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PRÁCTICAS DE
LABORATORIO PRINCIPIOS, INSTRUMENTACIÓN Y METODOLOGÍAS EN
ECOLOGÍA Y EDAFOLOGÍA
(MÓDULO DE EDAFOLOGÍA)
Antonio Jordán Lorena M. Zavala
1
1 Lugar de realización de las prácticas de laboratorio ............................................................................ 5
2 Prevención en el laboratorio ................................................................................................................ 7
2.1 Hábitos personales seguros ........................................................................................................ 7
2.2 Fichas de seguridad y etiquetado ............................................................................................... 7
2.3 Normas de trabajo seguro .......................................................................................................... 7
2.4 Orden y limpieza ......................................................................................................................... 7
2.5 Medios de protección ................................................................................................................. 8
2.6 Criterios de almacenamiento ...................................................................................................... 8
2.7 Trabajo en cabinas ...................................................................................................................... 8
2.8 Gestión de residuos .................................................................................................................... 8
2.9 Uso de equipos de protección individual .................................................................................... 9
3 Preparación de la muestra de suelo ................................................................................................... 11
3.1 Bibliografía ................................................................................................................................ 11
4 Estructura del suelo ............................................................................................................................ 13
4.1 Fundamento .............................................................................................................................. 13
4.2 Descripción de la estructura ..................................................................................................... 13
4.3 Consistencia .............................................................................................................................. 16
5 Determinación del color de una muestra de suelo ............................................................................ 19
5.1 Fundamento .............................................................................................................................. 19
5.2 Procedimiento ........................................................................................................................... 21
5.3 Bibliografía ................................................................................................................................ 22
6 Densidad aparente (método de la parafina) ...................................................................................... 23
6.1 Fundamento .............................................................................................................................. 23
6.2 Material ..................................................................................................................................... 23
6.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 23
6.4 Observaciones ........................................................................................................................... 23
6.5 Bibliografía ................................................................................................................................ 24
7 Textura del suelo al tacto ................................................................................................................... 25
7.1 Fundamento .............................................................................................................................. 25
2
7.2 Procedimiento para la determinación aproximada de la textura ............................................. 25
7.3 Observaciones ........................................................................................................................... 26
7.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 27
8 Textura del suelo mediante análisis mecánico (método del densímetro) ......................................... 29
8.1 Fundamento .............................................................................................................................. 29
8.2 Material ..................................................................................................................................... 29
8.3 Reactivos ................................................................................................................................... 29
8.4 Procedimiento ........................................................................................................................... 29
8.5 Cálculos y expresión de los resultados ..................................................................................... 30
8.6 Bibliografía ................................................................................................................................ 31
9 Agua del suelo .................................................................................................................................... 33
9.1 Fundamento .............................................................................................................................. 33
9.2 Material ..................................................................................................................................... 33
9.3 Montaje ..................................................................................................................................... 33
9.4 Procedimiento ........................................................................................................................... 34
9.5 Bibliografía ................................................................................................................................ 34
10 Conductividad hidráulica en suelos saturados .............................................................................. 35
10.1 Fundamento .............................................................................................................................. 35
10.2 Material ..................................................................................................................................... 35
10.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 35
10.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 36
11 Erosionabilidad del suelo (factor K) ............................................................................................... 37
11.1 Fundamento .............................................................................................................................. 37
11.2 Procedimiento ........................................................................................................................... 37
11.3 Observaciones ........................................................................................................................... 38
11.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 39
12 Acidez del suelo ............................................................................................................................. 41
12.1 Fundamento .............................................................................................................................. 41
12.2 Acidez en pasta saturada (Richards, 1954) ............................................................................... 41
3
12.3 Acidez en una muestra suelo:agua 1:1 (Soil Survey Staff, 1951) .............................................. 42
12.4 Acidez en una muestra suelo:KCl .............................................................................................. 43
12.5 Interpretación de los resultados ............................................................................................... 44
12.6 Bibliografía ................................................................................................................................ 45
13 Prueba previa de salinidad ............................................................................................................ 47
13.1 Fundamento .............................................................................................................................. 47
13.2 Material ..................................................................................................................................... 47
13.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 47
13.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 49
14 Carbono y materia orgánica del suelo ........................................................................................... 51
14.1 Fundamento .............................................................................................................................. 51
14.2 Material ..................................................................................................................................... 51
14.3 Reactivos ................................................................................................................................... 51
14.4 Procedimiento ........................................................................................................................... 51
14.5 Cálculos y expresión de los resultados ..................................................................................... 52
14.6 Relación C/N ............................................................................................................................. 52
14.7 Bibliografía ................................................................................................................................ 53
15 Reacción calcárea .......................................................................................................................... 55
15.1 Fundamento .............................................................................................................................. 55
15.2 Procedimiento ........................................................................................................................... 55
16 Carbonatos del suelo ..................................................................................................................... 57
16.1 Fundamento .............................................................................................................................. 57
16.2 Material ..................................................................................................................................... 57
16.3 Reactivos ................................................................................................................................... 58
16.4 Procedimiento ........................................................................................................................... 58
16.5 Cálculos y expresión de los resultados ..................................................................................... 58
16.6 Bibliografía ................................................................................................................................ 58
17 Estabilidad de agregados por tamizado en seco ........................................................................... 59
17.1 Material ..................................................................................................................................... 59
4
17.2 Procedimiento ........................................................................................................................... 59
17.3 Bibliografía ................................................................................................................................ 59
18 Estabilidad de agregados mediante simulación de lluvia .............................................................. 61
18.1 Fundamento .............................................................................................................................. 61
18.2 Material ..................................................................................................................................... 61
18.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 62
18.4 Interpretación de los resultados ............................................................................................... 62
18.5 Bibliografía ................................................................................................................................ 63
19 Severidad de la hidrofobicidad del suelo ...................................................................................... 65
19.1 Fundamento .............................................................................................................................. 65
19.2 Material ..................................................................................................................................... 65
19.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 65
19.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 66
20 Intensidad de la hidrofobicidad del suelo ..................................................................................... 67
20.1 Fundamento .............................................................................................................................. 67
20.2 Material ..................................................................................................................................... 67
20.3 Procedimiento ........................................................................................................................... 67
20.4 Bibliografía ................................................................................................................................ 69
5
1 LUGAR DE REALIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
Las clases prácticas de laboratorio se impartirán en el Dpto. de Cristalografía, Mineralogía y Química
Agrícola, Facultad de Química, 1ª planta ():
Laboratorio 2 (Laboratorio de Edafología).
Seminario.
Figura 1. Plano de situación del seminario y laboratorio de Edafología del Dpto. De Cristalografía, Mineralogía y Química
Agrícola (Facultad de Química, 1ª planta).
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7
2 PREVENCIÓN EN EL LABORATORIO
2.1 HÁBITOS PERSONALES SEGUROS
No comas ni bebas.
No fumes.
No uses inhaladores.
Lávate siempre las manos al salir.
Si utilizas lentillas, usa gafas protectoras.
Usa siempre la bata de laboratorio, de algodón 100%, con mangas que se ajusten a las muñecas.
Si usas cabello largo, llévalo recogido. En su caso, la barba también.
Los anillos, collares, colgantes, pendientes, pulseras, pírsines y perforaciones pueden producir
accidentes por reacción con sustancias o por atrapamientos con útiles de trabajo.
Es preferible no usar medias ni calcetines de fibras artificiales.
Usa calzado cerrado.
2.2 FICHAS DE SEGURIDAD Y ETIQUETADO
Antes de manipular cualquier sustancia, lee detenidamente su etiqueta. Atiende a sus peligros y no uses
productos sin conocer su ficha de seguridad (Ficha Internacional de Seguridad Química, FISQ), disponible
en: http://www.insht.es/fisq. Los recipientes de los productos químicos deben mostrar un pictograma
de seguridad como los mostrados en la Figura 2.
2.3 NORMAS DE TRABAJO SEGURO
No pipetear con la boca.
No oler, inhalar o probar productos químicos en el laboratorio.
No re-encapsular las agujas.
Revisar el material de vidrio antes de utilizarlo.
Prestar atención a la formación de bioaerosoles o nieblas en operaciones de apertura y cierre de
envases, flameado de asas, centrifugaciones, disgregaciones ultrasónicas, etc.
Minimizar la emisión de agentes biológicos, nieblas o vapores.
No usar maquinaria cuyo funcionamiento se desconozca. Debe leerse el manual de uso y
mantenimiento antes de manipular los equipos de trabajo.
No anular los sistemas de seguridad que incorporan las máquinas o herramientas.
No poner partes sobrantes, herramientas o piezas sobre los equipos de trabajo. Deben utilizarse
medios seguros para transportar y manipular muestras (como gradillas, contenedores, etc.).
Proteger las puntas de objetos punzantes si se guardan en un cajón.
Evitar que se derramen o goteen líquidos.
2.4 ORDEN Y LIMPIEZA
Mantener siempre limpia y ordenada el área de trabajo.
Evitar la presencia de objetos innecesarios (carpetas, mochilas, móviles, etc.) en el área de
trabajo.
No hacer experimentos sin autorización.
No acumular más reactivos que los que estén en uso en el área de trabajo.
Mantener cerrados los envases.
Descontaminar las superficies de trabajo siempre que ocurra un derrame o un accidente.
Mantener despejadas las zonas de paso, no dejando obstáculos en los pasillos.
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2.5 MEDIOS DE PROTECCIÓN
Al entrar al laboratorio, localizar las vías de evacuación, extintores, duchas lavaojos y otros
elementos de seguridad.
2.6 CRITERIOS DE ALMACENAMIENTO
Respetar los criterios para almacenar las sustancias químicas según sus etiquetas.
2.7 TRABAJO EN CABINAS
Las sustancias volátiles o peligrosas para la salud deben manipularse en cabinas de seguridad o
vitrinas de gases, según corresponda a su nivel de riesgo.
Trasvasar de forma segura sin olvidar el etiquetado de los envases.
2.8 GESTIÓN DE RESIDUOS
Retirar y colocar los residuos, vidrio en mal estado, jeringuillas y cualquier otro desecho en los
recipientes destinados a su recogida.
Limpiar el puesto de trabajo después de cada tarea, colocando las herramientas y materiales
sobrantes en lugares específicos.
Separar los residuos que deben tratarse en autoclave.
Hay más información sobre gestión de residuos en la Unidad de Medio Ambiente de la US
(http://smantenimiento.us.es/uma/).
Explosivo
Gas a presión
Toxicidad aguda
Corrosivo
Peligro para el
medio ambiente
Inflamable
Oxidante
Peligro para la salud (tóxico,
irritante, narcótico)
Grave peligro para la salud (mutágeno, cancerígeno,
reprotóxico)
Figura 2. Pictogramas de seguridad de los productos químicos.
9
2.9 USO DE EQUIPOS DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL
Deben usarse correctamente los guantes, mascarillas y otros materiales necesarios que sean
adecuados al tipo de sustancia o riesgo.
Deben usarse gafas de seguridad siempre que se realicen tareas con material de vidrio, líquidos,
gases, vapores o nieblas, si intervienen envases a presión o criogénicos a diferentes temperaturas
o equipos de arranque de materiales.
Debe utilizarse calzado de seguridad si en el laboratorio se manipulan cargas mayores de 10 kg
o se usan ayudas a la manipulación de cargas como carretilla, transpaleta, etc.
Figura 3. Criterios de almacenamiento de sustancias químicas peligrosas. , pueden almacenarse juntas; , no pueden
almacenarse juntas; , pueden almacenarse juntas si no hay emisión de vapores y los envases no son frágiles.
