciso que el de la pipeta. El primero es un mtodo ca-librado (estimativo) que, adems, da una lectura prome-dio de la densidad de toda la suspensin. Con la pipeta,en cambio, se realizan lecturas puntuales dentro de lasuspensin, determinndose directamente la cantidad departculas presentes. Sin embargo, con el mtodo de lapipeta tampoco se obtiene una determinacin completa-mente real de la distribucin de tamao de partculaspues, en el mismo, se aceptan como ciertos, una serie decondiciones que, en la realidad no se cumplen o bien slose dan en forma parcial. Por ejemplo, para que la ley deStokes se aplique correctamente debe cumplirse, entreotras cosas, lo siguiente: 1. Las partculas deben ser lo suficientemente grandes

para no ser afectadas por el movimiento Browniano. 2. Las partculas deben ser esfricas y todas de igual

densidad. 3. La suspensin debe ser lo suficientemente diluida

para que no exista interferencia de una partcula consus vecinas.

En definitiva, el anlisis mecnico del suelo slo brinda

un resultado aproximado de la real distribucin de ta-mao de partculas. Otro inconveniente del mismo es queno hace distincin entre los diferentes tipos de arcillaspresentes en el material analizado.

PROPIEDADES Y SIGNIFICACIN AGROLGICA DELA TEXTURA

En la Tabla 3 se indican algunas de las propiedadesms relevantes de las diferentes fracciones granulom-tricas y su efecto en la actividad agrcola.

DENSIDAD DE LAS PARTCULAS PESO ESPECFICO REAL

La densidad de las partculas (DP) o peso especficoreal (PER) se define como la relacin entre la masa totalde los slidos y el volumen de los mismos, sin incluir elespacio poroso. Las unidades de expresin son g/cm3 ot/m3. La DP permite calcular, entre otras cosas, la poosi-dad total del suelo, junto con la densidad aparente, es-tablecindose las relaciones volumtricas entre las fasesslida, lquida y gaseosa.

Tabla 3: Significacin agrolgica de la textura.


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Aunque pueden observarse considerables variacionesen la densidad de los suelos minerales individuales (Ta-blas 4 y 5), las cifras para la mayor parte de los mismosvaran entre los estrechos lmites de 2,60 a 2,75. Esto esas porque el cuarzo, feldespato y silicatos coloidales, condensidades dentro de estas cifras constituyen, por lo re-gular, la mayor parte de los suelos minerales. Por excep-cin, cuando estn presentes cantidades anormales deminerales pesados, como magnetita, granates, epidota,etc., la densidad de las partculas de un mineral puedeexceder de 2,75.

Debido a que la materia orgnica pese mucho menosque un volumen igual de slidos minerales, la cantidadde ese constituyente en un suelo, afecta marcadamentea la densidad de las partculas.Para clculos generales, el trmino medio de la DP, en unsuelo mineral, puede considerarse igual a 2,65 g/cm3.

DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE LAS PARTI-CULAS

El mtodo del picnmetro es el ms empleado paraedir la DP. Se basa en determinar la masa y el volumende los slidos del suelo a travs de un frasco (picnme-tro) de volumen conocido.

Procedimiento1. Pesar el picnmetro limpio y seco (P).2. Agregar 10 g de suelo seco y pesar (Ps).3. Agregar agua destilada1 hasta llenar el picnmetro.

El aire se elimina llevando a ebullicin y agitando.4. Pesar el picnmetro con el suelo y el agua (Ps+a).

5. Limpiar el picnmetro y aforarlo con agua destiladahervida y pesarlo (Pa).

Clculos

DENSIDAD APARENTE O PESO ESPEC-FICO APARENTE

Es la relacin entre la masa del suelo seco y el volu-men total del mismo, incluyendo el espacio poroso. Susunidades de medida son las mismas de la DP.

Es una caracterstica del suelo que reviste importanciapara el agrnomo pues, a travs de ella, se puede calcu-lar el espacio poroso total, transformar la humedad gra-vimtrica en volumtrica, para conocer el peso de la capaarable, para calcular lminas de riego, etc.

La Densidad Aparente (DA) vara con la textura, es-tructura, compactacin, materia orgnica, actividad bio-lgica composicin mineralgica del suelo.

Textura: los suelos de textura fina tienen valores deDA menores que los suelos de texturas gruesas. Estose explica por el mayor espacio poroso total de los pri-meros (aunque en la geometra porosa abunden losporos pequeos).

Estructura: las partculas elementales del suelo sehallan agrupadas en agregados que originan un mayorespacio poroso originando por lo tanto, una DA msbajo. El tipo de estructura tambin tiene importancia:estructuras con agregados pequeos generan unamayor porosidad que con agregados gruesos.

Compactacin: en la medida en que disminuya el es-pacio poroso, la DA aumentar, de ah que, por efectode la compactacin, ste parmetro aumente. Lascapas inferiores del suelo suelen registrar un valor deDA mayor que las superiores debido al menor conte-nido de materia orgnica, a la presin de las capas su-periores y a su, generalmente, menor estructuracin.El laboreo excesivo o el trnsito de maquinarias, pue-den generar, fuerte compactacin.

Materia orgnica: influye en la DA en la medida queafecta la estructura del suelo. Por otro lado, en sueloscon elevado contenido de materia orgnica, la DA serpequeo dado el bajo valor de DA del material org-nico.

