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• Joao Paulo Ortiz

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LABORATORIO DE GEOMORFOLOGÍA Y EDAFOLOGÍA PRACTICA N° 06 ANALISIS DE PROPIEDADES FISICAS DE SUELO. I. INTRODUCCIÓN El suelo es una mezcla de materiales sólidos, líquidos (agua) y gaseosos (aire). La adecuada relación entre estos componentes determina la capacidad de hacer crecer las plantas y la disponibilidad de suficientes nutrientes para ellas. La proporción de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen como propiedades físicas o mecánicas del suelo: textura, estructura, color, permeabilidad, porosidad, drenaje, consistencia, densidad, humedad, profundidad efectiva.

II.OBJETIVOS 

Analizar algunas propiedades físicas de suelo



Evaluar la densidad aparente, densidad relativa, porosidad, y humedad.

III. CONCEPTOS BÁSICOS El suelo es una capa de la corteza terrestre, formada por elementos de origen mineral y orgánico. Esto se debe a la alteración (o meteorización) de las rocas de la litosfera (denominada roca madre) y al aporte de los restos de materia orgánica de las plantas y de los animales (que nacen, viven y mueren sobre el). PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO · color · textura · estructura · porosidad · permeabilidad · profundidad efectiva · drenaje 1. Color Los suelos en general tienen color oscuro. El color se aclara a medida que se profundiza. Los suelos de color más oscuro, generalmente son más ricos en materia orgánica. Los colores pardos, rojizos y amarillentos, indican que los suelos son bien aireados y no se encharcan. Los colores grises y manchados de verde azuloso, indican que los suelos permanecen mucho tiempo encharcados. En las regiones húmedas, cuando los suelos son muy claros indican baja productividad y las plantas se desarrollan mal. Los elementos del color del suelo Las principales sustancias que confieren al suelo su color son el humus, compuestos minerales como los óxidos, sulfuros, sulfatos, carbonatos. Laboratorio de Geomorfología y Edafología 2018-1

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Los colores claros, es decir, el blanco el blancuzco, son debidos a la abundancia de minerales blancos o incoloros. Los horizontes superficiales de suelos evolucionados presentan bastante raramente esos tintes, salvo en los suelos de regiones secas, áridas o desérticas. Pero se encuentran más a menudo en los horizontes del subsuelo o en los suelos poco evolucionados, en los suelos esqueléticos y en los decapitados, en los que la erosión se ha llevado los horizontes superficiales. Los minerales que tienden a provocar estas coloraciones claras son la sílice, el calcáreo en un grado elevado de pureza, el yeso, los cloruros o la arcilla, también desprovista de impurezas. Los colores negros o pardo muy oscuro son provocados por el humus o el manganeso, estando a menudo este último al estado de bióxido (MnO2), o también por los sulfuros de hierro. Toda la gama de coloraciones que van por una parte; desde el rojo y a veces del granate, al beige, pasando por el amarillo, el anaranjado y el pardo, y, por otra parte del gris al verde pasando por los diferentes matices del gris, son casi siempre debidas a los compuestos del hierro, sea que intervengan prácticamente solos, o que se asocien a otros elementos coloreados del suelo para dar el tinte resultante. Se recordará aquí la naturaleza y el color de estos compuestos del hierro, constituyentes del suelo: * La hematita (Fe2O3 sesquióxido de hierro), de color rojo, estado amorfo o microcristalino. * La goethita (Fe2O3, 3H2O; o FeO. OH), de color amarillo. * La limonita (Fe2O3, nH2O), de color amarillo. * El hidróxido férrico (Fe (OH) 3), de color rojizo. * El óxido ferroso (FeO), de color verde grisáceo o azulado. Sería más azul en medio alcalino y verde en medio ácido. * El hidróxido ferroso (Fe (OH)2), de color verde grisáceo. A estos minerales hay que agregar: * Los complejos ferroorgánicos de color negro, hierro-arcilla de color variable amarillo o pardo, y los compelejos ternarios hierro-arcilla-humus de color pardo. * Los complejos ferro y ferrisilícicos, respectivamente grisáceos y rojizos. En fin, entre todos los elementos capaces de colorear el suelo, el humus, los compuestos del hierro y accesoriamente los del manganeso, son los que intervienen con más frecuencia. El manganeso está a menudo asociado al hierro, pero generalmente en menor proporción que éste. Clasificación del suelo por su color La forma más común utilizada en laboratorio o incluso directamente en campo es mediante el uso de la tabla de color de la escala de Munsell. El color del suelo se debe determinar bajo dos condiciones: seco y cuando se ha humedecido hasta saturación. La escala de Munsell presenta series de colores expresados en función de sus tres elementos básicos, que son: el tono, el brillo y la intensidad. En la figura el código del color del suelo es 10YR 6/4.