10
11
3 PREPARACIÓN DE LA MUESTRA DE SUELO
Una vez recogidas adecuadamente las muestras de suelo en el campo deben ser trasladadas al
laboratorio y extendidas sobre bandejas de papel para su secado al aire.
Parte de la muestra de suelo se conserva intacta para la determinación de algunas propiedades
morfológicas.
Otra parte de la muestra se reserva para el análisis químico de sus propiedades. La preparación de las
muestras para análisis incluye los siguientes pasos (Chapman y Parker, 1973):
1) Secado a 50 oC durante 24-48 h en una cámara de aire forzado.
2) Una vez seco el material de suelo, una parte se reserva para la descripción física (color,
agregados, etc.).
3) Otra parte se hace pasar por un tamiz de 2 mm para las determinaciones químicas,
descartándose los guijarros pequeños pero no los agregados de suelo. Por lo general, para
reducir el tamaño de las partículas de suelo y hacerlas pasar por el tamiz de 2 mm se utiliza un
mortero con mano con punta de goma o un rodillo de madera para pulverizar los agregados.
Una vez tamizado, el material de suelo se debe homogeneizar cuidadosamente y almacenarse
en seco.
3.1 BIBLIOGRAFÍA
Chapman HD, Parker FP. 1973. Métodos de análisis para suelos, plantas y aguas. Editorial Trillas. México,
DF.
12
13
4 ESTRUCTURA DEL SUELO
4.1 FUNDAMENTO
La estructura del suelo se refiere a la organización natural de las partículas del suelo en unidades de
suelo discretas (agregados) que resultan de procesos pedogenéticos. Los agregados están separados
entre sí mediante poros o espacios vacíos. La estructura es el ordenamiento de los granos individuales
en partículas secundarias o agregados y el espacio de huecos que llevan asociado, todo ello como
resultado de interacciones físico-químicas entre las arcillas, los cationes y los grupos funcionales de la
materia orgánica. Los agregados pueden clasificarse en función de su forma, grado de desarrollo y
tamaño. Es preferible describir la estructura del suelo cuando se encuentre en condición seca o
ligeramente húmeda.
Para la descripción de la estructura del suelo, se debe tomar un agregado de suelo lo más grande
posible o varios agregados de varias partes del horizonte si es necesario, más que solamente una
observación de la estructura del suelo in situ. La estructura del suelo se describe en términos de grado,
tamaño y tipo de agregados. Cuando un horizonte contenga agregados en proporción significativa de
más de un grado, tamaño o tipo, los diferentes tipos de agregados se deben describir por separado e
indicar sus relaciones.
4.2 DESCRIPCIÓN DE LA ESTRUCTURA
4.2.1 TIPO DE ESTRUCTURA
En general, los tipos de estructura que podemos encontrar se muestran en la Figura 4. Los tipos
principales pueden describirse así (Figura 4):
Laminar. Agregados laminares, con la dimensión vertical limitada y mucho menor que las otras
dos, orientados en un plano horizontal.
Prismática. Prisma con las dos dimensiones horizontales limitadas y considerablemente menores
que la vertical, normalmente orientado alrededor de un eje vertical. Posee caras verticales bien
definidas y aristas y vértices con ángulos marcados.
Columnar. Prisma con las dos dimensiones horizontales limitadas y considerablemente menores
que la vertical, orientado alrededor de un eje vertical. El extremo superior suele ser redondeado.
Las caras verticales están bien definidas y los vértices y aristas poseen ángulos marcados.
En bloques angulares. Bloques de superficies planas o curvadas, moldeadas por las caras de los
agregados que los rodean. Las caras son planas y la mayoría de las aristas y vértices son
fuertemente angulares.
En bloques subangulares. Bloques de superficies planas o curvadas, moldeadas por las caras de
los agregados que los rodean. Las caras no son totalmente planas, sino redondeadas, con vértices
y aristas también redondeados.
Granular. Esferoides o poliedros de caras planas o curvadas, las cuales se ajustan poco o nada a
los agregados que los rodean.
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Figura 4. Génesis de los diferentes tipos de estructura principales en nuestra región. Modificado a partir de la Guía para la
descripción de suelos de FAO (2009).
4.2.2 CLASE (TAMAÑO DE LOS AGREGADOS)
Para establecer la clase de tamaño se seleccionarán 10 agregados del tamaño más frecuente en la
muestra, midiendo su diámetro y estableciendo la clase en función al valor medio de las 10 medidas. Las
clases de tamaño varían con el tipo de estructura. Para las estructuras prismática, columnar y laminar,
las clases de tamaño se refieren a las medidas de la dimensión más pequeña de los agregados. Las clases
de tamaño se pueden determinar mediante la Tabla 1.
Tabla 1. Clases de tamaño para los tipos de estructura del suelo (a partir de FAO, 2009).
Clase de tamaño Granular/laminar (mm)
Prismática/columnar (mm)
En bloques (mm)
Muy fino < 1 < 10 < 5
Fino 1 – 2 10 – 20 5 – 10
Medio 5 – 5 20 – 50 10 – 20
Muy grueso 5 – 10 50 – 100 20 – 50
Grueso > 10 100 – 500 > 50
Extremadamente grueso > 500
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4.2.3 DIÁMETRO MEDIO PONDERADO DE AGREGADOS
MATERIAL
Balanza electrónica.
Brocha.
Tamices de 2, 1, 0.5 y 0.25 mm.
PROCEDIMIENTO
1) Se toma una cantidad de suelo seco al aire entre 100 y 500 g (P).
2) En seco, cuidadosamente y con ayuda de la brocha, se hace pasar el material de suelo por la
torre de tamices, ordenada de forma que la luz de malla de los tamices decrezca de arriba hacia
abajo.
3) Se pesa la cantidad de suelo retenida en cada tamiz: P1, P2, P3 y P4, recogiendo y pesando
también el material que cae del último tamiz (P5).
4) Se calcula el diámetro medio ponderado (DMP, mm) mediante la siguiente fórmula:
DMP =(3 × P1) + (1.5 × P2) + (0.75 × P3) + (0.375 × P4) + (0.125 × P5)
P
4.2.4 GRADO DE DESARROLLO
En la descripción del grado de desarrollo de la estructura, la primera división es en suelos desagregados
(suelos sin estructura) y suelos agregados (suelos con estructura). En suelos desagregados o sin
estructura, no se observan agregados en sitio y no existe una organización definitiva de las superficies
naturales de debilidad.
Tabla 2. Clasificación de del grado de desarrollo de la estructura del suelo.
Grado Descripción
Sin estructura No se observan agregados.
Débil Los agregados son apenas observables in situ y sólo hay una débil organización del material. Cuando está poco alterado, el material de suelo se rompe en una mezcla de agregados completos, muchos agregados rotos, y mucho material suelto. La cara superficial de los agregados difiere ligeramente de las del interior de los agregados.
Moderado Los agregados son observables in situ. Cuando se rompe, el material del suelo forma una mezcla de muchos agregados completos, algunos agregados rotos y poco material suelto. Generalmente, la cara superficial de los agregados muestra diferencias claras con las del interior de los agregados.
Fuerte Los agregados son claramente observables in situ y hay un arreglo prominente de las superficies naturales de debilidad. Cuando está disturbado, el material del suelo se separa principalmente en agregados completos. Generalmente, la superficie de los agregados difiere apreciablemente las del interior de los agregados.
Los suelos sin estructura se dividen en granos simples y masivos (ver abajo). Los granos simples tienen
una consistencia suelta, suave o muy friable y consiste en la ruptura de más de 50 por ciento de
partículas minerales discretas. Los suelos con estructura masiva tienen normalmente una consistencia
más fuerte y es más coherente en cuanto a ruptura. Los suelos de estructura masiva pueden ser
adicionalmente definidos por la consistencia (abajo) y porosidad (abajo). El grado de estructura de los
suelos se describe como en la Tabla 2.
16
4.3 CONSISTENCIA
La consistencia se refiere al grado de cohesión o adhesión de la masa del suelo. Incluye las propiedades
del suelo como la friabilidad, plasticidad, adhesividad, y resistencia a la compresión. Depende en gran
medida de la cantidad y tipo de arcilla, materia orgánica y contenido de humedad del suelo.
4.3.1 FUNDAMENTO
Es una propiedad mecánica del suelo que nos indica las fuerzas de cohesión, adherencia y resistencia a
la deformación y ruptura de los agregados del suelo. Esta propiedad nos informa sobre la facilidad del
paso de las raíces a través del suelo, el estado de aireación, la compactación de los agregados, la
adherencia y la resistencia a la deformación.
4.3.2 DETERMINACIÓN
Para estudiar la consistencia realizaremos el análisis de diferentes propiedades en tres estados distintos
de humedad: en seco (dureza), en húmedo (friabilidad) y en mojado (plasticidad y adhesividad).
DUREZA
Para determinar la consistencia en seco (dureza) se seleccionan agregados de tamaño medio
representativo del suelo sin tamizar y se valora la presión necesaria para dispersar esos agregados,
según la Tabla 3.
FRIABILIDAD
La consistencia en húmedo (friabilidad) se determina amasando el suelo húmedo o ligeramente húmedo
para formar una esfera, situándolo entre el pulgar y el índice y valorando la presión necesaria para
deformarlo (Tabla 4).
ADHESIVIDAD
La adhesividad es la calidad de adhesión del material del suelo a otros objetos determinados, notando la
adherencia del suelo con la presión entre los dedos. La adhesividad del suelo depende de la magnitud a
la que la estructura del suelo es destruida y en la cantidad de agua presente. La determinación de la
adhesividad se debe realizar bajo condiciones estándar en una muestra de suelo cuya estructura este
completamente destruida y en la que contenga suficiente agua para mostrar su máxima adhesividad.
Para ello, se da forma a una esfera de suelo y se valora el grado de adherencia después de haber
presionado el suelo entre el pulgar y el índice y se clasifica según la Tabla 5.
PLASTICIDAD
La plasticidad es la habilidad del material del suelo a cambiar de forma continua bajo la influencia de
una presión aplicada y retener esa forma cuando se quita esa presión. Se la determina enrollando el
suelo mojado en las manos hasta formar un cordón de cerca de 3 mm de diámetro. El suelo se clasifica
según la Tabla 6.
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Tabla 3. Clases de consistencia en seco (dureza) del suelo (a partir de FAO, 2009).
Clase Descripción
Suelto No coherente.
Blando La masa de suelo es muy débilmente coherente y frágil. Se disgrega bajo presión muy ligera.
Ligeramente duro Se disgrega fácilmente usando solo los dedos.
Duro Moderadamente resistente a la presión. Puede disgregarse fácilmente usando las manos.
Muy duro Puede disgregarse usando las manos, pero con dificultad.
Extremadamente duro No puede disgregarse usando las manos.
Tabla 4. Clases de consistencia en húmedo (friabilidad) del suelo (a partir de FAO, 2009).
Clase Descripción
Suelto No coherente. Muy friable La masa de suelo se deforma bajo presión leve, pero es coherente cuando se
moldea. Friable La masa de suelo se deforma bajo presión suave a moderada, pero es
coherente cuando se moldea. Firme Se deforma bajo presión con los dedos, pero su resistencia es evidente. Muy firme Se aplasta bajo fuerte presión. Extremadamente firme No puede deformarse usando los dedos.
Tabla 5. Clases de adhesividad del suelo (a partir de FAO, 2009).