Actividad biolgica: la actividad de la mesofauna yde races originan canalculos y bioporos, especial-mente en los horizontes superiores, aumentando laporosidad y, consecuentemente, disminuyendo los va-lores de DA.

Composicin granulomtrica: Como ya se men-cion, el material constituyente del suelo presenta di-ferentes valores de DP, a la cual se le asigna un valor

Tabla 4: Densidad de las partculas de distintos componentes de la

fase slida del suelo.

Tabla 5: Densidad de las partculas de distintos suelos.

1 Para determinaciones ms precisas, especialmente en suelos con partculas de superficies muy activas (arcillas), debe usarse un lquido no

polar.


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promedio de 2.65. Sin embargo, en suelos con predo-minio de materiales livianos (materia orgnica, vidriovolcnico, etc.) el valor de de DP ser bajo y conse-cuentemente tambin lo ser el valor de DA. Casocontrario con materiales pesados, tendremos elevadosvalores de DP y DA (Tabla 6)

En resumen, la DA es un parmetro importante comovalor diagnstico del estado estructural de los suelos, delgrado de compactacin de los mismos del estado delsuelo como medio para el crecimiento y desarrollo de lasplantas.

MTODOS DE DETERMINACIN DE LA DA

Mtodo del cilindro: este mtodo consiste en tomaruna muestra de suelo no alterada en un cilindro devolumen conocido. Se seca a estufa a 105 hasta pesoconstante. La DA ser igual a:

Mtodo del orificio: se realiza un orificio en el suelomediante el uso de barrenos especiales y se deter-mina el peso de la muestra secada a estufa a 105. Elvolumen se determina recubriendo el orificio con unamembrana de material plstico y llenando el espaciocon agua; posteriormente se determina el volumenocupado por el agua con la ayuda de una probeta.

Mtodos radiomtricos: consiste en utilizar apara-tos emisores y receptores de rayos gamma. La pr-dida de energa de los rayos emitidos est en relacincon el nmero de choques efectuados hasta llegar alreceptor y por lo tanto, en relacin tambin con la DAy el contenido de humedad del suelo. Las ventajas sonla rapidez y la escasa o nula perturbacin del suelocon lo que se pueden realizar numerosas muestras enun mismo lugar, a travs del tiempo. Pero son apara-tos de elevado costo y de menor precisin que losmtodos de medicin directa de la DA.

Mtodo del terrn parafinado: se pesa un agre-gado de suelo y luego se lo recubre e impermeabiliza

con parafina. El volumen del agregado se determinaa travs del desplazamiento de un lquido de densidadconocida.

ESTRUCTURA DEL SUELO

Un conjunto de ladrillos dispuestos desordenadamentey al azar constituye slo una pila o estriba de ladrillos.Sin embargo, los mismos ladrillos dispuestos ordenada-mente y unidos entre s, puede dar lugar a una casa o auna fbrica. De la misma manera, el suelo puede ser sloun conjunto de partculas sueltas, desordenadas; o bienestar constituido por estas mismas partculas unidasentre s conformando un arreglo espacial, con una deter-minada forma y tamao, bien definidos.

El arreglo y la organizacin de las partculas constitu-tivas del suelo, se conoce como estructura del suelo. Lasunidades secundarias que se forman de la unin de laspartculas primarias o individuales del suelo, se denominaagregados. Tales patrones o arreglos espaciales nece-sariamente incluyen espacios porosos.

Existen fuerzas que mantienen unidos esos compo-nentes y que permiten que los agregados se comportencomo una unidad. Tales fuerzas son mayores que aque-llas que unen agregados adyacentes, de esa forma, alaplicarse una presin sobre una masa de suelo, los agre-gados se separan por superficies naturales de fragilidad,que representan los lmites entre agregados.

A diferencia de un agregado, un terrn es causado poruna perturbacin, por ejemplo de aradura, que moldeael suelo en forma temporal, deshacindose al someterlaa humedecimientos y secados repetidos.

Las partculas del suelo difieren en forma, tamao yorientacin, sus masas pueden estar asociadas e interli-gadas en diferentes formas, presentando configuracionescomplejas e irregulares, las cuales son, en general, dif-ciles de caracterizar en trminos exactos. Por otro lado,la estructura del suelo tiene una naturaleza variable, muyafectada por condiciones climticas, biolgicas y de ma-nejo. Por estas razones, la estructura del suelo denota unconcepto cualitativo ms que una propiedad cuantitativa.

Desde un punto de vista terico, pueden distinguirsemicroagregados, con dimetros menores a 0,250 mm ymacroagregados, con dimetros entre 0,250 y 10 mm.

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACION DEAGREGADOS

Los microagregados estn formados por coloides or-gnicos y partculas minerales (arcilla, limo y arenas finasy muy finas), que se mantienen unidas entre s por fuer-zas intermoleculares, capilares y qumicas.

Fuerzas capilares: cuando un suelo est seco, laspartculas individuales estn rodeadas por aire, no ac-tan las fuerzas intermoleculares. El humedecimientoprovoca la formacin de una pelcula de agua alrede-dor de cada partcula. El contacto entre pelculas dalugar a la formacin de un menisco, el cual ejerce una

Tabla 6: Valores comunes de DA.


