DENSIDAD APARENTE, DENSIDAD REAL POROSIDAD Y ESPACIO AÉREO DEL SUELO I. INTRODUCCIÓN: El conocimiento de otras propiedades físicas del suelo, en este caso, la densidad aparente, la densidad real, la porosidad, y el espacio aéreo, tiene especial importancia para fines prácticos, tales como, la determinación del peso de la capa arable, aireación, movimiento y disponibilidad de agua necesaria para plantas y microorganismos; a su vez const constituy ituyen en conoc conocimi imient entos os básico básicoss para para tomar tomar decisi decisione oness en la aplica aplicació ción n de enmiendas químicas u orgánicas así como para efectos de riego. or otro lado, estas propie propiedad dades es tienen tienen import importanc ancia ia direct directa a en los proces procesos os de erosió erosión, n, princi principal palmen mente te !ídrica, a través de la interacción con otras propiedades físicas como la capacidad de infiltración, flu"o !ipodérmico y napa freática entre otros. Es usual considerar a la estructura, dentro de esta práctica debido a su relación con la densidad real, densidad aparente y la porosidad del suelo.
#os ob"etivos de esta práctica son$ % &eterminar la densidad aparente en condiciones de campo. % &eterminar la densidad aparente y real en condiciones de laboratorio. % ' partir de estos datos, calcular el espacio poroso, espacio aéreo de un suelo determinado.
II. CONCEPTOS BASICOS: (.). COMPOSICION DEL SUELO.- #os suelos minerales constan en general de los siguientes componentes físicos$ *ateriales sólidos tales como minerales y materia orgánica; agua y aire. En condiciones ideales, el +- del volumen total del suelo está ocupado por los sólidos y el +- restante lo ocupa el agua y aire en proporciones más o menos iguales cuando eiste una !umedad óptima para el crecimiento vegetal /0ig )1. Es obvio que los suelos van a tener diferentes proporciones de estos componentes, así como también, en un mismo suelo dic!as proporciones variarán de !orizonte a !orizonte. &e modo que, en la medida que cambien las proporciones de los componentes sólidos respecto a los otros, cambiarán también los valores del peso del suelo por unidad de vol2men. Estos componentes del suelo se !allan íntimamente unidos y, de esta manera, tanto el agua como el aire se encuentra ocupando espacios vacíos de diferente proporción, los espacios grandes o macroporos también llamados poros de aireación a su vez forman intersticios de circulación de agua y aire, mientras que los espacios peque3os o microporos, sirven para almacenamiento del agua.
(.(. Densidad aparene ! densidad de "!#$%en.- Es una forma de epresar el peso de un suelo seco en un volumen determinado /gr4cc1 y se define como la masa de una unidad de volumen de suelo seco en estufa a )+
5 /607E1; este volumen
incluye tanto a los sólidos como a los poros.
Da& Ms'" ()* &onde$ &a8 &ensidad 'parente /gr4cc; 9g4dm :; 6*4m:1 *s8 *asa de los sólidos /gr1 t8 olumen total del suelo /cc.1 or regla general, los suelos de tetura fina tienen menores valores de densidad aparente que los de tetura gruesa, aun cuando dic!os valores varían con otros factores, como estructura, materia orgánica, labores agrícolas, etc. ' continuación se presentan valores aproimados que dan una idea de la relación eistente entre la tetura y la densidad aparente.
C+adr! ):
Densidad aparene
'renoso
).= % ).> gr4cc
0ranco 'renoso
).> % ).+ gr4cc
0ranco #imoso
).+ % ).: gr4cc
'rcilloso
).: % ).) gr4cc
(.:. Us!s de #a Densidad Aparene.- 7e utiliza para estimar el peso de la capa arable del suelo, para efectuar cálculos referente a las posibles enmiendas químicas u orgánicas, para estimar la porosidad del suelo, espacio aéreo, lamina de riego. E"emplo$ 5uál es el peso de ) ?a de terreno cuya profundidad de capa arable es ( cm. y tiene una densidad aparente de ).(+ gr4cc. s$ )m )m .( m 8 (, m: &a$ ).(+ 6n4m: &8 4 8 & %%%%%%%%%@ ).(+ 6n4m: (, m :
P& ,// Tn. (.A. Densidad Rea# ! Densidad de Par01+#as.- Es la relación entre la masa del suelo /607E1 y la unidad de volumen de las partículas sólidas del suelo, ecluyendo por tanto al espacio poroso.
Dr& 2s'"s (* &onde$ &r8 &ensidad real o de partículas /gr4cc1. *s8 *asa de lo sólidos, 607E a /)+ 51.
s8 ol2men de los sólidos del suelo /cc1. En la mayoría de los suelos minerales, la densidad real /&r1 varía dentro de límites muy estrec!os /(.B a (.>+ g4cc1 y para efectos prácticos se considera un valor promedio de (.B+ g4cc. Estos valores no varían muc!o en diferentes suelos a menos que eista una variación considerable en la composición mineralógica o contenido de materia orgánica.