Clase Descripción
No adherente Después de liberar la presión, prácticamente el suelo no se adhiere a los dedos.
Ligeramente adherente Al presionar con los dedos, el material de suelo se adhiere ligeramente a ellos, pero se desprende completamente después. No se extiende apreciablemente cuando los dedos se separan.
Adherente Al presionar con los dedos, el material de suelo se adhiere a ellos y tiende a extenderse bastante cuando se separan.
Muy adherente Al presionar con los dedos, el material de suelo se adhiere fuertemente a ellos y se extiende cuando se separan.
Tabla 6. Clases de plasticidad del suelo (a partir de FAO, 2009).
Clase Descripción
No plástico No se puede formar un cordón de 3 mm de diámetro.
Ligeramente plástico Se forma el cordón, pero se rompe inmediatamente si se le curva formando
un anillo. La masa de suelo se deforma bajo presión muy ligera.
Plástico Se forma el cordón, pero se rompe al formar un anillo. La masa de suelo se
deforma bajo presión moderada.
Muy plástico Se forma el cordón y se puede formar un anillo. La masa de suelo se deforma bajo presión muy fuerte.
18
19
5 DETERMINACIÓN DEL COLOR DE UNA MUESTRA DE SUELO
5.1 FUNDAMENTO
El color es una propiedad que intrínsecamente no tiene apenas significación sobre el comportamiento
del suelo. Su interés radica en que permite interferir otras propiedades, la naturaleza posible de los
componentes y la respuesta esperable de las plantas (Porta et al., 1994). En la mayoría de los casos,,
permite diferenciar entre distintos tipos de horizontes de un mismo perfil o entre perfiles de distintos
suelos.
En los suelos templados de nuestras latitudes predomina de manera general el color pardo: las
sustancias resultantes de la alteración de la materia orgánica se oxidan y adquieren una coloración
oscura; por otra parte, algunas de estas sustancias pueden combinarse con sustancias minerales
presentes en el suelo, procedentes de la mineralización de la materia orgánica (como nitrógeno, fósforo
o hierro) o de la alteración química de los minerales (como los óxidos de hierro, solubles).
Esto permite, por ejemplo, la utilización del color como parámetro de la transformación antrópica del
suelo, y establecer qué suelos son más idóneos para su conservación o qué suelos u horizontes de suelo
pueden utilizarse para la regeneración en caso de que sea necesario. En la Tabla 7 se enumeran algunos
de los principales colores del suelo y su relación con otros factores.
Los suelos agrícolas suelen presentar un color poco influenciado por la materia orgánica, ya que la
aportación de residuos es mucho menor que en el caso de los suelos forestales. De esta manera, la
distinción entre horizontes orgánicos y minerales es mucho más débil, debiendo apoyarse en otras
propiedades como la textura o la estructura.
5.1.1 DETERMINACIÓN DEL COLOR DEL SUELO
La determinación del color se realiza de manera visual mediante el sistema Munsell (Munsell Color,
2010), como muestra la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. El color de una muestra de
suelo se compara con muestras de color estándar, de manera que pueden identificarse tres parámetros:
1. Matiz. La notación del matiz (H, del inglés hue)) de un color indica su posición relativa en una
escala de 100 matices de color distintos. La notación está basada en 11 matices: gley (GLEY), rojo
(5R), rojo amarillento (5YR), amarillo (5Y), amarillo verdoso (5GY), verde (5G), verde azulado
(5BG), azul (5B), azul purpúreo (5PB), púrpura (5P) y púrpura rojizo (5RP) y cada hoja corresponde
a un matiz diferente.
2. Brillo. La notación del brillo (V, del inglés value) indica la luminosidad u oscuridad de un color en
relación con una escala neutra de grises, que va desde el negro absoluto (0/) hasta el blanco
absoluto (10/).
3. Intensidad. La notación de la intensidad (C, del inglés chroma) indica el grado de alejamiento de
un determinado matiz de color respecto a un gris neutral (5/) con el mismo brillo. La escala de la
intensidad va desde /0 (gris neutro) hasta /10, /12, /14 o más, dependiendo de la muestra que
se evalúe.
20
Tabla 7. Relación entre las propiedades del suelo y algunos de los colores más frecuentes.
Color Propiedades del suelo
Oscuro o negro. Normalmente se debe a la presencia de materia orgánica, de forma que cuanto más oscuro es el horizonte superficial más contenido en materia orgánica se le supone. Es característico de horizontes A y, en ocasiones, de horizontes Bh. Si el color oscuro se restringe a nódulos y películas se le atribuye a los compuestos de hierro y, sobre todo, de manganeso.
Claro o blanco. Normalmente se debe a los carbonatos de calcio y magnesio o al yeso u otras sales más solubles. Los carbonatos pueden presentarse con distintos patrones, de manera continua o discontinua: en forma de nódulos, películas sobre los agregados o pseudomicelios. Las sales como el NaCl pueden acumularse también formando una costra superficial. La acumulación de carbonatos o sales más solubles puede deberse a la presencia de estas sustancias en el material original o a la aridez del clima. En los horizontes eluviales (E), el color claro es consecuencia del lavado del horizonte, que se enriquece en arenas (constituidas fundamentalmente por cuarzo).
Pardo amarillento. Se debe a la presencia de óxidos de hierro hidratados, FeO(OH) (goethita), y unidos a la arcilla y a la materia orgánica.
Color rojo. El color rojo aparece en el suelo como consecuencia de la alteración de los minerales, por lo que se presenta habitualmente en los horizontes Bw o Bt. Se debe a la liberación de óxidos férricos como la hematita (Fe2O3). Este proceso se ve favorecido en climas cálidos con estaciones de intensa y larga sequía, como el clima mediterráneo. El color rojo indica un buen drenaje y ventilación del suelo, lo que permite la existencia de condiciones oxidantes para formar los óxidos.
Grises y abigarrados1 Se debe a la presencia de compuestos ferrosos y férricos. Estos colores son característicos de los suelos pseudogléyicos con condiciones alternantes de reducción y oxidación. El abigarrado o veteado se presenta como grupos de manchas de colores rojos, amarillos y grises. Esta propiedad aparece en suelos que se encharcan durante un período del año. En ocasiones, puede deberse a la actividad de raíces de plantas que viven en condiciones de encharcamiento.
Gris y/o verdoso azulado Se debe a la presencia de compuestos como el Fe(OH)2, arcillas saturadas con Fe2+. Son característicos de suelos que sufren una intensa hidromorfía. Normalmente indica una falta de oxígeno en el suelo, bien por encharcamiento, bien por una baja porosidad.
Violáceo Indica la presencia de determinados minerales, como el yeso.
La notación del color se realiza a partir de estos códigos, del siguiente modo: H V/C. En la ¡Error! No se
encuentra el origen de la referencia. se muestra un ejemplo de una de las fichas de colores Munsell. El
color de la ficha situada en tercer lugar desde la izquierda, y en la segunda fila desde arriba, se
codificaría como 2.5Y 6/4.
21
Figura 5. Determinación correcta del color del suelo mediante el sistema Munsell. En el ejemplo, 2.5Y 6/4.
5.2 PROCEDIMIENTO
La determinación del color del suelo, se realiza por la comparación de éste con los diferentes patrones
de color establecidos en las tablas. El color del suelo debe describirse a partir de una superficie de un
fragmento en estado seco y en húmedo.
Figura 6. Tabla Munsell correspondiente al matiz 2.5YR.
22
Para ello, se toma una porción de suelo seco con una espátula y se compara con las tablas. Cuando se
encuentra el patrón de color más parecido al de la muestra de suelo, se anota el matiz (esquina superior
derecha de la página, el brillo (número de fila de la tabla) y la intensidad (número de columna de la
tabla). En la página opuesta, se encuentra el nombre del color, que debe anotarse. En la página par
anterior, se puede encontrar el nombre del color en lenguaje más coloquial ()Figura 6.
A continuación se humedece la muestra e inmediatamente después de que desaparece la película de
agua de la superficie se realiza el mismo procedimiento.
La notación se realiza como en el siguiente ejemplo:
Matiz Brillo Intensidad Notación Descripción
Color en seco 10YR 5 5 10YR 5/6 Marrón grisáceo
Color en húmedo 10YR 3 5 10YR 3/6 Marrón grisáceo muy oscuro
5.3 BIBLIOGRAFÍA
Jordán A. 2014. Soil color never lies. G-Soil. Official Blog of the Soil System Sciences Division of the
European Geosciences Union. http://wp.me/p3aSJE-uN.
Munsell Color, 2000. Munsell soil color charts. Ed. Munsell Color, New York.
Porta J, López-Acevedo M, Roquero C. 1994. Edafología. Ediciones MundiPrensa. Madrid.
23
6 DENSIDAD APARENTE (MÉTODO DE LA PARAFINA)
6.1 FUNDAMENTO
Según FAO (2009), la densidad aparente del suelo se define como la masa de una unidad de volumen de
suelo seco (105 oC). Este volumen incluye tanto sólidos como los poros, por lo que la densidad aparente
refleja la porosidad total del suelo. Valores de densidad aparente bajos (generalmente por debajo de 1.3
kg dm-3) indican generalmente una condición porosa del suelo. La densidad aparente es un parámetro
importante para la descripción de la calidad del suelo y la función del ecosistema. Los valores de
densidad aparente altos indican un ambiente pobre para el crecimiento de raíces, aireación reducida, y
cambios indeseables en la función hidrológica como la reducción de la infiltración del agua.
6.2 MATERIAL
Balanza electrónica.
Desecador.
Estufa.
Hilo.
Parafina.
Probeta.
6.3 PROCEDIMIENTO
1) Desecar un agregado de suelo lo más grande posible en estufa (110 oC, 24 h).
2) Dejarlo enfriar en un desecador durante 24 h y determinar su masa (M, g).
3) Atarlo con hilo y sumergirlo en parafina fundida para impermeabilizar su superficie.
4) Introducir el agregado parafinado en una probeta graduada y llena de agua, determinando el
volumen del agregado (V, cm3).
5) Calcular la densidad aparente (DA, g cm-3):
DA =M
V
6.4 OBSERVACIONES
El principal inconveniente de este método es que no puede precisar el volumen de las grietas y de los
huecos entre agregados. Sin embargo, es útil para determinar el comportamiento del suelo húmedo. Es
también difícil de usar en suelos con alto contenido de materiales gruesos (gravas y piedras).
A partir de los valores de densidad aparente (DA) y densidad real de las partículas minerales del suelo
(DR, 2.65 g cm-3), puede calcularse la porosidad del suelo (P%) como:
P% = (1 −DA
DR) × 100
24
6.5 BIBLIOGRAFÍA
FAO. 2009. Guía para la descripción de suelos. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y
la Alimentación. Roma.
Rubio Gutiérrez AM. 2010. La densidad aparente en suelos forestales del Parque Natural Los
Alcornocales. Proyecto de Fin de Carrera. Universidad de Sevilla. URI:
http://hdl.handle.net/10261/57951.
25
7 TEXTURA DEL SUELO AL TACTO
7.1 FUNDAMENTO
Las partículas del suelo se distribuyen en diversas fracciones atendiendo a su tamaño (Tabla 8). La
distinta proporción de arena, limo y arcilla define la textura de cada horizonte. La textura puede
interferir en las siguientes propiedades del suelo:
Comportamiento frente al laboreo
Capacidad de retención de agua disponible para las plantas
Riesgo de compactación: dificultad para el paso de las raíces en horizontes muy arcillosos
Disponibilidad de nutrientes
Erosionabilidad
Rendimiento de los cultivos
Tabla 8. Diámetro de las partículas minerales del suelo.
