Clase 4 _Propiedades fisicas de los suelos.pdf

la presentacion se basa en la descripción fisca de los suelos, tanto para su reconociemiento en campo como para la interpretacion de algunas caracterisiticas fiscas de laboratorio.

1. Ingeniería de suelos
Código asignatura 531269Profesor:
Gustavo Adolfo Romero Lozada
Ingeniero Agrícola

2. Propiedades físicas del suelo
Elsueloestácompuestoporsólidosque,organizados,estructurados,dejanhuecosoporosentreellos.Los
porosestánocupadosporaireobienporaguatrasunriegoounalluviaintensaysevanvaciando
parcialmenteamedidaquetranscurrenunosdías.Asuvez,lossólidosestánconstituidosporunamezcla
demateriaorgánica(fundamentalmenteaportadaporlavegetación)ymateriamineral(queaparece
comoresultadodelaalteración(meteorización)físicayquímicaquesufrelarocaalolargodemuchos
años),estematerialmineralseconformaporarcillas(Ar),limos(L)yArenas(A).
Laspropiedadesfísicassepuedenmedirencampoylaboratorioysonimportantesensuclasificación.
Lasprincipalessontextura,estructura,densidadaparente,consistenciayelcolor.
Otrassonlacapacidaddealmacenamientodeaguaeinfiltración.

3. Propiedades físicas del suelo
Laspropiedadesfísicasdelossuelosdeterminanengranmedida,lacapacidaddemuchosdelosusosque
elserhumanolesotorga.Lacondiciónfísicadeunsuelodeterminalarigidezylafuerzadesostenimiento,
lafacilidadparalapenetracióndelasraíces,laaireación,lacapacidaddedrenajeydealmacenamientode
agua,laplasticidadylaretencióndenutrientes(Rucksetal.,2004).
Laimportanciadeconocerlascondicionesfísicasconlasquecuentaunsueloestal,quenospermite
determinarelalmacenamientodelagua,elmovimientodelaguaenelperfildelsuelo,yporendealgunos
procesosdelixiviacióndepartículas.

4. Composición del suelo
Lastresfasesquecomponenelsistemasueloson:
•Lafasesólida,compuestaporelconjuntodelas
partículasinorgánicas(cristalinasynocristalinas)y
lasorgánicas.
•Lafaselíquida,quelacomponenelaguaylos
solutosqueestándisueltosenella,esdecir,lafase
líquidaes,enrealidad,unasolución:lasolución
delsuelo.
•Lafasegaseosa:oatmósferadelsuelo,formada
portodosaquelloscompuestosquesepresentan
enformagaseosaycuyosrepresentantesmás
abundantes,encondicionesdeaireación
adecuadadelsuelosonelCO2,O2yvaporde
agua.

5. Las propiedades físicas del suelo y sus principales
interrelaciones

6. Textura del suelo
Latexturaesaquellapropiedadqueestablecelascantidadesrelativasenqueseencuentranlaspartículas
dediámetromenora2mm,esdecir,latierrafina,enelsuelo;estaspartículas,llamadasseparados,se
agrupanentresclases,portamaños:Arena(A),Limo(L)yArcilla(Ar).
https://meding101.wordpress.com/civil-ing/mecanica-de-suelos/granulometria-de-los-suelos
/

7. Arena
Sonpartículasmenoresde2mmperomayoresde0,05mm.
Laarenasesienteásperaentrelosdedos.Laspartículassongeneralmentevisibles
asimplevistaypuedenserredondeadasoangulares.
Laspartículasdearenagruesasconsistenenunsolomineral,generalmentecuarzo
(SiO2)uotrosmineralesdesilicatoprimarios.
Debidoalpredominiodelcuarzo,laarenageneralmentecontienepocosnutrientes
paralasplantas.Elgrantamañodelaspartículassignificaquelosnutrientes
presentesprobablementenoseránliberadosparaserabsorbidosporlasplantas.
Losporosdelossuelosarenososnopuedenreteneraguacontralafuerzade
gravedadyporesodrenanrápidamenteypromuevenlaentradadeairealsuelo.
Lasgrandespartículasdearenatienensuperficiesespecíficasbajas.Porlotanto,
laspartículasdearenaposeenpocacapacidadparareteneraguaonutrientesyno
seunenformandounamasacohesiva.
lamayoríadelossuelosarenososestánbienaireadosysonsueltos,perotambién
soninfértilesypropensosalasequía
.