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fuerza de traccin (de igual valor a la tensin capilar),acercando las partculas entre s. Dicho fenmeno seincrementa al disminuir el contenido hdrico, posibili-tando que acten fuerzas de Van der Waals. Al dismi-nuir el contenido hdrico, aumenta la curvatura delmenisco, aumentando la tensin capilar, la cual es in-versamente proporcional al radio del menisco (Figura7). Por el contrario, cuando el contenido de agua esexcesivo, las partculas tienden a separarse, fluyen.Existe un contenido de humedad en el cual las part-culas estn lo suficientemente cerca como para quecomiencen a actuar las fuerzas intermoleculares: con-tenido de humedad crtico. Es el contenido de hume-dad que favorece la formacin de estructura y es elideal para laborear el suelo. Normalmente se consi-dera que este contenido crtico de humedad corres-ponde a un 60 a 70% de la capacidad de campo.

Fuerzas intermoleculares (Van der Waals): sonfuerzas muy grandes que actan a distancias muycortas, la intensidad de la atraccin disminuye con ladistancia a la sexta potencia. Cuando predominanestas fuerzas sobre las de repulsin, el suelo se en-cuentra floculado, estado previo y necesario para lle-gar a la agregacin. Para que el acercamiento entrepartculas, debido a fuerzas capilares, provoque unafloculacin de las mismas, las fuerzas de atraccin(Van der Waals) deben prevalecer sobra las de repul-sin. Para esto ltimo, la doble capa elctrica debeestar contrada.

Fuerzas qumicas: son las responsables de la esta-bilizacin de los agregados, especialmente frente a laaccin dispersante del agua. Esto se logra a travs dela cementacin.Un pre-requisito para la agregacin es que la arcillaest floculada. Sin embargo, la floculacin no es sufi-ciente, por s sola, para que exista agregacin. Laagregacin es floculacin y algo ms. Este algo mses la cementacin. Un agente cementante es un com-puesto que, sufriendo un cambio qumico (provocado

por cambios en el contenido hdrico) provoca un en-durecimiento.Existen diferentes sustancias cementantes: Elementos ferruginosos: el hierro frrico (Fe3+)

al reducirse, por ejemplo cuando hay exceso deagua en el suelo, pasa a formas ferrosas (Fe2+). Elhierro ferroso es mvil y puede difundir al interiorde los microagregados. Cuando el exceso de aguadesaparece y el hierro pasa a su forma oxidada,precipita como xido frrico. Posteriormente, esteltimo, al ir deshidratndose, va transformndoseen xidos con diferentes cantidades de molculasde agua.

El Fe(OH)3 explica la mayor estabilidad de los sue-los que sufren cortos perodos de hidromorfa. Losxidos de hierro, tpicos de suelos tropicales (Oxi-soles, principalmente), favorecen la mayor estabi-lidad estructural de estos suelos, pues actancomo cementantes.

Bicarbonato de Calcio y Magnesio: el carbonatode calcio, al hidratarse, se transforma en calcita,la cual acta como cementante.

Fosfatos de Calcio: el fosfato dicido de calcio,soluble, puede transformarse en monocido, formamenos soluble y, finalmente en fosfato triclcico,el cual es an menos soluble, actuando, bajo estaforma, como agente cementante.

Los macroagregados estn formados por las partculasminerales ms grandes (arenas medias y gruesas) y/opor los mismos microagregados unidos por coloides or-gnicos e inorgnicos floculados; estos ltimos actancomo ligantes.

En la Figura 8 se presenta un modelo que da una basepara considerar cmo se renen las partculas para con-formar unidades mayores.

Las partculas de arcillas se muestran como dominios,consistentes en varias partculas de arcilla mantenidasjuntas cara con cara; los dominios pueden unirse, a suvez, a travs de fuerzas electrostticas o por polmerosorgnicos. Estos polmeros pueden tambin ligar partcu-las de arcilla a la superficie de las partculas de limo oarena.

Se puede observar el importante papel que cumple lamateria orgnica en la estabilidad de los agregados.

Figura 7: Fuerzas capilares actuando entre las partculas del suelo.

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Cualquiera sea el mecanismo interviniente, el efecto dela materia orgnica en la estabilidad de los agregados, seresume en lo siguiente:

Reduce el hinchamiento de los coloides: la mate-ria orgnica puede formar, junto con las arcillas, com-plejos arcillo-hmicos, reducindose la capacidad dehinchamiento de la arcilla y, como consecuencia, au-mentando la estabilidad de los agregados. Este com-plejo arcillo-hmico reduce, tambin, la humectabilidadde los agregados, como consecuencia de la condicinhidrfoba de la materia orgnica.

Reduce la fuerza destructiva del aire entram-pado: si un agregado es sumergido rpidamente enagua, el aire contenido en los poros no tiene tiempo deescapar y ejerce una presin, la cual se incrementa conel calor de mojadura. Si esta presin es mayor que lasfuerzas que mantienen unido el agregado, ste se des-truye. La materia orgnica retarda el humedecimientopues es hidrfoba, permitiendo que el aire tenga opor-tunidad de escapar.

La relacin entre la agregacin y la materia orgnicaes un proceso dinmico. La estabilidad de los agregadosest cambiando continuamente a medida que se aade ydescompone materia orgnica. Los agentes cementantesque se forman estabilizan los grnulos y luego se descom-ponen haciendo los agregados menos estables (Figura 9).