Partícula Diámetro aparente (m)
USDA (simplificada) Internacional (simplificada)
Arena 50<<2000 20<<2000
Limo 2<<50 2<<20
Arcilla <2 <2
7.2 PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN APROXIMADA DE LA TEXTURA
La determinación aproximada de la clase textural como ensayo previo se puede realizar al tacto. Esta
metodología se utiliza corrientemente en las prospecciones de campo. La precisión alcanzada
dependerá de la experiencia. Básicamente, el método consiste en:
1) Tomar una espátula llena de suelo y humedecerla.
2) Manipularlo hasta el punto de máxima viscosidad y plasticidad, eliminando si fuese elementos
residuales.
3) Con el material recogido en la mano moldearemos pequeñas bolas y cintas mediante presión
entre el pulgar y el índice, y seguiremos el procedimiento mostrado en la Tabla 9.
Si se encontraran piedras (mayores de 2 mm o de la dimensión de un grano de arroz) tomarlas y
descartarlas.
Puede ser necesario añadir agua de vez en cuando para mantener la máxima plasticidad.
26
Tabla 9. Clasificación de la textura basada en las propiedades físicas del suelo en húmedo (a partir de McDonald et al., 1988).
Paso Comportamiento de la bola en húmedo Longitud de cinta Contenido aproximado de arcilla (%)
Textura
1 Coherencia nula a muy ligera, la bola no puede formarse; granos de arena individuales se adhieren a los dedos.
Nulo <10% (a menudo <5%)
Arenosa
2 Coherencia ligera. Aprox. 5 mm 5-10% Areno limosa
3 Coherencia ligera en húmedo y pegajoso en mojado; muchos granos de arena se adhieren a los dedos; la arcilla mancha las manos.
5-15 mm 5-10% Areno arcillosa
4 Bola coherente, pero muy arenosa al tacto; granos de arena dominantes son de tamaño mediano y son fácilmente visibles.
15-25 mm 10-20% Fraco arenosa
5 Bola coherente y bastante esponjosa; suave al tacto, no arenosa ni demasiado sedosa; puede ser untuosa al tacto si la cantidad de materia orgánica es alta.
Aprox. 25 mm Aprox. 25% Franca
6 Bola coherente; muy suave y sedosa al tacto.
Aprox. 25 mm Aprox. 25% (con limo)
Fraco limosa
7 Bola totalmente coherente, arenosa al tacto; granos de arena de tamaño medio visibles en la matriz más fina.
25-40 mm > 25% Franco arcilloarenosa
8 Bola coherente y plástica, suave al tacto 40-50 mm 20-30% Franco arcillosa
9 Bola coherente y plástica; granos de arena de tamaño medio visibles en la matriz más fina.
40-50 mm 30-35% Franco arcillosa / Arenosa
10 Bola coherente y plástica y, a menudo sedoso al tacto.
40-50 mm 30-35% (con limo)
Franco arcillolimosa
11 Bola plástica; granos de arena medianos pueden verse en la matriz arcillosa o escucharse al frotar
50-75 mm 35-40% Arcilloarenosa
12 Bola plástica; suave al tacto. 50-75 mm (leve resistencia a la deformación)
35-40% Ligeramente arcillosa
13 Bola plástica; suave al tacto. Aprox. 75 mm (leve resistencia a la deformación)
40-45% Ligera a moderadamente arcillosa
14 Bola plástica y lisa como la plastilina; puede moldearse en barras sin romperse.
> 75 mm (resistencia moderada a la deformación)
45-55% Moderadamente arcillosa
15 Bola plástica y lisa como la plastilina; puede moldearse en barras sin romperse.
> 75 mm (firme de la resistencia a la deformación)
> 50% Muy arcillosa
7.3 OBSERVACIONES
La arcilla y sus clases adyacentes son difíciles de humedecer completamente, resultando problemática la
eliminación de pequeños grumos especialmente si se parte de un suelo muy seco. Resulta muy útil
pulverizar el suelo con un mortero, si bien cuando la arcilla está muy pulverizada da la sensación de
limoso tras secarse, se vuelve pegajosa al mojarla de nuevo.
Los suelos con muchas piedras pequeñas, ligeramente superiores a los 2 mm, pueden “confundir” a los
dedos que sienten el terreno más arenoso de lo que es en realidad. Puede, por tanto, ser muy útil
eliminar previamente estas pequeñas piedras.
27
Los suelos con materia orgánica, a menudo resultan más francos que los que son en realidad y es
aconsejable validar mejor su colocación respecto a los extremos del triángulo textural. Por ejemplo, si la
muestra de suelo pertenece a un horizonte superficial y el test efectuado lo coloca entre arenoso y
franco arenoso es muy probable que sea efectivamente arenoso.
Los suelos con excesiva materia orgánica, más del 20-30% tienen su propia nomenclatura específica. Son
muy oscuros y tienden a manchar los dedos.
El carbonato de calcio disperso en el suelo tiene a menudo la dimensión del limo y en consecuencia los
suelos fuertemente calcáreos dan la sensación de ser más fuertemente limosos que los equivalentes no
calcáreos, y las clases texturales que contienen el término limo o limoso son numerosas.
Figura 7. Triángulo de texturas del suelo.
7.4 BIBLIOGRAFÍA
McDonald RC, Isbell RF, Speight JG, Walker J, Hopkins MS. 1998. Australian soil and land survey field
handbook. Australian Collaborative Land Evaluation Program. Canberra.
28
29
8 TEXTURA DEL SUELO MEDIANTE ANÁLISIS MECÁNICO (MÉTODO DEL
DENSÍMETRO)
8.1 FUNDAMENTO
La textura del suelo se refiere a la proporción relativa de las clases de tamaño de partícula (o
separaciones de suelo, o fracciones) en un volumen de suelo dado y se describe como una clase textural
de suelo (FAO, 2009).
La densidad de una suspensión depende de la cantidad de materia suspendida por lo que siguiendo la
evolución de dicha densidad con el tiempo de sedimentación, puede determinarse la distribución de
tamaño de partículas.
Experimentalmente se determina que usando un hidrómetro de Bouyoucos la concentración de sólidos
totales en la suspensión (g/L) indicada por la escala del densímetro a los 40 segundos después de la
agitación corresponde a partículas de tamaño 0,05 mm (arcillas y limos) y la indicada a las dos horas,
corresponde a partículas de diámetro 0,002 mm (arcillas). La lectura a las dos horas nos indica la
concentración de arcilla en suspensión. Restando ésta de la cantidad correspondiente a los 40 segundos
obtenemos limos y por diferencia entre el peso total y el conjunto de arcilla y limo obtenemos la arena.
Previamente al análisis, deben descartarse los elementos gruesos o gravas (partículas de tamaño
superior a 2 mm) mediante tamizado en seco.
8.2 MATERIAL
Densímetro de Bouyoucos.
Probeta de 1 L.
Cronómetro.
Termómetro.
8.3 REACTIVOS
Agua destilada.
Solución dispersante de hexametafosfato sódico:
o Disolver 35.7 g de hexametafosfato sódico (NaPO3)6 añadiendo lentamente sobre unos
750 mL de agua que se agita bien durante la adición.
o Añadir 7.94 g de carbonato sódico Na2CO3 y completar hasta 1 L.
8.4 PROCEDIMIENTO
La Figura 8 muestra un esquema del procedimiento.
1) Se pesan entre 40 y 50 g de suelo secado al aire, tamizado a través de malla de 2 mm, libre de
materia orgánica y de carbonatos.
2) Se coloca el suelo en un vaso de precipitados de 1L, se añaden 10 mL de solución dispersante y
agua destilada hasta aproximadamente 800 mL.
3) Se agita durante 5 minutos.
4) Se completa a 1 L.
5) Se agita para homogeneizar el contenido.
30
6) Se introduce el densímetro y se dispara el cronómetro anotándose la medida a los 40 segundos.
También se tomará la medida de la temperatura.
7) La medida del densímetro será C.
8) La medida de la temperatura será T.
9) Se espera hasta las dos horas desde el comienzo de la agitación y se vuelve a anotar.
10) La medida del densímetro será C’.
11) La medida de la temperatura será T’.
Figura 8. Esquema del procedimiento (a partir de Lesikar et al., 2005).
8.5 CÁLCULOS Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
1) Porcentaje de limo y arcilla: A =C1+(T1−20)×0.36
P× 100
2) Porcentaje de arcilla: B =C2+(T2−20)×0.36
P× 100
Donde:
C1 es la lectura del densímetro (g/L) a los 40 s.
T1 es la temperatura (oC) a los 40 s.
C2 es la lectura del densímetro (g/L) a las 2 h.
T2 es la temperatura (oC) a las 2 h.
0.36 es el factor de corrección por grado de diferencia de temperatura, siendo la
temperatura de contraste el densímetro de Bouyoucos 20 oC.
P es la cantidad de suelo (g) empleada.
3) Porcentaje de arena: C = 100 − A
4) Porcentaje de limo: D = A − B
31
8.6 BIBLIOGRAFÍA
Benton Jones J Jr. 2001. Laboratory guide for conducting soil tests and plant analysis. CRC Press LLC.
Boca Raton, FL.
Bouyoucos CJ. 1962. Hydrometer method improved for making particle-size analysis of soils. Agronomy
Journal, 54:464-465.
FAO. 2009. Guía para la descripción de suelos. Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y
la Alimentación. Roma.
Lesikar B, Hallmark C, Melton R, Harris B. 2005. On-site wastewater treatment systems: Soil particle
analysis procedure. B-6175. 8-05. Texas Cooperative Extension. The Texas A&M University
System. College Station, TX.
32
33
9 AGUA DEL SUELO
9.1 FUNDAMENTO
Ambas determinaciones se realizan en el extractor de presión-membrana de Richards. El método se
basa en aplicar una presión determinada auna muestra de suelo previamente humedecida por
ascensión capilar y escurrida dispuesta sobre una membrana de celulosa permeable al agua,
determinando luego el contenido de humedad de la misma por desecación (105 oC) cuando el suelo
sometido a esa presión no cede más agua.
9.2 MATERIAL
Extractor de presión-membrana de Richards con regulador diferencial de mercurio.
Botellas de aire o nitrógeno comprimido (250 kg cm-2 de presión, pudiendo usarse hasta que
desciende a 150 kg cm-2) o compresor de aire con regulador de presión, manómetros, anillos de
goma de 16 cm de altura aproximadamente, 50 mm de diámetro interno y 4 mm de grueso.
Membrana de celulosa.
Estufa.
Balanza.
Discos de papel parafinado.
9.3 MONTAJE
El extractor de presión-membrana (Figura 9) consiste en un recipiente que se puede cerrar
herméticamente, dividido en dos zonas (a y b) mediante un diafragma de goma (c) que sujeta las
muestras de suelo (d), dispuestas en anillos de goma (e), contra una membrana de celulosa (f) situada
sobre una placa porosa (g).
Mediante el regulador (h) conectado a ambas zonas se puede establecer una diferencia de presión entre
las dos zonas y extraer el agua del suelo, que se elimina mediante un tubo de desagüe (i) en la parte
inferior del recipiente.
Figura 9. Montaje del extractor de presión (membrana de Richards).
34
9.4 PROCEDIMIENTO
1) Se corta la membrana de celulosa en forma circular, de manera que no sobresalga de la placa
porosa.
2) Se humedece.
