FISICA DE SUELOS PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS

Transcripción

1 FISICA DE SUELOS PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS GRANULOMETRIA Y TEXTURA CONSISTENCIA COLOR DENSIDAD POROSIDAD AGREGADOS Y ESTRUCTURA 1

2 EL SUELO UN SISTEMA POLIFASICO 2

3 Fases del suelo 3

4 TEXTURA Se denomina textura a la característica física de la muestra de suelo que expresa las propiedades de las partículas arena, limo y arcilla en conjunto (excluyendo piedra y grava). La textura del suelo se puede estimar directamente a campo ( textura al tacto ) pero en trabajos de investigación, clasificación de suelos y servicios analíticos se determina mediante el TRIÁNGULO TEXTURAL 4

5 Granulometría de Suelos: Escalas Internacional y USDA Tamiz para separar partículas mayores de 2 mm 5

6 Cuantificación de la Granulometría se basa en la Ley de Stokes Principio: La velocidad de caída de una partícula esférica es proporcional a la viscosidad del liquido y a la velocidad de caída. Altura de sedimentación Tiempo de Sedimentación T C constante Rango de Diámetros de Partículas 6

7 Metodologías que aplican la Ley de Stokes para granulometría: Pipeta de Robinson Densímetro de Boyoucos Cual método de cuantificación que se use, requiere que se realice la DISPERSIÓN completa del suelo Eliminar cementantes!! 7

8 Selección de la clase textural : Arenoso franco 8

9 Clases Texturales (12) Suelos arenosos TEXTURA GRUESA Moderadamente gruesa Suelos francos Media Moderadamente fina Suelos arcillosos, TEXTURA FINA Arenoso Arenoso franco Franco arenoso Franco Franco limoso Limoso Franco areno arcilloso Franco limo arcilloso Franco arcilloso 10. Arcillo arenoso 11. Arcillo limoso 12. Arcilloso 9

10 FRACCIONES GRANULOMETRICAS Y SU JUSTIFICACIÓN ARENA mm partículas sin fuerzas de unión, incluso cuando están húmedas. Interés para estudios mineralógicos para origen y génesis de suelos. LIMO mm características físicas desfavorables, inestabilidad estructural, apelmazamiento, susceptibilidad a formar costra superficial, deficiente movimiento del agua, etc. ARCILLAS < mm partículas con carga eléctrica superficial, superficie especifica elevada, comportamiento coloidal. 10

11 TAMAñO SE (cm2/g) Superficie Específica (SE) Superficie/Volumen FORMA A B Susana Hang Curso Edafo _2014 Superficie Especifica de A<B<<C C 11

12 FUNCIONES DE CADA PARTICULA Tiene relación con el tamaño de las partículas y con el tamaño de los poros que dejan, y se lo puede dividir en: 1- Capacidad de RETENCIÓN AGUA NUTRIENTES 2-Capacidad de AIREACIÓN 12

13 CONSISTENCIA Esta determinada por la cohesión (unión entre partículas del suelo) y la adhesión (unión de las partículas de suelo a otro tipo de superficies como por ejemplo implementos). Las fuerzas que determinan la cohesión son de naturaleza fisicoquímica (dependen del grado de desarrollo y actividad superficial de las partículas.(intrínseca) Las fuerzas que controlan la adhesión se establecen entre las partículas y las moléculas de agua. Depende de la cantidad de agua -Seco (suelto, blando, duro) - Húmedo (suelto, friable, firme) - Mojado : - plasticidad - adhesividad 13

14 Limites de Atterberg Consistencia Condición de friabilidad implica suficiente espacio entre partículas dado por las moléculas de agua lo cual reduce la cohesión, pero tampoco es tan elevado el contenido de agua como para causar aumento de la plasticidad. Contenido de agua 14

15 COLOR 15

16 Caracteres Diferenciales de Horizontes: COLOR El suelo tiene atributos que se relacionan con el color: Grado de evolución del suelo Contenido de humus Presencia de ciertos minerales Presencia de sustancias extrañas Actividad de fauna Componentes Cromógenos Materia orgánica Óxidos de Hierro y Manganeso Carbonatos Sales Sulfatos 16