8. Limo
Partículasmenoresde0,05mmperomayoresde0,002mmde
diámetro.Aunquesimilaresalaarenaenformaycomposición
mineral,laspartículasdelimoindividualessontanpequeñasque
resultaninvisiblesasimplevista.
Sesientesuaveosedoso,comolaharina.Cuandoellimoestá
compuestodemineralesresistentesalaintemperie,eltamaño
relativamentepequeño(ylagransuperficie)delaspartículas
permiteunameteorizaciónlosuficientementerápidacomopara
liberarcantidadessignificativasdenutrientesparalasplantas.
Losporosentrelaspartículasdelmateriallimososonmuchomás
pequeños(ymuchomásnumerosos).quelosdearena,porloque
ellimoretieneelaguaydejaescurrirmenos.Sinembargo,incluso
cuandoestámojado,ellimoensínopresentamuchapegajosidado
plasticidad(maleabilidad).
Debidoasubajapegajosidadyplasticidad,lossuelosconalto
contenidodelimoyarenafinapuedensermuysusceptiblesala
erosióntantoporelvientocomoporelagua.Lossuelosdetextura
limosaseerosionanfácilmenteconelescurrimientodelagua.
Zhai,J.;Zhang,Z.;Melnikov,A.;Zhang,
M.;Yang,L.;Jin,D.ExperimentalStudy
ontheEffectofFreeze—ThawCycles
ontheMineralParticleFragmentation
andAggregationwithDifferentSoil
Types.Minerals2021,11,913
.

9. Arcilla
arcillamidemenosde0,002mm.
Secaracterizanpor:
Tenersuperficiesespecíficasmuygrandes,loqueles
confiereunaenormecapacidadparaadsorberaguayotras
sustancias.
superficiedeadsorciónhacequelaspartículasdearcillase
cohesionenenunamasaduradespuésdelsecado.
Cuandoestáhúmeda,laarcillaespegajosaysepuede
moldearfácilmente(muestraunaaltaplasticidad).
Laspartículasfinasdeltamañodelaarcillasontan
pequeñasquesecomportancomocoloides;sisesuspenden
enagua,nosesedimentanfácilmente.
Elespacioporosoentrelaspartículasdearcillaesmuy
pequeñoycomplejo
Porlotanto,elmovimientodelaguayelaireeslento.
Lascaracterísticassonsualtacapacidadde
almacenamientodeaguaycapacidaddeintercambio
catiónico.(CIC)

10. Clasificación de las partículas del suelo
de acuerdo a su tamaño

11. Clases texturales
Tabla de Grupos y Clases texturales del suelo –IGAC, 2021.

12. Clases texturales
Triangulo textural http://www.edafologia.net

13. Clases texturales
Jaramillo D, 2002, introducción a la ciencia del suelo.

14. Determinación mediante el tacto
.
diagrama explicativo para determinación de textura al tactohttp://www.edafologia.net

15. Determinación en laboratorio
Latexturadelsuelo,paralosfinesprácticosnormales,sedeterminaporelmétodo
delhidrómetroodeBouyoucos,elcualconsisteendeterminarlosporcentajesen
queseencuentranlosdiferentesseparadosdelsuelo,deacuerdoconelpesode
unamuestrasecadelmismo;estemétodosefundamentaenla LeydeStokes,la
cualestablecequelavelocidaddecaídadelaspartículaspequeñas,enunmedio
líquido,esdirectamenteproporcionalasutamaño,segúnlasiguienterelación:
Donde:
V:Velocidaddecaída:cms-1.
Dr:Densidaddepartículas:gcm-3.
dw:Densidaddellíquido(aguaenestecaso):gcm-3.
g:Aceleracióndelagravedad:cms-2.
r:Radiodelapartícula:cm.
h:Viscosidaddellíquido:gcm-1s-1.