3) Una vez instalada la membrana en el aparato, se colocan sobre ella tantos discos de papel
parafinado como muestras se quieran estudiar.
4) Sobre cada disco se coloca un anillo de goma.
5) Los discos se llenan con la fracción de tierra fina (< 2 mm) de cada muestra. Después se nivelan
y se cubren con discos de papel parafinado.
6) Se saturan las muestras vertiendo agua sobre la membrana celulósica hasta una altura de 1 cm,
dejando reposar durante 24 h para que se saturen por ascenso capilar. Posteriormente, se
recoge el exceso de agua con una pipeta.
7) Se tapa el aparato cerrando las llaves de escape del gas y del manómetro.
8) Se cierra la llave de escape del gas (A) y la del manómetro (D), dejando abiertas las llaves de
salida (B y C) y dando salida al gas de la botella abriendo la llave D hasta que el manómetro
marque 1 atm.
9) Se mantienen estas condiciones hasta que no salga agua por el tubo de desagüe.
10) Se cierra la llave B.
11) Se abre la llave A durante unos segundos y se vuelve a cerrar.
12) Cuando el flujo de agua cese, se abre el aparato, cerrando primero la llave E y luego la D.
13) Se abren la llave B y la llave de escape del gas (A) hasta que desaparezca la presión del interior
del aparato.
14) Se sustituyen los discos de papel parafinado por otros nuevos, levantando con una espátula los
anillos de goma y dándoles la vuelta, de modo que el nuevo papel quede como base.
15) Con rapidez, para no perder agua por evaporación, se pesa el conjunto (anillo de goma,
muestra de suelo y nuevo disco de papel parafinado; P1).
16) Se coloca de nuevo el conjunto sobre la membrana celulósica. Levantando el anillo
cuidadosamente con una espátula, se saca el papel parafinado y se coloca en la parte superior.
17) Se cierra el aparato y se aplica una presión de 15 atm, volviendo a operar como se indicó
anteriormente para la aplicación de 1 atm de presión.
18) Cuando el goteo cesa de nuevo, se abre el aparato y se pesa de nuevo el conjunto (P2).
19) A continuación se retira el papel parafinado y se pasa el suelo a una cápsula previamente
tarada.
20) Se seca la muestra de suelo en estufa (105 oC, 24 h) y se pesa (P4).
21) Se pesa el anillo de goma más el papel (P3).
22) Se calcula la humedad equivalente (HE) mediante la siguiente fórmula:
HE =P1 − P2 − P4
P4
× 100
23) Se calcula el punto de marchitez permanente (PMP):
PMPP2 − P3 − P4
P4
× 100
24) Operando de la misma forma se calcula cualquier otro punto de la curva pF/grado de humedad,
simplemente modificando la presión.
9.5 BIBLIOGRAFÍA
Guitián F, Carballas T. 1976. Técnicas de análisis de suelos. Ed.Pico Sacro. Santiago de Compostela.
35
10 CONDUCTIVIDAD HIDRÁULICA EN SUELOS SATURADOS
10.1 FUNDAMENTO
El método se basa en medir el agua percolada a través de una muestra de suelo sobre la que se
mantiene un nivel de agua constante, cuando la velocidad de percolación es constante. En el caso de
suelos saturados, la conductividad hidráulica puede determinarse a partir de la ley de Darcy. Mediante
el montaje del dispositivo diseñado por Darcy es posible medir el caudal de agua (V t-1) que atraviesa un
cilindro de material de suelo. La ley de Darcy se puede resumir mediante la siguiente ecuación:
Q = −K ×H1 − H2
L× A = −K ×
∆H
L× A
Donde Q es el caudal (V t-1), H1-H2 es la diferencia de elevación a que están situados los puntos de
entrada (H1) y salida (H2) de agua en el sistema, H es el potencial hidráulico, H es la diferencia de
potencial hidráulico, L es la longitud de la columna de suelo, A es la superficie de la sección de la
columna de suelo y K es la conductividad hidráulica del material estudiado, específica para cada tipo de
suelo. La Tabla 10 muestra la clasificación de los tipos de suelo según su permeabilidad
Tabla 10. Clasificación de la velocidad de infiltración según la conductividad hidráulica del suelo.
Infiltración Conductividad hidráulica (mm h-1)
Muy lenta <1.25
Lenta 0.25 - 5
Moderadamente lenta 5 - 20
Moderada 20 – 62.5
Moderadamente rápida 62.5 – 125
Rápida 125 -250
Muy rápida >259
10.2 MATERIAL
Depósito y alimentador de agua de nivel constante.
Cilindro de PVC de 6.5 cm de diámetro y 60 cm de altura.
Papel de filtro.
Rejilla metálica o de plástico.
Bandeja.
Embudo de vidrio.
Probeta.
10.3 PROCEDIMIENTO
1) Se deposita la muestra de suelo en el cilindro de PVC, situado sobre un papel de filtro y este
sobre la rejilla.
2) Se sitúa el conjunto sobre una bandeja con agua, de modo que el suelo se sature por ascensión
capilar durante unas 24 h.
3) Una vez saturado, si es necesario se sustituye el papel de filtro.
4) Se introduce en el cilindro un sifón conectado a un depósito de agua a nivel constante.
5) Debajo del cilindro se sitúa un embudo y una probeta para recoger el agua de percolación
(Figura 10).
36
6) Se mantiene una capa de agua de 2 ± 0.5 cm de altura sobre la superficie del suelo y se realizan
medidas del flujo a intervalos de una hora, hasta que dos series de medidas de tres valores
cada una y separadas entre sí unas diez horas muestran un promedio similar. En ese caso, se
asume que el flujo de agua es constante. Alternativamente, puede dejarse percolando durante
24 h.
7) Se calcula la conductividad hidráulica (K) mediante la siguiente ecuación:
K =L × V
A × ∆H
donde L es la longitud de la columna de suelo (cm); V es el flujo de agua (cm3 s-1); A es el área
de la sección de suelo (cm2) y H es la altura de la columna de agua (L + profundidad del agua)
Figura 10. Montaje para la determinación de la conductividad hidráulica en suelos saturados.
10.4 BIBLIOGRAFÍA
Guitián F, Carballas T. 1976. Técnicas de análisis de suelos. Ed.Pico Sacro. Santiago de Compostela.
37
11 EROSIONABILIDAD DEL SUELO (FACTOR K)
11.1 FUNDAMENTO
De todos los procedimientos propuestos para estimar de forma indirecta las pérdidas de suelo por
acción del agua, es sin duda la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo (USLE por sus siglas en inglés)
publicada en el Manual 537 del USDA (Wischmeier y Smith, 1978) la que ha tenido mayor aceptación y
difusión. En la USLE el factor K cuantifica la erosionabilidad del suelo mediante una expresión deducida
experimentalmente y representa la pérdida media anual de suelo por unidad de erosividad de la lluvia,
en las condiciones normalizadas para las parcelas tipo establecidas (parcelas de 22.1 m de longitud, 9%
de pendiente y suelo desnudo).
11.2 PROCEDIMIENTO
La ecuación de regresión propuesta para el cálculo de la erosionabilidad del suelo (factor K) es la
siguiente (Wischmeier et al., 1971):
K =[(2.71 × 10−14) × (12 − MO) × M1.14] + 4.2 × (a − 2) + (b − 3)
100
donde K es el factor de erosionabilidad del suelo, expresado en Mg m2 h ha-1 hJ-1 cm-1, M es un
parámetro de textura de los primeros 15 cm del suelo, MO es el contenido en materia orgánica (%), a es
la clase de estructura del suelo para los primeros 15 cm del suelo (Tabla 11) y b es un parámetro de
permeabilidad referido a todo el perfil del suelo (Tabla 12). Los factores de conversión para expresar K
en otras unidades se pueden consultar en Almorox et al. (1984)
Tabla 11. Clase de estructura del suelo (a) para el cálculo del factor K.
Clase de estructura y tamaño de agregados a
Granular muy fina (< 1 mm) 1
Granular fina (1-2 mm) 2
Granular media (2-5 mm) o gruesa (5-10 mm) 3
En bloques, laminar o masiva 4
Tabla 12. Clase de permeabilidad (b) para el cálculo del factor K.
Permeabilidad Clase b
12.5-25 cm h-1 Rápida o muy rápida 1
6.2-12.5 cm h-1 Moderadamente rápida 2
2-6.2 cm h-1 Moderada 3
0.5-2 cm h-1 Moderadamente lenta 4
0.12-0,5 cm h-1 Lenta 5
< 0.12 cm h-1 Muy lenta 6
El factor M se calcula de la siguiente manera:
M = (L% + AMF%) × (100 − A %)
38
Donde L es el porcentaje de limo, AMF es el porcentaje de arena muy fina (entre ambos, se incluyen las
partículas de diámetro entre 2 μm y 0.1 mm, y A es el porcentaje de arcilla (partículas de diámetro
menor de 2 μm).
El factor K de la USLE muestra un rango de variación entre 0 (suelos no erosionables) y 1 (suelos
altamente erosionables). Wischmeier y Smith (1978) desarrollaron un nomograma para resolver
gráficamente la ecuación (Figura 11).
Figura 11. Nomograma para determinar el factor K en unidades US (Mg acres hora cientos de acres-1 pies-1 Mg-1 pulgada-1). Para
expresarlo en unidades métricas (Mg m2 h ha-1 hJ-1 cm-1), debe multiplicarse el resultado obtenido por 1.317.
11.3 OBSERVACIONES
El factor K de la USLE ha recibido críticas al no considerar contenidos en materia orgánica superiores al
4%, la medida de la estabilidad de los agregados, la posible formación de costras en superficie, la
pedregosidad, el contenido en carbonatos, en yeso o el tipo de arcilla (Benito et al., 2010).
El efecto de la pedregosidad del suelo condiciona su erosionabilidad, ya que las piedras y fragmentos de
roca protegen el suelo del impacto de las gotas de lluvia y actúan de pavimento protector, además de
afectar al proceso de infiltración (Benito et al., 2010). TRAGSA (1994) propuso una corrección del factor
K para el caso de suelos pedregosos (Figura 12).
39
Figura 12. Cálculo de la reducción del factor K en función del contenido en partículas gruesas del suelo (TRAGSA, 1994).
11.4 BIBLIOGRAFÍA
Almorox J, De Antonio R, Saa A, Díaz MC, Gascó JM. 1984. Métodos de estimación de la erosión hídrica.
Editorial Agrícola Española. Madrid.
Benito E, Cerdà A, Soto B, Díaz-Fierros F, Rubio JL, Varela E, Rodríguez M. 2010. Métodos para el estudio
de la erosionabilidad del suelo: su aplicación en suelos afectados por incendios forestales. En:
Cerdà A, Jordán A (eds.), Actualización en métodos y técnicas para el estudio de los suelos
afectados por incendios forestales. FUEGORED/Cátedra de Divulgació de la Ciència, Universitat
de València. Valencia. Pp.:85-108.
TRAGSA. 1994. Restauración hidrológico forestal de cuencas y control de la erosión. Mundi-Prensa.
Madrid.
Wischmeier WH, Jonhson CB, Cross BV. 1971. A soil erodibility nomograph for farmland and
construction sites. Journal of Soil and Water Conservation, 26, 189-193.
Wischmeier WH, Smith DD. 1978. Predicting rainfall erosion losses – a guide to conservation planning.
Agricultural Handbook No. 537 USDA-Agricultural Research Service. US Government Printing
Office. Washington, DC.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 0.2 0.4 0.6 0.8
Rec
ucc
ión
del
val
or
de
K (
%)
Proporción de partículas gruesas (> 2 mm).