En la figura, el punto mximo de la curva representala agregacin producida por los cuerpos microbianos delsuelo. El efecto ms importante, el cual ocurre en el pe-rodo de intensa actividad biolgica, es la ligadura mec-nica por los micelios de los hongos, actinomicetes yclulas bacterianas. Este tipo de estabilidad de los agre-gados es slo temporal, pues los micelios y las clulas sedescomponen por accin bacteriana al declinar la inten-sidad de la accin biolgica. La estabilizacin de la es-tructura entra luego en la fase en que los productos

transitorios de la sntesis microbiana promueven la esta-bilidad de los agregados. Estos productos de lenta des-composicin biolgica son los polisacridos y compuestossimilares.

Los polisacridos, en particular, parecen favorecen laestabilidad de los agregados naturales, sus molculasconforman una estructura alargada, lineal y flexible (ca-ractersticas que facilitan la constitucin de la red) quefavorece el contacto estrecho con las partculas, unin-dolas entre s; en la cadena contienen gran nmero degrupos oxhidrilos, carboxilos, fenlicos, etc. No obstantesu labilidad, ya que los microorganismos las descompo-nen rpidamente, estas sustancias constituyen una parteconsiderable de la materia orgnica del suelo.

Estas curvas resaltan la necesidad de llevar abundantemateria orgnica a los suelos para mantener una granu-lacin estable.

FACTORES QUE AFECTAN LA GNESIS DE LA ES-TRUCTURA

Los macroagregados resultan de la asociacin de losmicroagregados entre s o estos ltimos con partculas in-dividuales (arena o limo). En estas asociaciones la materiaorgnica juega, probablemente, el rol ms importante:como sustancia ligante. La macroestructura puede gene-rarse tambin a travs de la fragmentacin de masamayor de suelo, a travs de los procesos que se vern acontinuacin.

Los principales factores que controlan la formacin yestabilizacin de los macroagregados son el humedeci-miento y secado, hielo y deshielo, efecto de la races, ac-tividad biolgica y clima.

Humedecimiento y secado: estos fenmenos origi-nan planos de debilitamiento ocasionados por tensionesy presiones diferenciales en el suelo. Los planos de rup-tura debido a la eliminacin del agua son, principal-mente en sentido vertical. El secado, por otro lado,tiende a incrementar la estabilidad de los agregados alproducir la deshidratacin de los cementantes y ligan-tes del suelo.

Figura 8: Modelo de unin de los agregados.

Figura 9: Estabilizacin de la estructura del suelo por la materia or-

gnica.

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Fsica del Suelo

Congelamiento y descongelamiento: la formacinde hielo y su accin agregante depende del contenidode aguan en el suelo, la distribucin de poros y la ve-locidad de congelamiento. El congelamiento afecta laagregacin debido a la expansin del agua al pasar ahielo dentro del suelo. En suelos de texturas gruesas,el agua se congela en su lugar, pero en suelos de tex-turas finas, se presenta movimiento de agua hacia lossitios congelados formndose all, lentes de hielo. Amedida que las capas lenticulares crecen, el suelo secomprime y se levanta. Las fisuras agrandadas por laexpansin del agua al congelarse, presentan mayor ca-pacidad de agua cuando el hielo se ha derretido y pue-den agrandarse ms cuando se congela de nuevo.Enfriamientos rpidos ocasionan un congelamientobrusco y el rompimiento de agregados, al dispersar elsuelo. Los efectos de la congelacin-descongelacinpueden ser tambin desfavorables, especialmente si lalluvia o el drenaje pobre causan el amasado durante lafase de descongelamiento.

Efecto de las races: las races de las plantas en cre-cimiento influyen en la agregacin de varias formas:las presiones ejercidas por las races en el suelo pro-ducen compresin y separacin de los agregados; latoma de agua a travs de las races causa una deshi-dratacin diferencial, con la formacin de numerosas ypequeas grietas y posterior formacin de agregados.Las pequeas raicillas mantienen juntas las partculasa travs de la exudacin de sustancias orgnicas, lascuales, mediante transformacin microbiana, se con-vierten en sustancias ligantes.

Efecto de los microorganismos: los residuos vege-tales, tanto del follaje como de las races muertas, fa-vorecen la actividad biolgica del suelo (importantefactor de agregacin). La actividad microbiana originaproductos capaces de unir las partculas del suelo entres. Los micelios de los hongos, por otro lado, puedenunir las partculas y microagregados entre s por accinmecnica, favoreciendo la formacin de agregados.

Efecto de la fauna del suelo: la accin combinada dearaas, nematodos, insectos, y, en especial, la lombrizde tierra, entre otros, determinan un efecto pronun-ciado sobre la formacin estructural. Las lombrices detierra promueven una mejor agregacin, tanto en ta-mao como en estabilidad de los agregados. La presinejercida en el suelo en la deposicin de las heces de laslombrices, favorece la agregacin. Los pellets fecalesde las lombrices de tierra presentan una estabilidad es-tructural elevada debido a su alto contenido de materiaorgnica.

Efecto del clima: debemos considerar el efecto delclima a corto y a largo plazo.

A corto plazo: el clima obra a travs de su influen-cia en los procesos de desecacin y humectacin yde congelamiento y descongelamiento.

A largo plazo: se debe considerar el efecto zonalde las precipitaciones y de la temperatura, bsica-mente como determinantes de la cantidad y calidadde la materia orgnica. Al mantener la temperaturaconstante y la precipitacin como variable, se pro-duce un cambio en el porcentaje de los agregados.