16. Determinación en laboratorio

17. Estructura del suelo
Amedidaquelaevolucióndelsueloavanza,laspartículassólidasdeélseunenentresí
dediversasformas,generandounidadesdemayortamañollamadas agregados,unidades
estructuralesopeds.Elarregloqueseproduceconestossólidosesloquesedenomina
estructuradelsuelo.
Lamayoríadelosprocesospedogenéticosproduceenelsuelocoloresespecíficos.Ésta
eslacaracterísticamásvisibledesuacción;loanteriorhacequeesterasgomorfológico
seaunodelosmásutilizadosparaempezaraaproximarsealanálisisdelagénesisdeun
suelo.
Lasredesdeporosdentroyentrelosagregadosconstituyenunaspectoclavedela
estructuradelsuelo.Lareddeporosinfluyeengranmedidaenelmovimientodelaireyel
agua,elcrecimientodelasraícesdelasplantasylasactividadesdelosorganismosdel
suelo,incluidalaacumulaciónydescomposicióndelamateriaorgánica.

18. Representaciónesquemática
generalizadadeldesarrollo
delaestructuradelsuelo

19. Estructura del suelo
Prácticascomolaextraccióndemadera,elpastoreo,lalabranza,eltráficoyelabono
impactanlossuelosengranmedidaatravésdesusefectosenlosporosdelsuelo,
especialmenteenloshorizontessuperficiales.
T. F. Shaxson, discos pulverizando el suelo http://www.guaquira.net

20. •Losagregadosmásgrandesestáncompuestosporunaaglomeracióndeagregadosmáspequeños(a)Un
macroagregadounióndemicroagragadosprincipalmenteporunaredpegajosaformadaapartirdehifas
fúngicasyraícesfinas.(b)Unmicroagregadoqueconsisteprincipalmenteengranosfinosdearenaygrupos
máspequeñosdegranosdelimo,arcillaydesechosorgánicosunidosporpelosradiculares,hifasdehongosy
gomasmicrobianas.(c)Unsubmicroagregadomuypequeñoqueconsisteenfinaspartículasdelimocon
incrustacionesdedesechosorgánicosypequeñostrozosdedesechosvegetalesymicrobianos(llamados
materiaorgánicaparticulada)conincrustacionesdepaquetesaúnmáspequeñosdearcilla,humusyóxidosde
FeoAl.(d)GruposdeplaquetasdearcillaparalelasyaleatoriasqueinteractúanconóxidosdeFeoAly
polímerosorgánicosenlaescalamáspequeña.Estosgruposodominiosdeorganoarcillaseunenalas
superficiesdelaspartículasdehumusyalosgranosmineralesmáspequeños.(DiagramaRayR.Weil).

21. Tipo de estructura

22. Consistencia del suelo

23. Clase y grado de estructura

24. Estructura del suelo
Influyeenelmovimientodelaguahaciaabajoenelperfildespuésdelainfiltración.Unsuelobien
estructuradodrenarárelativamenterápidodespuésdefuerteslluviasoriegoyasíminimizaráel
problemadeanegamientotemporal.
Unsuelodetexturapesadaperobienestructuradoaúnretendrácantidadesadecuadasdeagua
disponibleparalasraícesdelasplantas.
Unsuelomalestructuradopuedeinhibirelcrecimientoydesarrollodelasplantasalquedar
anegadoencondicioneshúmedas,restringiendoasíeldesarrollodelsistemaradiculardelas
plantas.
https://proain.com/blogs/notas-
tecnicas/impacto-de-la-compactacion-del-
suelo-agricola