40
41
12 ACIDEZ DEL SUELO
12.1 FUNDAMENTO
Las plantas cultivadas y las asociaciones vegetales tienen un óptimo de crecimiento entre límites de pH
bastante estrechos, siendo uno de los objetivos más importantes del técnico agrícola corregir los valores
del pH del suelo para adaptarlos a las plantas que se cultivan. La determinación del pH es una medida
imprescindible en todo laboratorio de suelos.
El pH es un indicador de la acidez del suelo y se define como el logaritmo negativo de la actividad de los
iones H+ en una solución. La medida del pH en una suspensión de suelo en agua informa de la
concentración de H3O+ disociados. Estos iones se encuentran en equilibrio con los no disociados, es
decir, fijados a las arcillas, a la materia orgánica y a algunos compuestos en los que el Al está asociado a
moléculas de agua u OH-. Estos constituyentes sólidos, por su capacidad para fijar protones y aniones
hidroxilo, moderan las variaciones de pH del suelo, denominándose la resistencia que éste ofrece a los
cambios como poder tampón. Dicho poder tampón es tanto mayor cuanto más elevada sea la capacidad
de intercambio catiónico del suelo, y, por consiguiente, cuanto mayor sea el contenido de arcilla y
materia orgánica.
Sin embargo, el equilibrio en agua no tiene en cuenta la totalidad de los iones ácidos (H+ y Al3+) fijados
en el complejo arcillo-húmico. Estos, que constituyen la acidez de cambio, pueden no obstante ser
desplazados del complejo mediante otro ion, como el K+ de una disolución de KCl. Como consecuencia
del intercambio, se observa generalmente que el valor de pH en KCl es menor que el obtenido en agua,
variando normalmente la medida entre 0.5 y 1.5 unidades.
Por ello, la determinación del pH del suelo se lleva a cabo en una mezcla de suelo y agua en proporción
1:2.5 y en una mezcla en las mismas proporciones de suelo y una solución de KCl.
12.2 ACIDEZ EN PASTA SATURADA (RICHARDS, 1954)
12.2.1 MATERIAL
Vasos de precipitados de 100 mL.
Varillas de vidrio o agitador mecánico.
Agua destilada.
pH-metro con electrodo de vidrio (Figura 13).
12.2.2 PROCEDIMIENTO
1) Se añade suelo seco y tamizado (sin pesar) en vaso de precipitados de 100 mL.
2) Se añaden cantidades sucesivas de agua destilada removiendo con una varilla de vidrio hasta
obtener una pasta espesa y homogénea en la que no debe haber agua en exceso, lo que puede
observarse porque al inclinar el vaso de precipitados que contiene la pasta no fluye ésta ni
existe sobrenadante de agua.
3) Después de 30 minutos de reposo se introduce el electrodo de vidrio del pH-metro en la
muestra de suelo y se determina el valor del pH.
42
Figura 13. Esquema de un electrodo de pH.
Puede clasificarse el suelo según su acidez e inferir algunas de sus propiedades como se muestra en la
Tabla 13.
12.3 ACIDEZ EN UNA MUESTRA SUELO:AGUA 1:1 (SOIL SURVEY STAFF, 1951)
12.3.1 MATERIAL
Vasos de precipitados de 100 mL.
Varillas de vidrio o agitador mecánico.
Agua destilada.
Probeta.
pH-metro (¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.) con electrodo de vidrio (Figura
13. Esquema de un electrodo de pH.).
12.3.2 PROCEDIMIENTO
1) Se añaden 10 g de suelo seco en un vaso de precipitados de 50 mL.
2) Se añaden 10 mL de agua destilada y se agita vigorosamente.
3) Después de 30 minutos de reposo se introduce el electrodo de vidrio del pH-metro en la
muestra de suelo y se determina el valor del pH.
4) Expresar el resultado: pH (1:1 H2O). La ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.
muestra los distintos tipos de suelos, según su valor de pH (H2O).
43
Alternativamente, se puede preparar una muestra en mezcla 1:2.5. La Figura 14 muestra un
esquema del desarrollo de la determinación del pH1:5 en suelos.
Figura 14. Esquema de la determinación de pH1:5 del suelo en agua.
12.4 ACIDEZ EN UNA MUESTRA SUELO:KCl
Se procede de forma análoga, pero usando 50 ml de una solución de KCl (N/10) en lugar de agua
destilada. La medida potenciométrica no debe realizarse antes de 120 min.
Figura 15. Esquema de la determinación de pH1:2.5 (KCl) del suelo en agua.
44
12.5 INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Los valores de pH se evalúan según los criterios mostrados en la Tabla 13. El pH del suelo afecta a la
movilidad de los elementos entre la fase sólida y la fase líquida del suelo (Figura 16) y a la saturación del
complejo de cambio, entre otras propiedades.
Tabla 13. Clasificación del suelo según su pH y algunas propiedades relacionadas con su fertilidad que pueden inferirse (Porta et
al., 2014).
Calificación pH Comentario
Extremadamente ácido <4.5 Condiciones muy desfavorables
Muy fuertemente ácido 4.5 – 5 Posible toxicidad por Al3+ y Mn2+
Fuertemente ácido 5.1 – 5.5 Posibles efectos por exceso de Co, Cu, Fe, Mn o Zn. Posibles deficiencias de Ca, K, N, Mg, Mo, P, S. Suelos sin carbonato cálcico. Actividad bacteriana escasa.
Medianamente ácido 5.5 – 6 Intervalo adecuado para la mayoría de los cultivos.
Ligeramente ácido 6.1 – 6.5 Máxima disponibilidad de nutrientes.
Neutro 6.6 – 7.3 Mínimos efectos tóxicos. Por debajo de pH=7,0 el carbonato cálcico no es estable en los suelos.
Medianamente básico 7.4 – 7.8 Suelos generalmente con carbonato cálcico
Básico 7.9 – 8.4 Disminuye la disponibilidad de P y B. Deficiencia creciente de Co, Cu, Fe, Mn y Zn. Suelos calizos. Clorosis férrica debida al HCO3
-.
Ligeramente alcalino 8.5 – 9 En suelos con carbonatos estos pH altos pueden deberse al MgCO3, si no hay sodio intercambiable. Mayores problemas de clorosis férrica.
Alcalino 9.1 – 10 Presencia de carbonato sódico
Fuertemente alcalino >10 Elevado porcentaje de sodio intercambiable. Toxicidad por exceso de Na y B. Movilidad del P como Na2PO4. Actividad microbiana escasa. Micronutrientes poco disponibles, excepto Mo.
45
Figura 16. Solubilidad de elementos en suelos minerales (izquierda; modificado de Lucas y Davis, 1961) y suelos orgánicos
(derecha; modificado de Truog ,1948).
12.6 BIBLIOGRAFÍA
Guitián F, Carballas T. 1976. Técnicas de análisis de suelos. Ed.Pico Sacro. Santiago de Compostela.
Lucas RE, Davis JR. 1961. Relationship between pH values of organic soils and availability of 12 nutrients.
Soil Science 92:177-182.
Richards LA (Ed.). 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Agriculture Handbook No.
60. Agricultural Research Service. United States Department of Agriculture. Washington, DC.
Soil Survey Staff. 1951. Soil Survey Manual. United States Department of Agriculture. Handbook No. 18.
United States Govt. Print. Office. Washington, DC.
Truog E. 1948. Lime in relation to availability of plant nutrients. Soil Science 65, 1-7.
46
47
13 PRUEBA PREVIA DE SALINIDAD
13.1 FUNDAMENTO
La presión osmótica de la solución del suelo es función del contenido de sales solubles de este. A
medida que aumenta la presión osmótica, la succión que deben ejercer las raíces para obtener agua del
suelo va siendo cada vez mayor, hasta llegar un momento en que la planta no es capaz de extraer más
agua. Este fenómeno se conoce como sequía fisiológica.
La prueba previa de salinidad tiene por objeto detectar si una de las causas de posibles problemas en los
cultivos es el exceso de sales solubles en el suelo. Para diagnosticar si existe o no riesgos de daños por
salinidad, se recurre a la medida de la conductividad eléctrica C.E. de un extracto de suelo (Porta, 1986).
En el caso de la prueba previa puede trabajarse con extractos diluidos que se puedan preparar de forma
rápida y cómoda, de forma que el análisis pueda realizarse sistemáticamente en todas las muestras que
se reciban en un laboratorio.
Cada vez que en la prueba previa se detecte que el suelo está salinizado, habrá que profundizar el
estudio acercándose más a las condiciones de campo, se preparará un extracto de pasta saturada en
lugar de extractos mas diluídos, para analizar en el cationes, aniones y C.E.
13.2 MATERIAL
Agua destilada.
Probeta de 50 mL.
Balanza (Figura 17, izquierda).
Vaso de precipitados (100 mL).
Varilla de vidrio o agitador magnético.
Conductivímetro (Figura 17, derecha).
13.3 PROCEDIMIENTO
1) Pesar 10 g de 10 g de suelo seco y tamizado (2 mm)) y pasarlo a un frasco de 100 mL
2) Añadir 50 mL de agua destilada (relación suelo:agua 1:5).Tapar y agitar durante 30 minutos
para que se equilibre la solución.
3) Dejar reposar 24 h.
4) Filtrar.
5) La medida de conductividad eléctrica se realiza directamente en el líquido filtrado. Leer la
conductividad habiendo calibrado previamente el conductivímetro.
El procedimiento se describe gráficamente en la Figura 18. Alternativamente, se puede preparar la
muestra en pasta saturada. Para ello, se añade una cantidad de suelo sin pesar y pequeñas cantidades
sucesivas de agua destilada hasta que toda la masa de suelo está mojada pero inclinando el vaso no
gotea.
48
Figura 17. Derecha: balanza HCB 1002. Izquierda: Conductivímetro CRISON.
Figura 18. Preparación de la muestra para la medida de la conductividad eléctrica en mezcla 1:5.
Los resultados se expresarán en dS/m o en mmho/cm. Se suele considerar que pueden existir problemas
debido al exceso de sales si la salinidad del extracto 1:5 es superior a 0,35 dS/m. La gravedad del
problema depende de la resistencia de los diferentes cultivos a la salinidad:
49
Tabla 14. Clases de salinidad del suelo (CE1:5 y CEPS)según el ensayo de salinidad.
CE1:5 (dS/m)
CEPS (dS/m)
Tipo de suelo Interpretación
< 0.35 < 2 No salino Ningún cultivo presenta problemas por salinidad.
0.35 – 0.65 2 – 4 Ligeramente salino Algunas plantas sensibles pueden presentar problemas.
0.65 – 1.15 4 – 8 Salino La mayoría de plantas cultivadas presentan problemas.
>1.15 > 8 Muy salino Sólo pueden cultivarse plantas resistentes.
13.4 BIBLIOGRAFÍA
Porta J. 1986. Técnicas y experimentos en edafología. Ed. Col·legi oficial d’enginyers agrònoms de
Catalunya. Barcelona.
50
51
14 CARBONO Y MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO
14.1 FUNDAMENTO
Los métodos que se utilizan en la determinación del carbono orgánico en los suelos, se basan en la
oxidación de la materia orgánica con dicromato potásico y ácido sulfúrico (Walkley, 1957; Walkley &
Black, 1934). La velocidad e intensidad de esta oxidación depende en los distintos métodos utilizados,
de la cantidad y forma de la materia orgánica en la muestra, así como de la temperatura de reacción
utilizada. El Cr3+ procedente de la reducción del dicromato por la materia orgánica se valora por
métodos colorimétricos o volumétricos.