En el ejemplo de la Figura 10, la fraccin de agregadoses baja en los Aridisoles, es mxima en los Molisolesy desciende en los Espodosoles. La explicacin puederelacionarse con la presencia de arcilla y materialeshmicos: escasos en los Aridisoles y mximo en losMolisoles. En los Espodosoles, en cambio, la clase dematerial hmico, la lixiviacin de elementos cemen-tantes y destruccin de arcillas, ayudan a explicarestos resultados.

Cuando la precipitacin se mantiene constante y latemperatura es variable, se aprecia una disminucinen los agregados de limo y arcilla en los Molisoles de-bido, aparentemente, al menor contenido de materiaorgnica a medida que aumenta la temperatura (Fi-gura 11). En los Espodosoles y Oxisoles, las causasparecen estar relacionadas, con los materiales hmi-cos y la lixiviacin y destruccin de arcillas, en los Es-podosoles y lo altos contenidos de hierro y aluminio,en los Oxisoles (cementacin mediante compuestosdeshidratados de hierro y aluminio).

Figura 10: Relacin entre agregados y la precipitacin.

Figura 11: Relacin entre agregacin y temperatura.

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Fsica del Suelo

Accin del hombre: el hombre a travs del uso ymanejo del suelo, afecta la estructura del mismo. Ellaboreo pone en evidencia la estructura preexistentedel suelo pero no la mejora y, a la larga, la deteriora.El hombre puede favorecer la formacin de estructuramanejando los factores mencionados. Por ejemplo, in-corporando materia orgnica, no trabajando el sueloen exceso ni en condiciones desfavorables; modifi-cando, en los suelos sdicos, la constitucin del com-plejo de cambio con el agregado de calcio, etc.

CLASIFICACIN DE LA ESTRUCTURA EN EL CAMPO

Un criterio de clasificacin de la estructura, en des-cripciones a campo, se basa en determinar los siguientesaspectos.

a) Tipo y subtipo de estructura, segn la forma gene-ral y la ordenacin de los agregados.

b) La clase de estructura, segn el tamao de losagregados

c) El grado de estructura, determinado por la distin-cin y durabilidad de los agregados.

Se reconocen cuatro tipos primarios de estructura,con sus respectivos subtipos, a saber:

1. Bloque: partculas dispuestas alrededor de unpunto y limitadas por superficies lisas o redondas.Bloques angulares: cando los bloques se encuen-tran limitados por planos que se interceptan en n-gulos relativamente agudos.Bloques subangulares: cuando los bloques pre-sentan caras redondeadas y planas con vrtices,en su mayora, redondeados.

2. Esferoidal: las partculas se encuentran alrededorde un punto, limitadas por superficies convexas omuy irregulares que no se acomodan a los agrega-dos laterales.Granular: relativamente no poroso.Migajoso: relativamente poroso.

3. Prismtica: semejantes a prismas, con las part-culas arregladas alrededor una lnea vertical y limi-tadas por superficies verticales relativamente lisas.Prismtica: sin los extremos superiores redonde-ados.Columnares: con los extremos superiores redon-deados.

4. Laminar: con las partculas dispuestas alrededorde un plano horizontal.

Un material puede no presentar estructura, esto ocu-rre cuando no se observa agregacin o arreglo ordena-damente definido de superficies naturales de debilidad.Se dice que el material es masivo, cuando es coherentey de grano simple, si no es coherente.

Muchos horizontes de suelo tienen estructuras com-puestas que consisten de uno o ms conjuntos de agre-gados pequeos unidos en agregados mayores; cuandolos agregados mayores son perturbados, pueden desha-

cerse en los agregados menores.Una estructura mixta es cuando coexisten en un

mismo horizonte, dos tipos de estructura.

SIGNIFICADO AGRONMICO DE LA ESTRUCTURA

La estructura del suelo tiene influencia en la mayorade los factores de crecimiento de las plantas, siendo, endeterminados casos, un factor limitante de la produccin.

Una de las primeras consecuencias de la estructura eshacer del suelo un medio poroso; ese espacio poroso, asu vez, puede estar ocupado por agua y por aire. De ahque la estructura afecta marcadamente la relacin volu-mtrica porcentual de las tres fases constitutivas delsuelo (slida, lquida y gaseosa), con directa influenciaen las relaciones suelo-agua-planta.

La estructura afecta directamente muchas de las pro-piedades del suelo, entre ellas, la retencin y la conduc-cin del agua, que dependen del espacio poroso, deltamao y la distribucin de los poros; influye en las ope-raciones de labranza y en el crecimiento vegetal a travsde sus efectos sobre el ambiente del suelo en el queopera el sistema radical. La estructura afecta tanto el su-ministro de agua como la capacidad de aire, la tempera-tura del suelo y la resistencia que ofrece al crecimientode las races.

Una estructura desfavorable puede acarrear proble-mas en el desarrollo de las plantas, tales como el excesoo deficiencias de agua, la falta de aire, la incidencia deenfermedades, la baja actividad microbiana, el impedi-mento para el desarrollo de las races, etc. Por el contra-rio, una estructura favorable permitir que los factoresde crecimiento acten eficientemente y se obtengan, enconsecuencia, los mayores rendimientos en las cosechas.

ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA

Se dijo que la estructura del suelo tiene una natura-leza variable, muy afectada por condiciones climticas,biolgicas y de manejo. As un suelo virgen o con muypocos aos de agricultura puede presentar un buen des-arrollo estructural con una porosidad que asegure una re-lacin equilibrada entre las fases lquida y gaseosa.Sometido o expuesto a las diferentes fuerzas disociantes,se producir una degradacin de su estructura y con ella,una prdida de sus caractersticas agronmicas favora-bles.

Se entiende por estabilidad estructural a la medida dela resistencia de los agregados a la ruptura cuando sonsometidos a procesos potencialmente destructivos. Talmedida no es absoluta ya que depende del suelo y de laintensidad y naturaleza de las fuerzas aplicadas.

Existen varios mecanismos involucrados en la destruc-cin de los agregados, los cuales se mencionan a conti-nuacin.

Dispersin: este proceso se manifiesta en los suelossdicos o por la accin de aguas sdicas en el suelo.Es conocido el efecto dispersante del catin sodio

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Fsica del Suelo

cuando se encuentra en cantidades apreciables en elcomplejo de cambio. La manera de controlar este me-canismo de destruccin de la estructura es a travsdel reemplazo, en el complejo de cambio, del catinsodio por cationes bivalentes, de tal forma de promo-ver la floculacin. Adems, evitar el riego con agua dealto contenido en sodio.

Efecto del aire entrampado: si un agregado desuelo con escaso contenido de humedad es sumergidorpidamente en agua, sta ingresar por toda su pe-riferia, por sus poros capilares, interconectados entres. A medida que el frente de humedecimiento vaavanzando, el agua comprime el aire atrapado en elinterior del agregado, el cual no puede escapar puesel agua ocupa las salidas. Por otro lado se produce uincremento de temperatura del aire como consecuen-cia del calor de mojadura. El aumento de la presindel aire entrampado y de su temperatura destruir elagregado en el momento que las fuerzas de cohesininterna de este, sean superadas. El proceso se visua-liza a travs de la liberacin de burbujas de aire, que,finalmente, logra escapar.La intensidad del proceso va a depender de la inten-sidad de las fuerzas que mantienen unidas a las par-tculas que constituyen el agregado, de la velocidadde humectacin, de la humectabilidad de los agrega-dos y del contenido inicial de humedad. A medida queel contenido inicial de los agregados sea bajo, el aguaingresar con mayor rapidez ocasionando un agrava-miento del proceso. La presencia de sustancias ce-mentantes y ligantes, aumentara la resistencia de losagregados a destruirse. La materia orgnica juega unrol muy importante pues, acta como ligante y ade-ms por su carcter hidrfobo, el cual provoca unadisminucin de la velocidad de ingreso del agua a losagregados, minimizando el efecto destructivo. La ten-sin superficial y la viscosidad del agua afectarn,igualmente, la velocidad de ingreso del agua a losagregados, pero son factores que no manejamos enforma prctica.

Impacto de la gota de lluvia: las gotas de lluvia im-pactan sobre el suelo superficial con una fuerza pro-porcional a la masa y a la velocidad de cada de dichasgotas (Energa cintica = m x v2). Esta fuerza de im-pacto lleva a la degradacin del suelo. Cuando el aguaprecipitada comienza a superar la velocidad de infil-tracin del suelo, se forma una pelcula de agua sobrela superficie, en la cual quedan en suspensin las par-tculas del suelo (dispersas por efecto mecnico de lasgotas al impactar). Si la superficie se presenta incli-nada, el agua de escorrenta arrastrar las partculasdispersas (erosin), caso contrario, sobre una super-ficie plana o cncava, el agua permanecer en el sitio,producindose la decantacin de dichas partculas. Sedepositarn primero las arenas, luego el limo y, final-mente, sellando los poros ms pequeos, las arcillas.Se forma as una costra que se ir secando, endure-

cindose y transformndose en un sello superficial(suelo planchado)Este sello o costra, que solo presenta unos pocos mi-lmetros de espesor, por sus escasa porosidad, reducenotablemente el paso de agua y gases desde la su-perficie a las capas inferiores del suelo. Por otro lado,segn su dureza, puede ser un severo impedimentomecnico para la emergencia de plntulas de los cul-tivos, obligando al agricultor, en casos extremos, a re-alizar una resiembra.

Sistemas de cultivo y labranza: la influencia de losdistintos cultivos sobre la agregacin, es una funcinde la potencialidad de sus races en la formacin deagregados, del efecto sobre la actividad biolgica, delgrado de proteccin que ofrezcan al suelo y de lasprcticas de cultivo incluidas.As cultivos que provean de poca cobertura, poca ma-teria orgnica y que requieran labranzas intensivas,tienden a degradar la estructura. Lo contrario ocurrecon los cultivos perennes, con extensos sistemas ra-diculares, con aportes continuos de materia orgnicay una efectiva proteccin contra la erosin.Muchas prcticas agrcolas afectan la estructura delsuelo. La maquinaria y los animales compactan elsuelo, mientras que la labranza los afloja modificandolos agregados hasta lograr el tamao deseado. La la-branza tambin puede tener efectos adversos debidoa que expone los agregados y puede compactar y des-lizar el suelo debajo de la profundidad del labranza,formando un pie de arado. Tambin acelera la velo-cidad de descomposicin de la materia orgnica, afec-tando con ello la estabilidad de los agregados. Laoportunidad de labranza es tambin un efecto impor-tante pues, cuando el laboreo se realiza en condicio-nes no adecuadas de humedad, se produce undeterioro de la estructura.