Estos límites tan estrec!os se deben a que muc!os de los minerales constituyentes del suelo son por lo general$ *inerales primarios como los feldespato, piroenos, anfiboles, olivinos, etc.; o minerales secundarios, como las arcillas montmorillonita /($)1, y la caolinita /)$)1, los cuales poseen valores de densidad dentro de estas cifras. Eisten ecepciones de algunos minerales pesados con algunos valores anormales como la !emátita /+.: g4cc1, galena />.B1, magnetita /+.(1, etc. or lo tanto la densidad real, puede eceder de (.B+ gr.4cc. or otra parte la materia orgánica puede afectar la densidad real, debido a su menor peso, y a ello se debe que los suelos superficiales tienen una menor densidad real que la del subsuelo. #a estructura y el tama3o de partículas nada tienen que ver con la densidad real. (.+. P!r!sidad ! Espa1i! P!r!s!.- Es la porción del volumen total del suelo, que está ocupada por aire y agua; se epresa en porcenta"e. ol. poros -E.. 8 %%%%%%%%%%% C ) ol. 6otal En base a densidades, la fórmula para el cálculo del porcenta"e de espacio poroso puede derivarse como sigue$
7abiendo que$ &r8 Ds4s y &a8 Ds4t &espe"ando$ Ds8 &r s y Ds8 &a t Igualamos$ &r s 8 &a t %%%%%%%%@ s4t 8 &a4&r s4t ) 8 - de espacios de sólidos %%%%%%%%%@ &a4&r ) 8 - espacios de sólidos - E.. - de espacios de sólidos 8 )
- E.. 8 ) % - de espacios de sólidos. %%%%%%%%%@ - E.. 8 ) % /&a4&r C )1
C+adr! N4:
P!r!sidad (3*
'renosos
(F % :B
0ranco 'renoso
:B % A:
0ranco #imoso
A: % +)
'rcilloso
+) % +F
N!a: El espacio poroso si varía con otros factores como la estructura, materia orgánica, etc. (.B. Espa1i! A5re!.- Es el espacio que está ocupado por aire o gases en los
poros del suelo, y se epresa en porcenta"e del volumen total. En el desarrollo vegetal, el tama3o de los poros tiene mayor importancia que el espacio poroso total; los suelos de tetura fina tienen un mayor volumen total de poros, y debido a su tama3o muy peque3o el movimiento del agua y aire se ve restringido, produciendo muc!as veces una inadecuada aireación para el crecimiento de cultivo y microorganismos.
%EA =
Vt −Vs −Va x 100 Vt
&onde$ - E. '. 8 orcenta"e de espacio aéreo. t8 olumen total. s8 olumen ocupado por los sólidos. a8 olumen ocupado por el agua.
III. MATERIALES Y MÉTODOS: :.).
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE: M5!d! de# Ci#indr!. El método se basa en la determinación de la masa de un volumen de suelo
inalterado, etraído con un cilindro de volumen conocido. 7e realiza por lo tanto, directamente en el campo. *ateriales$ • • • • • • • • •
5ilindros de muestra con tapa y anillo adicional. 6rozo de madera. Estufa *artillo. Galanza. #ampa.
rocedimiento$ ).
Hbicar un campo y limpiar la superficie a limpiar.
(.
5olocar el cilindro con sus bordes cortantes !acia aba"o y poner el trozo de madera sobre él. Intercalar entre la madera y el cilindro, un anillo de igual diámetro pero de menor altura /:cm. de longitud apro.1 5on el fin de proteger la muestra de suelo de los golpes del martillo.
:.
5on el martillo, golpear la madera sobre la zona donde se !alla el cilindro, !asta que éste penetre completamente en el suelo.
A.
5on la lampa, quitar la tierra de alrededor del cilindro !asta el nivel ba"o de la base inferior de él.
+.
5on el cuc!illo, cortar la tierra de alrededor del cilindro y luego de etraído, empare"ar !asta el nivel de sus bases, inferior y superior.
B.
5olocar las tapas y llevar al laboratorio.
>.
aciar el suelo en una cápsula de porcelana raspando completamente las paredes internas del cilindro y llevarla a la estufa a )+ 5 por (A !oras.
F.
esar el suelo y !acer los cálculos para determinar el volumen de los cilindros, la densidad aparente y el porcenta"e de espacio poroso. ara la
densidad real asuma el valor promedio de (.B+ g4cc. 5álculos$
Da=
peso desuelo seco a la estufa ( g ) volumentotal
2
ol. del 5ilindro 8 π r xh
RESULTADOS: C+adr! N46:
N4 M+esra ) (
de "!#+%en 1i#indr!
P.S.S.E (7r.*
Da (7r'11.*
Dr
E.P.
(7r'11.*
(3*
I.
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