14.2 MATERIAL
Vasos de precipitado de 250 mL; varillas de vidrio.
Embudos.
Lana de vidrio.
Matraces aforados de 100 y 50 mL.
Pipetas de 5 mL.
Espectrofotómetro de UV-visible (Figura 19).
Figura 19. Espectrofotómetro de UV-visible, PerkinElmer LAMBDA35.
14.3 REACTIVOS
Solución de Cr2O7K2 (8%).
Ácido sulfúrico concentrado.
Glucosa.
14.4 PROCEDIMIENTO
1) Una vez realizada la textura al tacto de la muestra de suelo, se procede a pesar 1 g para suelos
arcillosos y 0.5 g para suelos limosos.
2) Se depositan en un vaso de precipitados de 250 mL, añadiendo 20 mL de dicromato potásico al
8 %.
52
3) Lentamente y moviendo con una varilla de vidrio, se añaden 30 mL de ácido sulfúrico
concentrado.
4) Se deja reposar durante 30 minutos.
5) Transcurrido dicho tiempo se filtra el extracto sobre lana de vidrio recogiéndolo en un matraz
aforado de 100 mL.
6) Análogamente, preparamos los patrones para la curva patrón del carbono; para ello, partimos
de una cantidad dada de glucosa de contenido en carbono conocido:
Cantidad de C6H12O6 (g) Cantidad de C (g)
0 0
0.025 1
0.05 2
0.1 4
0.1375 5.5
7) Se preparan diluciones 1:10 tanto de la muestra de suelo como de los patrones y se mide la
densidad óptica que absorbe el Cr (III) en el espectrofotómetro a 600 nm.
14.5 CÁLCULOS Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
El valor obtenido de la recta de regresión está expresado en %C en suelo directamente, ya que para su
cálculo se han considerado todas las diluciones realizadas.
El resultado final se expresará en porcentaje de carbono y en porcentaje de materia orgánica en el
suelo.
El contenido en materia orgánica (MO) se calcula a partir del C orgánico mediante la siguiente ecuación
(Pribyl, 2010):
CMO %2%
14.6 RELACIÓN C/N
Es interesante también calcular la relación C/N una vez que se han determinado los dos parámetros. Las
cantidades de C orgánico y las relaciones C/N orientativas en suelos agrícolas se muestran en la Tabla
15.
Tabla 15. Cantidades de C orgánico y relaciones C/N orientativas en suelos agrícolas.
Regadío Secano
Clase C orgánico C/N Clase C orgánico C/N
Muy alto >2.5 >15 Alto >0.18 >13
Alto 1.81-2.4 12-15 Moderado 1.10-1.60 9-12
Moderado 1.45-1.80 9-11 Bajo <1.09 <8
Bajo 1.44-1.15 8-7
Muy bajo <1.15 <7
53
14.7 BIBLIOGRAFÍA
Pribyl DW. 2010. A critical review of the conventional SOC to SOM conversión factor. Geoderma, 156:75-
83.
Walkley A. 1947. A critical examination of a rapid method for determining organic carbon in soils: effect
of variations in digestion conditions and inorganic soil constituents. Soil Science, 63:251-264.
Walkley A, Black IA. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter,
and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37:29-38.
54
55
15 REACCIÓN CALCÁREA
15.1 FUNDAMENTO
La presencia de carbonatos se establece mediante la adición al suelo de gotas de ácido clorhídrico
diluido (10%). El grado de efervescencia del gas (dióxido de carbono) es indicativo aproximadamente de
la cantidad de carbonatos presente en el suelo (Tabla 16).
15.2 PROCEDIMIENTO
1) Se toma una pequeña cantidad de suelo con una cuchara de porcelana.
2) Se añaden 2 gotas de ácido clorhídrico diluido (10%).
3) Se observa la efervescencia.
Las clases para la reacción de carbonatos en la matriz del suelo se definen en la Tabla 16:
Tabla 16. Clasificación del suelo según la reacción del carbonato al HCl diluido.
Observación Clasificación Porcentaje aproximado de carbonatos
No hay efervescencia visible ni audible. No calcáreo 0%
Se escucha la efervescencia pero no es visible. Ligeramente calcáreo 0 – 2%
Efervescencia visible. Moderadamente calcáreo 2 – 10%
Efervescencia fuertemente visible. Las burbujas forman poca espuma.
Fuertemente calcáreo 10 – 25%
Reacción extremadamente fuerte. Se forma la espuma espesa rápidamente.
Extremadamente calcáreo >25%
56
57
16 CARBONATOS DEL SUELO
16.1 FUNDAMENTO
El objetivo de esta práctica es conocer la riqueza en carbonatos del suelo, el poder neutralizante de una
caliza agrícola, etc. Para ello se utiliza generalmente el Método de Determinación Gaseométrica o del
Calcímetro de Bernad (Guitián & Carballas, 1976). Dicho método constituye una medida indirecta de los
carbonatos del suelo por determinación gaseométrica del anhídrido carbónico desprendido al atacar los
carbonatos que contiene la muestra de suelo con ácido clorhídrico. Las reacciones que tienen lugar son
las siguientes:
CaCO3 + 2 HCl ⟶ CO2 + H2O + CaCl2
MgCO3 + 2 HCl ⟶ CO2 + H2O + MgCl2
Para evitar tener que reducir el gas desprendido a condiciones normales de presión y temperatura, se
realiza una determinación con carbonato cálcico puro, e idénticas condiciones, refiriendo el porcentaje
de carbonatos existentes en el suelo al carbonato puro, en función de los respectivos volúmenes de
anhídrido carbónico desprendido.
16.2 MATERIAL
Balanza electrónica.
Calcímetro de Bernard (Figura 20).
Matraz Erlenmeyer de 100 mL.
Tubo de ensayo pequeño.
Pinzas.
Frascos lavadores.
Figura 20. Calcímetro de Bernard.
58
16.3 REACTIVOS
Carbonato cálcico (CO3Ca) para análisis.
Solución salina del calcímetro.
Ácido clorhídrico (HCl 1:1): enrasar en un matraz aforado de 1 litro 500 mL de ácido clorhídrico
del 35 % de pureza.
16.4 PROCEDIMIENTO
1) Pesar 0.25 g de carbonato cálcico puro, para análisis; se introducen en el matraz Erlenmeyer del
calcímetro.
2) Llenar el tubo de ensayo pequeño con 5 mL de HCl 1:1 y situar dentro del matraz evitando que
se derrame o vuelque en el interior del mismo.
3) Una vez cerrado y enrasado a cero el calcímetro, se vuelca el tubo del ácido en el interior del
matraz y se agita suavemente para facilitar la reacción.
4) Se anota el máximo volumen de gas desprendido por el carbonato cálcico puro.
5) Se repite exactamente la misma operación pesando 0.50 g de suelo y se anota el volumen V' de
gas desprendido por el suelo.
16.5 CÁLCULOS Y EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS
El resultado se expresará en porcentaje de carbonatos en el suelo.
El contenido total en carbonatos vendrá dado por la ecuación:
(𝐶𝑂32−)% =
𝑃𝐶 × 𝑉𝑀
𝑃𝑀 × 𝑉𝐶
× 100
siendo:
PC = peso del CO3Ca puro.
PM= peso de la muestra de suelo.
VC = volumen (en mL) de CO2 desprendido por el CO3Ca puro.
VM= volumen (en mL) de la muestra de suelo.
16.6 BIBLIOGRAFÍA
Guitián F, Carballas T. 1976. Técnicas de análisis de suelos. Ed. Pico Sacro. Santiago de Compostela.
59
17 ESTABILIDAD DE AGREGADOS POR TAMIZADO EN SECO
17.1 MATERIAL
Balanza electrónica.
Tamices de 5, 2, 1, 0.25 y 0.05 mm.
17.2 PROCEDIMIENTO
1) Pesar 50 g de suelo seco al aire y tamizado (10 mm).
2) Colocar la muestra de suelo sobre un tamiz de 5 mm, situando por debajo tamices de 2, 1, 0.25
y 0.05 mm.
3) Tamizar el conjunto durante 2 minutos.
4) Pesar el suelo en cada tamiz y calcular el porcentaje de agregados de cada fracción, según
Kemper y Rosenau (1986), adaptado por Mataix-Solera et al. (2010):
𝐷𝑀𝑃𝑠 = ∑ 𝑥�̅� ∙ 𝑤𝑖
𝑛
1=1
Donde:
𝑥�̅� es el diámetro medio de cada fracción.
𝑤𝑖 es la proporción de agregados de cada tamiz con respecto al suelo total (expresado
como tanto por uno).
17.3 BIBLIOGRAFÍA
Mataix-Solera J, Benito E, Andreu V, Cerdà A, Llovet J, Úbeda X, Martí C, Varela E, Gimeno E, Arcenegui
V, Rubio JL, Campo J, García-Orenes F, Badía D. 2010. ¿Cómo estudiar la estabilidad de
agregados en suelos afectados por incendios? En: Cerdà A, Jordán A (eds.), Actualización en
métodos y técnicas para el estudio de los suelos afectados por incendios forestales. Cátedra de
Divulgació de la Ciència, Universitat de València, FUEGORED. Valencia. Pp.: 109-144.
Kemper MD, Rosenau RC. 1986. Aggregate stability and size distribution. En: A. Klute (Ed.), Methods of
Soil Analysis, Part 1. American Society of Agronomy. Madison, Wisconsin. Pp.: 425-442.
60
61
18 ESTABILIDAD DE AGREGADOS MEDIANTE SIMULACIÓN DE LLUVIA
18.1 FUNDAMENTO
Este método está descrito en Mataix-Solera et al. (2010) y fue desarrollado y puesto a punto en el Centro
de Edafología y Biología Aplicada del Segura, CEBAS-CSIC de Murcia por Antonio Lax en 1991. Está basado
en el Método de Benito et al. (1986). Con este método se valora el efecto de la energía destructiva del
agua, en forma de lluvia (García-Orenes, 1992). Se basa en suministrar un volumen determinado de agua
en forma de gotas “lluvia artificial” de energía conocida (Benito et al., 1986; García-Orenes, 1992) sobre
la muestra de suelo. Con este método se produce una ruptura mecánica de los agregados del suelo por el
impacto de las gotas de agua.
18.2 MATERIAL
Balanza electrónica.
Simulador de lluvia. El simulador de lluvia se ha construido con un recipiente de PVC de 14 cm
de altura, con un diámetro de 7.2 cm y abierto en su parte superior. Las gotas de lluvia (1.6 mm
de diámetro) se generan con agua destilada a partir de 11 boquillas de pipetas automáticas y se
dejan caer desde una altura de 1 m sobre los agregados dispuestos homogéneamente sobre un
tamiz de 0.25 mm de luz de malla, humectados previamente por pulverización (Figura 21). La
energía cinética de la lluvia por metro cuadrado es de 270 J m-2.
Tamices de 4 y 0.25 mm.
Figura 21. Simulador de lluvia (Mataix-Solera et al., 2010).
62
18.3 PROCEDIMIENTO
1) Se pesan 4 ± 0,01 g de agregados de suelo (P) correspondiente a la fracción del suelo
comprendida entre 4 y 0.25 mm, aunque algunos autores han empleado otras fracciones
(siempre > 0.25 mm).
2) Se coloca y extiende uniformemente sobre un tamiz de 0.25 mm de luz seco.