METODOS DE DETERMINACIN DE LA ESTABILI-DAD DE LA ESTRUCTURA

Muchos investigadores prefieren utilizar la estabilidadde los agregados ms que, por ejemplo, la distribucindel tamao de los mismos, como ndice de la estructuraen el campo. Esta decisin se basa, principalmente, enel hecho que la resistencia a la ruptura de los agregadosfrente a furzas destructivas, parece relacionarse en granmedida con importantes fenmenos observados acampo.

Los poros de mayor tamao, relacionados con la es-tructuracin del suelo, favorecen la tasa de infiltracin,una buena aireacin para el desarrollo de las plantas, etc.Inmediatamente de ocurrido el laboreo del suelo, gene-ralmente estos poros son abundantes. Sin embargo, supermanencia en el suelo va a depender, fundamental-mente, de la estabilidad de los agregados.

Por otro lado, la erodabilidad de los suelos va a dis-minuir a medida que la estabilidad estructural aumenta.

Para evaluar la estabilidad estructural, los fsicos de

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Fsica del Suelo

suelo someten a los agregados a fuerzas destructivas in-ducidas artificialmente, de forma de simular los fenme-nos, que, naturalmente, se producen en el campo. Lanaturaleza de estas fuerzas aplicadas artificialmente vaa depender de la percepcin particular que tiene el in-vestigador del fenmeno que pretende reproducir. De talmodo que algunas metodologas se basan en el efectodestructivo del viento; otras en la accin degradante delagua y sea por inmersin o por efecto mecnico de lasgotas de lluvia, etc.

Sin embargo, el concepto de estabilidad estructural serelaciona, principalmente, con la resistencia de los agre-gados a la accin del agua. A continuacin se describenbrevemente algunas de las metodologas ms utilizadaspara la determinacin de la estabilidad de la estructura.

Mtodo francs (Henin): este mtodo destaca elefecto del aire entrampado como agente deteriorantede la estructura. El mismo consiste en someter elsuelo a tres pre-tratamientos: agua, alcohol etlico ybenceno y luego evaluar la cantidad de suelo quequeda retenido en un tamiz. El tamizado se realizabajo el agua, se utiliza un aparato que produce un mo-vimiento helicoidal anlogo al que se le imprime altamiz cuando la operacin se hace a mano. Con losresultados se puede establecer un ndice de estabili-dad estructural.Con el pre-tratamiento con alcohol etlico (o lquido si-milar), se atena el efecto de estallido pues favorecela expulsin del aire contenido en los agregados. El al-cohol etlico, de mayor viscosidad y menor tensin su-perficial que el agua, penetra ms lentamente queesta, de tal manera que favorece la expulsin del aireinterno. Cuando la muestra se sumerge a continuacinen agua, el efecto estallido disminuye.Para destacar la caracterstica hidrofbica de la mate-ria orgnica, se utiliza el pre-tratamiento con benceno(lquido orgnico no miscible con el agua ni fijado porla materia mineral), la materia orgnica presente fijael benceno, rodendose de una pelcula que protegeal agregado del contacto con el agua.En general, se comprueba que el pre-tratamiento delsuelo con alcohol permite obtener ms agregados es-tables (siempre que el suelo no sea sdico) que conagua. El suelo con materia orgnica da, despus deltratamiento con benceno, tantos o ms agregados quedespus del tratamiento con alcohol; el mismo suelosdico, con contenido de materia orgnica, se dispersamenos.

Mtodo de la gota (McCalla): este mtodo destaca elefecto destructivo de la gota de agua al impactar sobrelos agregados desnudos.Agregados individuales del suelo son sometidos a la ac-cin destructiva de gotas de agua aplicadas de una ma-nera estandarizada. El nmero total de gotas requeridaspara la destruccin total del agregado o la fraccin desuelo que an permanece agregado luego de un tiempodado, son indicativos de la estabilidad estructural.

Mtodo del tamizado en seco y en hmedo (DeLeenheer and De Boodt): con esta tcnica se pre-tende evidenciar, principalmente, el efecto disgre-gante del agua saturando el suelo.Una muestra de suelo seco en estufa es colocada enun juego de tamices de diferentes tamaos. Se tamizael suelo y se pesan los agregados de diferentes tama-os obtenidos. Por otro lado, una muestra similar, previamente hu-medecida con agua, se tamiza en forma similar a laanterior pero bajo el agua. El humedecimiento previoal tamizado bajo el agua, evita la destruccin de losagregados por efecto del aire entrampado. En amboscasos, el tamizado se realizar con movimientos as-cendentes y descendentes constantes y sistemticos.Con los agregados obtenidos en ambos tamizados(seco y mojado) se elaboran grficos que muestran elporciento en peso de los diferentes tamaos de agre-gados (Figura 12).

Con un planmetro se determina la superficie com-prendida entre ambas curvas. Este valor de rea esutilizado para la elaboracin de un ndice de estabili-dad estructural. Mientras ms pequea es el reaentre las curvas, ms estables sern los agregados yviceversa.

POROSIDAD

El porcentaje de espacio poroso que hay en el suelose puede calcular del DA y del DP, si ambos se expresanen la misma unidad de medida. Con la formula siguientese obtiene el porcentaje de suelo que est formado porpartculas slidas.

Ese porcentaje, restados del volumen total, nos darel porcentaje de espacio poroso, de all la formula:

Figura 12: Determinacin grfica de los cambios en el dimetro

medio ponderado, en hmedo y en seco, en un suelo arenoso (A) y

en uno franco (B).