17 Tabla de Color Munsell para Suelos 17

18 COLOR: Componentes cromáticos HUE: Es el color espectral dominante. R representa rojo (red); Y al amarillo (yellow) y YR al naranja. La variación en tonalidad se indica con números preestablecidos que se encuentran en la Tabla y forman el número de página. VALUE: Representa la variación en tintes, pasando desde el oscuro que son los value más bajos, hasta el claro. Se representa como numerador de una fracción. CHROMA: Determina la mayor o menor fuerza del color espectral. Mayor croma, mayor pureza. VALUE Intensidad 10 YR 3/4 HUE Matiz Dark Yellowish Brown = Castaño Amarillento Oscuro CHROMA Pureza 18

19 Caracteres Diferenciales Especiales Concreción calcárea: Nódulos Cementación irreversible con carbonatos alcalinotérreos en forma de esferas irregulares, pequeñas a medianas Bk Ck 19

20 Caracteres Diferenciales Especiales: Concreción calcárea (Cementación) Cementación irreversible de todo o casi todo el horizonte con carbonatos alcalinotérreos. Restricción a raíces 20

21 Caracteres Diferenciales Especiales Pseudomicelios Sales poco solubles 21

22 Caracteres Diferenciales Especiales Eflorescencias Sales solubles 22

23 Caracteres Diferenciales Especiales Moteados (Fe-Mn) Gleyzado Translocación de Fe y Mn por efecto rédox Ambiente fuertemente reductivo Cg Napa 23

24 A1 A1 A1 A1 AC o Bw Bt E Bt Ck Bt Ck BC Árido-Semiárido Semiárido-Subhúmedo Húmedo

25 DENSIDAD 25

26 Densidad Aparente DA (g cm-3) = Ms / Vsu Donde: Ms = Masa o Peso de Suelo (g) Vsu = Volumen de Suelo (cm3) El volumen de suelo incluye los volúmenes de sólidos y de poros La DA se determina mediante el método del cilindro o utilizando muestreadores especiales como el que se muestra a continuación 26

27 MUESTREADORES DE DENSIDAD APARENTE Aplicación: obtención de muestras de suelo sin perturbar para determinación de densidad aparente. Comercial: Características: equipo desarmable compuesto por mango, varilla de 50 cms, sacamuestras roscado y cinco cilindros contenedores de muestra (100 cc de capacidad). Cilindro de Kopecky: 27

28 Densidad Real DR (g cm-3) = Ms / Vso Donde: Ms = Masa o Peso de Suelo (g) Vso = Volumen de Sólidos del suelo (cm3) El volumen de sólidos de suelo no incluye el volumen de poros La DR se determina mediante PICNOMETRÍA 28

29 PICNOMETRÍA Determinación de la densidad real del suelo Picnómetro: Recipiente de vidrio que permite determinar el desplazamiento del agua por una masa conocida de suelo. Con este procedimiento se puede conocer el volumen de sólidos del suelo, excluyendo la porosidad. 29

30 Límites entre horizontes : Forma y Tipo FORMA: Suave o recto Ondulado FORMA: Suave o recto Ondulado TIPO: Abrupto (<2 cm), Claro (2-5 cm), Gradual (5-12 cm), Difuso (>12 cm) 30

31 A Suave o Recto Irregular a Quebrado Suave o Recto Ondulado Irregular 31

32 porosidad 32

33 POROSIDAD POROSIDAD ES EL VOLUMEN DE SUELO NO OCUPADO POR SÓLIDOS La porosidad puede estimarse a través de la relación de densidades, de acuerdo a la siguiente expresión P (cm3 cm-3) = 1 - (DA / DR) P = Porosidad total del suelo en proporción volumétrica DA = Densidad Aparente del Suelo (g cm-3) DR = Densidad Real del Suelo (g cm-3) Porosidad efectiva: puede definirse como la sumatoria de pasadizos interconectados de una red de poros, donde los fluidos pueden circular con resistencia despreciable, desde un poro a otro sin que ocurra estancamiento de agua. La porosidad efectiva es la diferencia entre la porosidad total menos la retención especifica, que es la cantidad de agua retenida en el medio y en contra de la fuerza de la gravedad 33