3) El suelo se humedece con agua destilada mediante pulverización y al cabo de 10 minutos, los
agregados se someten a lluvia simulada desde 1 m de altura durante aproximadamente 1
minuto (el volumen total de agua en forma de lluvia es de 150 mL).
4) La muestra de suelo que resiste la lluvia y queda en el tamiz, se pasa mediante lavado con agua
destilada a una capsula de porcelana previamente tarada (T).
5) La cápsula se seca a 105 oC, se enfría y se vuelve a pesar (A).
6) Se humedece el contenido de la capsula llenándola con agua destilada.
7) Posteriormente los agregados que han resistido la lluvia se rompen con la ayuda de una varilla
de vidrio y se vuelve a pasar por el tamiz de 0.25 mm, esta vez ayudándose de una varilla y
chorro de agua a presión realizándose lavados a través del tamiz.
8) El material que queda en el tamiz (arenas, gravas y materia vegetal) se pasa mediante lavado
con agua destilada de nuevo a la cápsula de porcelana, se seca a 105 oC y se pesa (B).
9) El resultado se expresa como el porcentaje de agregados estables (AE%) a una lluvia de energía
conocida respecto a los agregados totales del suelo entre 0,25 y 4 mm:
𝐴𝐸% = 100 ×𝐴 − 𝐵
𝑃 + 𝐵 + 𝑇
Donde:
AE% = porcentaje de agregados estables (% p/p).
T = peso de la cápsula
A = peso de la cápsula + peso de agregados de suelo que ha resistido la lluvia.
B = peso de la cápsula + arenas y material vegetal separado de los agregados de suelo que han
resistido la lluvia.
P = peso de agregados de suelo utilizados.
18.4 INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS
Para interpretar los resultados de estabilidad obtenidos con este método, se recogen los rangos
establecidos en el trabajo de Ramos y Nacci (1997). Los rangos en que dividen los valores de estabilidad
se muestran en la tabla 3.
Tabla 17. Interpretación de los valroes de estabilidad de agregados (basado en Ramos y Nacci, 1997).
Clase Agregados estables (%)
Elevada > 75
Media 50-60
Baja < 50
63
18.5 BIBLIOGRAFÍA
Benito E, Gómez A, Díaz-Fierros F. 1986. Descripción de un simulador de lluvia para estudios de
erodibilidad del suelo y estabilidad de los agregados al agua. Anales de Edafología y
Agrobiología, 9-10, 1115-1126.
García-Orenes F. 1992. Estudio sobre la estabilidad de los agregados en suelos, aspectos químicos y
microbiológicos. Trabajo de Licenciatura. Facultad de Ciencias. Universidad de Murcia.
Mataix-Solera J, Benito E, Andreu V, Cerdà A, Llovet J, Úbeda X, Martí C, Varela E, Gimeno E, Arcenegui
V, Rubio JL, Campo J, García-Orenes F, Badía D. 2010. ¿Cómo estudiar la estabilidad de
agregados en suelos afectados por incendios? En: Cerdà A, Jordán A (eds.), Actualización en
métodos y técnicas para el estudio de los suelos afectados por incendios forestales. Cátedra de
Divulgació de la Ciència, Universitat de València, FUEGORED. Valencia. Pp.: 109-144.
Ramos MC, Nacci S. 1997. Estabilidad estructural de los agregados superficiales en suelos del Anoia-
Penedès (Barcelona) frente al humedecimiento y el impacto de las gotas de lluvia. Edafología, 3:
3-12.
64
65
19 SEVERIDAD DE LA HIDROFOBICIDAD DEL SUELO
19.1 FUNDAMENTO
La severidad de la hidrofobicidad del suelo se mide mediante el test del tiempo de penetración de la
gota de agua (test WDPT por sus siglas en inglés: water drop penetration time) (Jordán et al., 2010).
La medida puede realizarse sobre la superficie inalterada del suelo in situ, lo que permite llevar a cabo
comparaciones bajo condiciones naturales variables. En este caso, es necesario retirar cuidadosamente
los restos orgánicos y residuos que puedan interferir en la medida, dejando expuesta la superficie
mineral del suelo.
Para obtener resultados comparables estandarizados implica la determinación del WDPT sobre
muestras de suelo secadas y tamizadas. En este caso, las muestras de suelo deben secarse (25 oC) hasta
peso constante, lo que suele producirse tras 48 horas. Posteriormente se tamizan (< 2 mm), retirando
las partículas gruesas y homogeneizando la fracción de tierra fina. Es conveniente que las muestras se
mantengan bajo condiciones constantes de laboratorio (20 oC y humedad relativa del 50%) durante 7
días para eliminar los efectos potenciales de la variación de humedad atmosférica en la hidrofobicidad,
de acuerdo con Doerr et al. (2002, 2005).
19.2 MATERIAL
Agua destilada.
Micropipeta (0.05 mL).
Placas de Petri o vidrios de reloj.
Cronómetro.
19.3 PROCEDIMIENTO
1) La muestra de suelo se dispone sobre un recipiente adecuado (placa de Petri o vidrio de reloj).
2) Se aplicarán 5-15 gotas de agua destilada (20 oC) mediante una micropipeta sobre la superficie
del suelo (Figura 22). El tamaño de la gota no debe ser superior a 0.05 mL, y debe dejarse caer
desde una distancia no mayor de 15 mm para evitar un exceso de energía cinética que pueda
afectar a la infiltración.
3) Se mide el tiempo que tarda la gota en infiltrarse completamente en el suelo y se toma la
mediana como valor representativo de la muestra de suelo.
4) Se describe la clase de hidrofobicidad correspondiente, según el criterio de clasificación elegido
(Tabla 18). La clasificación más comúnmente utilizada es la de Bisdom et al. (1993).
Figura 22. Realización del test WDPT.
66
Tabla 18. Clases de WDPT utilizadas por diferentes autores para clasificar la severidad de la hidrofobicidad del suelo.
Clase Adams et al.(1969)
Roberts y Carbon (1971)
McGhie y Posner (1981)
Ma’shum y Farmer (1985)
Bisdom et al. (1993)
Doerr et al. (1998)
Dekker y Ritsema (1994)
Hidrofílico <10 <1 <60 <1 <5 <5 0-60
Ligeramente repelente al agua
10-60 1-10 >60 >1 5-60 5-10 60-180
10-30
30-60
Fuertemente repelente al agua
10-60 60-600 60-180 180-300
180-300
300-600
Severamente repelente al agua
>60 >60 600-3600 600-900
900-3600
Extremadamente repelente al agua
>3600 3600-18000
>18000
19.4 BIBLIOGRAFÍA
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67
20 INTENSIDAD DE LA HIDROFOBICIDAD DEL SUELO
20.1 FUNDAMENTO
La intensidad de la hidrofobicidad del suelo se mide mediante el test del porcentaje de etanol (TPE). El
método se basa en la tensión superficial de una serie de disoluciones estandarizadas de etanol en agua y
proporciona una medida indirecta de la tensión superficial del suelo, indicando la intensidad de la
hidrofobicidad del suelo (Jordán et al., 2010).
Gotas con una tensión superficial mayor que la de la superficie del suelo permanecerán sobre la
superficie sin infiltrarse, mientras que gotas con una tensión superficial menor (menor ángulo de
contacto) se infiltrarán instantáneamente. La aplicación de gotas con tensión superficial decreciente (es
decir, con concentraciones de etanol crecientes) hasta que una de las gotas resiste la infiltración
permite la clasificación del suelo en una categoría determinada de tensión superficial entre dos
concentraciones de etanol: aquella a la que se produce la infiltración instantánea y la solución
precedente de concentración más débil. De este modo, se asume que la solución cuya gota se infiltra
dentro de los primeros 5 segundos tras su aplicación tiene una tensión superficial menor a la de la
superficie del suelo (Letey et al., 2000). Este intervalo de tiempo se ha escogido según los criterios de
Doerr (1998).
Un método alternativo es el propuesto por King (1981), que propone un procedimiento similar, salvo
porque la tensión superficial se expresa en términos de molaridad, más que como clase de
concentración de etanol. Este procedimiento se conoce como test de molaridad de una gota de etanol
(Molarity of an Ethanol Droplet, MED). En este caso, King propuso que suelos con MED ≤ 1 no podían ser
considerados hidrofóbicos. En realidad, tanto el TPE como el MED son similares, y sólo varían en los
valores numéricos de las clases de porcentaje o molaridad de la solución de etanol.
20.2 MATERIAL
Matraces aforados (50 mL).
Etanol.
Agua destilada.
Micropipeta (0.05 mL).
Placas de Petri.
Cronómetro.
20.3 PROCEDIMIENTO
El procedimiento consiste en la aplicación de gotas (0.05 mL) de soluciones con distinta concentración
de etanol sobre la superficie del suelo y se observa si se produce su infiltración durante unos segundos
(Watson y Letey, 1970). Cada gota debe dejarse caer desde una distancia no mayor de 15 mm para
evitar un exceso de energía cinética que pueda afectar a la infiltración.
1) Se preparan soluciones de etanol (50 mL) con concentraciones 0, 1, 3, 5, 8.5, 13, 18, 24 y 36%,
tomando alícuotas de etanol (96%) según la Tabla 19. El incremento entre una concentración y
otra corresponde a un incremento en la tensión superficial de 0.05 ± 0.015 N m-1.
2) Se disponen las muestras de suelo en placas de Petri, en cantidad suficiente para alcanzar 0.5
cm de profundidad y se alisan ejerciendo una presión muy ligera, sin compactar el material.
68
3) Se aplican sucesivamente gotas (0.05 mL, 20 oC) con concentraciones de etanol creciente
mediante una micropipeta sobre la superficie del suelo hasta que una de las gotas tarda más de
5 s en infiltrarse completamente.
4) Se toma la clase anterior como representativa de la intensidad de la hidrofobicidad (Figura 23).
5) Se describe la clase correspondiente (Tabla 20).
Tabla 19. Alícuotas de etanol (96%) para la preparación de soluciones con concentración creciente de etanol.
CONCENTRACIÓN FINAL DE ETANOL (%) ALÍCUOTA DE ETANOL (96%) (mL)
0 0.52
1 1.56
3 2.60
5 4.43
8.5 6.77
13 9.38
18 12.50
24 18.75
36 0.52
Figura 23. Realización del TPE mediante la aplicación de gotas de concentración (%) de etanol creciente.
Tabla 20. Clases de etanol utilizadas en la clasificación de la intensidad de la hidrofobicidad del suelo. Se muestra también la
equivalencia con la molaridad de etanol correspondiente (MED) y la tensión superficial aparente (). A partir de Doerr et al.,
2002).
Clase de etanol
Intensidad de la repelencia al agua Porcentaje de etanol (%)
MED (M) (N m-1 10-3)
1 Muy hidrofílico 0 0.00 72.1
2 Muy hidrofílico 1 0.17 66.9
3 Hidrofílico 3 0.51 60.9
4 Ligera 5 0.85 56.6
5 Moderada 8.5 1.45 51.2
6 Fuerte 13 2.22 46.3
7 Fuerte 18 3.07 42.3
8 Muy fuerte 24 4.09 38.6
9 Extrema 36 6.14 33.1
69
20.4 BIBLIOGRAFÍA
Doerr SH .1998. On standardizing the “Water Drop Penetration Time” and the “Molarity of an Ethanol
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![Misterio Iniciatico Cristao Dei Gloria Intacta[1]](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/577d25571a28ab4e1e9e9067/misterio-iniciatico-cristao-dei-gloria-intacta1.jpg)