25. Estructura del suelo
Cuandoestápresenteenlacapasuperiordelsuelo,
unaestructuramasivabloquealaentradadeaguayla
germinacióndelassemillasesdifícildebidoalamala
aireación.
Enunsueloconestructuragranular,elaguaentra
fácilmenteylagerminacióndelassemillasesmejor.
Enunaestructuraprismática,elmovimientodelagua
enelsueloespredominantementeverticalyportanto
elsuministrodeaguaalasraícesdelasplantassuele
serdeficiente.
Adiferenciadelatextura,laestructuradelsuelono
espermanente.Medianteprácticasdecultivo(arado,
surcos,etc.),elagricultorintentaobteneruna
estructuragranulardelsueloparaloscampos
agrícolas.
Estructuras:prismática,columnar
(Stephens,1954)

26. Color del suelo
elcolordelsueloserelacionafuertementeconloscomponentessólidosdelmismo.Entre
lasprincipalesrelacionesquesehanencontradoentreelcolorysuscomponentes,pueden
destacarselassiguientes:
Schulzeetal(1993)obtuvieronunarelaciónestrechaeinversaentreelvaluedelcoloryel
contenidodemateriaorgánicadeloshorizontessuperioresdesuelosubicadosenelmismo
paisajeysincontrastestexturalesmuyamplios;tambiénencontraronquelafracción
orgánicaquemásinfluyesobreelcoloroscurodelsueloesladelosácidoshúmicos.
Cuandoextrajeronestosácidoselsuelopresentóunmayorcambioenelvalue,quecuando
extrajeronlosácidosfúlvicos.
Schwertmann(1993)encontróvariasrelacionesentreelcontenidodeóxidosdehierroen
elsueloysucolor.Asocióestasrelacionesavariosambientesdeevolucióndeesos
Suelos.

27. Color del suelo
•Es un indicador del material dominante en el suelo.
•puede servir para determinar el grado de intemperización, la intensidad de los procesos
de oxido-reducción el contenido de materia orgánica y estado de lixiviación o acumulación
de compuestos químicos en el suelo

28. Color del suelo

29. Color del suelo

30. Color del suelo

31. Color del suelo

32. Color del suelo

33. Un suelo está totalmente saturado, cuando todos sus vacíos están ocupados únicamente por agua;
en estas circunstancias consta, como caso particular, de sólo dos fases: la sólida y la líquida.
Siseseparanlasdiferentesfasesdelsuelo,entreellassepuedenestablecer
algunasrelacionesbásicas,tantogravimétricascomovolumétricas,lascualesse
conviertenenlamaneramássencillaycomúndeestablecerlosvaloresdealgunas
propiedadesfísicasdelmismo.
Lasfaseslíquidaygaseosaconformanel
VolumendeVacíos.
LafasesólidaconstituyeelVolumende
Sólidos
Relaciones básicas

34. Vv= V + Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V + Va + Vs
Relaciones básicas

35. Densidad Real (Dr)
La densidad de la fase sólida (densidad real) del suelo se define como:
=
Ws
Vs
Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs

36. Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs
Densidad Aparente (Da)
La densidad del suelo teniendo en cuenta su organización (Densidad aparente)
= =

37. Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs
Porosidad (P)
El espacio poroso del suelo (porosidad), en volumen, es:
=
Vv
* 100=
= (V + Va)

38. Contenido de humedad gravimétrica W (%)
El contenido de humedad del suelo, en términos porcentuales de peso de
agua:gravimétrico, se calcula como:
= * 100

39. Contenido de humedad volumétrico (%)
El contenido de humedad del suelo, en términos porcentuales de volumen de agua:
volumétrico, es:
= * 100
Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs

40. Relacion entre humedad volumétrica
( (W)
Los contenidos de humedad gravimétrico y volumétrico se pueden relacionar
mediante la expresión::
= W * Da
Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs

41. Saturación con agua S(%)
El grado de saturación con agua que presenta el suelo se evalúa con la relación:
S= V/ Vv
Vv= V??????+ Va
Vt= Vv+ Vs
Vt= V??????+ Va + Vs