34 CLASIFICACION DE LOS POROS 1. Según como se comportan frente al agua Capilares y no capilares (limite entre ambos 50µm). 2. Según el origen Texturales (<50µm) y Estructurales (>50µm) 3. Según funciones de transmisión (>50µm), de almacenamiento (50-0.5µm) y residuales ( µm) 34

35 POROSIDAD Y TEXTURA Arenosos: 35-50% de porosidad total Arcillosos: 40-60% de porosidad total Compactados: 25-30% de porosidad total 35

36 ESTRUCTURA 36

37 AGREGADOS los grumos o agrupamientos de partículas del suelo, que se forman naturalmente, en los cuales las fuerzas que mantienen unidas a las partículas del agrupamiento son más intensas que las fuerzas que lo ligan a los agrupamientos adyacentes. Un agregado ha sido definido como Es decir que en la masa del suelo existen superficies de fragilidad que facilitan la separación de los agrupamientos o agregados, confiriéndoles individualidad. 37

38 INTEGRANTES DE UN AGREGADO 38

39 LOS 3 ATRIBUTOS QUE DEFINEN LA ESTRUCTURA 1- Forma de los agregados TIPO 2- Tamaño de los agregados CLASE 3- Dureza de los agregados GRADO 39

40 AGREGADOS Bloques Angulares y Subangulares 40

41 Bloques Angulares 41

42 Laminar Grietas horizontales 42

43 Planchado 43

44 ESTRUCTURA UN PRISMA SEPARADO DEL HORIZONTE PRISMÁTICA 44

45 ESTRUCTURA Prismática Gruesa Muy Fuerte 45

46 ESTRUCTURA Sin Estructura (Grano Simple) Columnar Sin Estructura (Masivo) 46

47 ESTRUCTURA Actividad de micro y mesofauna Alto contenido de humus (con o sin arcilla) Esferoidal (Migajosa) Sin estructura (Roca meteorizada) 47

48 ESTRUCTURA Esferoidal (Granular) Bloques Subangulares Medios a Finos 48

49 ESTRUCTURA Sin Estructura (Grano Simple) Laminar a Sin Estructura (Masivo) Prismas y Bloques Sin Estructura (Masivo) 49

50 ESTRUCTURA Bloques Subangulares Prismática Bloques Angulares 50

51 ESTRUCTURA Laminar Prismática Sin Estructura (Grano Simple) Sin Estructura (Masiva) Capa Freática (W) 51

52 Esquemas de Tipos de Estructura 52

53 Tipos de Estructura - 2 E S F E R O I D A L 53

54 Agentes que participan en la formación de los agregados Arcillas Carbonato de calcio Sesquióxidos Materia orgánica (tanto a nivel de grupos funcionales, como también de raíces, hifas de hongos, micorrizas) 54

55 Mecanismos que participan en la formación de los agregados Fuerzas electrostáticas o fuerzas de Coulomb (decrecen con el cuadrado de la distancia entre las partículas cargadas) Fuerzas de van der Waals (decrecen con la potencia séptima de la distancia entre las partículas con comportamiento dipolar) Puentes hidrógeno Puentes catiónicos o metálicos Enlaces hidrofóbicos 55

56 LOS COLOIDES EN LA FORMACION DE AGREGADOS La formación de agregados requiere la floculación de las arcillas y su posterior estabilización o cementación (Complejos órgano-minerales) 56

57 Tamaño Conveniente de los Agregados Se estima así que la estructura es mejor cuanto mayor es la proporción de agregados mayores que 0,2 mm (Henin). El intervalo de tamaño más conveniente para la mayoría de los cultivos es el comprendido entre 1 y 2 mm (Van Bavel). 57

58 agenes/estrorig.gif 58

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