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Nombre

Composición

Color

Suelos donde aparece

Goethita

a-FeO(OH) Cristalino

Amarillento 7,5YR a 10YR

Suelos de climas templados y frescos, húmedos a subhúmedos. Suelos tropicales. Suelos moderadamente hidromorfos en climas subtropicales.

Hematites

a-Fe2O3 Cristalino

Rojo 2,5YR a 7,5 YR

Suelos tropicales y subtropicales. Suelos de climas mediterráneos.

Lepidocrocita

g-FeO(OH) Cristalino

Anaranjado 5YR a 7,5YR

Suelos no calizos, hidromorfos, de climas templados.

Maghemita

g-Fe2O3 Cristalino

Pardo rojizo Oscuro

Suelos tropicales y subtropicales.

Ferrihidrita

Paracristalino

Pardo rojizo 5YR a 7,5YR

Suelos ácidos de las zonas frías y templadas, ricos en materia orgánica.

Fuente: Torrent (1978).

2. Textura La roca que forma el suelo se descompone y desmorona en partículas. Estas partículas son de diferente tamaño. Las más pequeñas se llaman ARCILLAS, las intermedias LIMOS y las más grandes se llaman ARENAS. Todos los suelos tienen ARENAS, LIMOS Y ARCILLAS. La mezcla de las ARENAS, LIMOS Y ARCILLAS se llama TEXTURA. Si los suelos tienen muchas ARENAS, se dice que son ARENOSOS. Estos suelos son granulosos y ásperos, no se encharcan, son fáciles de cultivar, pero son muy pobres en alimentos para las plantas. Cuando están secos, al cogerlos con la mano se desbaratan. Los suelos que tienen muchas partículas de ARCILLA, se llaman suelos ARCILLOSOS. También se conocen como tierra gredosa o suelos pesados. Se encharcan fácilmente y son ricos en alimentos para las plantas. Cuando están húmedos son pegajosos. Cuando están secos forman una masa. Cuando los suelos tienen cantidades más o menos iguales de arenas, limos y arcillas, se dice que son suelos de textura FRANCA o suelos MEDIANOS. Estos suelos son los mejores porque son fáciles de cultivar, no se encharcan y son ricos también en alimentos para las plantas. Al palparse con las manos, se sienten suaves. Los suelos PEDREGOSOS, son los que tienen muchas piedras, ya sean grandes o pequeñas y son difíciles para cultivar. 3. Estructura Es la manera como se unen partículas para formar terrones. Cuando las partículas del suelo, están unidas en formas de láminas o lajas se dice que hay estructura laminar. Cuando las partículas del suelo se unen y forman columnas con los bordes redondeados se dice que la estructura es columnar. Cuando las columnas tienen bordes angulosos, la estructura es prismática. Si las partículas del suelo se unen en forma de bloque de varios tamaños con bordes redondeados o angulosos, se dice que la estructura es blocosa. Laboratorio de Geomorfología y Edafología 2018-1