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Mediante esta expresin se conoce el porcentaje, envolumen, del espacio poroso, pero no las dimensiones deestos poros. Los suelos con texturas gruesas, en general,tiene un porcentaje menor (3050%) que los suelos detexturas finas (4060%); mientras que los orgnicostiene una porosidad total superior a ambos. De manerasimilar, estructuras finas generan porosidades superioresa las ocasionadas por estructuras gruesas.

Un suelo idea es aquel que tiene espacio poroso divi-dido por igual entre poros grandes y pequeos. Tal suelotiene un alto grado de caractersticas fsicas favorablesen relacin con la aireacin, permeabilidad y retencinde humedad.

Como se mencion, el DP tiene muy pocas variacionesen los suelos, de ah que la porosidad total guarda unaestrecha relacin con los valores de DA. A mayores valo-res de DA, menor porosidad y viceversa.

Diversos autores han clasificado a los poros del sueloen funcin a la relacin existente entre el tamao de losmismos y la fuerza con que estos retienen el agua.

Estas clasificaciones son solo aproximadas a la reali-dad, puesto que fueron obtenidas a partir de tcnicas queno toman en cuenta todas las variables que participan enla transmisin y almacenamiento de agua. Por otro lado,el tamao de los poros fue determinado a travs de m-todos indirectos como por ejemplo mediante el uso decurvas de retencin de agua del suelo.

Cuando se considera la movilidad del agua a travsdel suelo es necesario considerar no solo el tamao delos poros del suelo, sino tambin otros aspectos morfo-lgicos de dicho poros como su forma, orientacin, tor-tuosidad y continuidad. La evaluacin de estos ltimosparmetros requiere la aplicacin de tcnicas de anlisismicromorfolgicos, las cuales estn fuera del alcance deeste curso.

Una clasificacin de tamao de poros en funcin a re-laciones suelo-agua es la de la Tabla 7.

Los poros tiles son aquellos que pueden retener yalmacenar agua y, por otra parte, permiten la libre y r-pida circulacin del agua a fin de asegurar una adecuadaaireacin.

El agua solo drena rpidamente en el suelo, bajo la ac-cin de la gravedad, si puede moverse a travs de porosmayores de 30 a 60 m (poros que necesitan succiones

de de ms o menos 5 a 10 KPa. para vaciarse); las racesjvenes de muchas plantas necesitan tambin poros dealrededor de ese tamao para una penetracin fcil. A tra-vs de poros comprendidos entre 10 a 30 m, el aguapuede permanecer entre 24 a 48 horas antes de vaciarse.Los pelos radiculares y los miembros mayores de los mi-croorganismos del suelo, como protozoos y hongos conmicelios gruesos, necesitan poros mayores a10 m paracrecer o moverse, y los microorganismos ms pequeosnecesitan poros mayores a 1 m (requieren una succinde 300 KPa. para vaciarse) para su movimiento.

La geometra del espacio poroso es variable segn lossuelos y puede ser crtica en algunos casos. Por ejemplo,en un suelo arenoso, los poros de retencin o almacena-miento pueden resultar escasos, mientras que los porosde drenaje pueden encontrarse en exceso. En un sueloarcilloso, en cambio, con mayor porosidad total que losarenosos, puede existir un exceso de poros de retencine intiles, en detrimento de los de drenaje.

Un buen estado estructural puede revertir las condi-ciones extremas mencionadas. Por otro lado, una buenaestructuracin en todo el perfil del suelo est, general-mente, asociada a una adecuada continuidad o efectivi-dad de los poros en el transporte y almacenamiento deagua (Figura 13).

Los diferentes tipos de macroporos presentes en elsuelo se originan a partir de procesos particulares. Algu-nos de estos poros se relacionan directamente con las es-tructura del suelo y suelen ser, por su grado deinterconexin, altamente efectivos en el movimiento delagua. Otros, no se relacionan con unidades estructurales,entre estos ltimos aquellos poros elongados, asociadosa la actividad de la mesofauna del suelo, son, general-mente, poros transmisores de agua.

DIFERENTES TIPOS DE POROS

Poros estructurales: relacionados a unidades es-tructurales.a. Poros de empaquetamiento: resultan del em-

Tabla 7: Clasificacin de los poros por tamao.Figura 13: Densidad y continuidad de macroporos (>30 m) en un

suelo franco limoso sometido a laboreo continuo (ms de 25 aos)

y bajo pastura permanente (ms de 25 aos).

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paquetamiento de partculas individuales (porosde empaquetamiento simples o texturales) o deagregados (poros de empaquetamiento compues-tos); son de forma irregular y altamente interco-nectados.

b. Fisuras: creados por procesos de humedeci-miento y secado y otros procesos mecnicos,son de forma alargada y aplanada, ms o menosconectados.

Poros no estructurales: no se encuentran relacio-nados a unidades estructurales.a. Cavidades: se originan por desconexin de los

poros de empaquetamiento ocasionada por com-pactacin o reconsolidacin. Presentan una formairregular.

b. Cmaras: se encuentran al final de las cavidadesde los gusanos de tierra y de hormigas. Son deforma esfrica y elipsoide.

c. Vesculas: se encuentran inmediatamente pordebajo de las costras originadas por el impactode las gotas de lluvia. Son de forma esfrica.

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