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Cuando las partículas de suelo forman terrones pequeños y redondeados como gránulos, la estructura se dice que es granular. Se dice que no hay estructura cuando las partículas del suelo no forman terrones. Esto ocurre en aquellos suelos gredosos, en donde se forma una masa que no rompe en terrones y en los suelos arenosos, donde las arenas no están reunidas en granos pequeños. 4. Porosidad · Está compuesta por los poros o pequeñas cavidades que existen en el suelo. · Por estas cavidades o poros penetran el aire y el agua. · En los suelos que tienen partículas grandes como las arenas, los poros son grandes y el agua y el aire penetran fácilmente. · En los suelos que tienen partículas más pequeñas como las arcillas, los poros son muy pequeños. · El agua y el aire no penetran con facilidad. 5. Permeabilidad Es la facilidad con que el agua y el aire se mueven dentro del suelo. Los suelos que se encharcan tienen permeabilidad muy lenta. 6. Profundidad efectiva Es la profundidad hasta donde llegan, sin tropiezo, las raíces de las plantas en busca de agua y alimentos. Los tropiezos o limitaciones que encuentran las raíces para penetrar son: · Capas endurecidas · Piedras o rocas · Agua · Sales dañinas En un suelo profundo Las raíces de las plantas penetran hasta un metro o más sin tropiezos de ninguna clase. En un suelo muy superficial Las raíces de las plantas penetran muy poco, porque encuentran: · Agua muy cerca de la superficie · Rocas y piedras · Capas endurecidas · Sales dañinas 7. Drenaje Es la rapidez con que los suelos se secan después de un aguacero. Hay drenaje interno y drenaje externo · Drenaje interno Es la rapidez con que el agua se mueve dentro del suelo. En los suelos arcillosos o gredosos, el agua se mueve muy lentamente. Por eso se encharcan · Drenaje externo Es la rapidez con que el agua se escurre por la superficie del terreno. Cuando en un aguacero el agua no penetra en el suelo, o lo hace lentamente, corre sobre la superficie del terreno hasta llegar a un arroyo o un río. Esta agua se llama de escurrimiento o escorrentía. Esta agua de escorrentía, es la que arrastra las partículas del suelo.

IV.

DETALLES EXPERIMENTALES

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MATERIALES - 1 Tabla de Munsell - agua destilada - 1 papel limpio. - Tamiz de 2 mm de diámetro. - Muestras de suelos (tierra) - 1 Espátula. - 1 Vaso de precipitación 200ml - 1 crisoles de porcelana - 1 Probeta de 50 o 100 ml - 1 Balanza electrónica de precisión aprox. 0.01 gr - 1 Estufa a temperatura de 110º

V.

EXPLICACIÓN DE LOS PROCESOS DE ESTA PRACTICA Propiedades físicas 1. Evaluación del Color del suelo Se evalúa el color del suelo comparando con cada una de las cartas del libro de color de la escala de Munsell. Luego se coloca la carta que más se aproxima al color del suelo sobre el suelo, para determinar con precisión el color del suelo. Para describir el color se utilizan dos parámetros: a) el color Munsell y b) la notación Munsell, p. ej., marrón fuerte [7.5YR 4/8]:

Finalmente se interpreta la procedencia del suelo según se explica en la teoría arriba. 2. Analices de la Textura del suelo Laboratorio de Geomorfología y Edafología 2018-1

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Método del tacto Con una porción de la muestra de suelo se puede identificar el tipo de suelo por su textura. Véase la siguiente figura:

3. Análisis de la densidad aparente, densidad real y porosidad Método de la probeta Densidad Aparente:  Pesar no más de 40 gr. de suelo seco.  Colocarlos en una probeta de 100 ml. limpia y seca.  Golpea suavemente el fondo de la probeta contra la palma de la mano para dar compactación a la muestra.  Determinar el volumen total de la muestra.  Calcular la densidad aparente del suelo. Densidad Real o de las Partículas y Porosidad:  Sacar la muestra de la probeta de la experiencia anterior en papel limpio.  En la probeta ya vacía, agregar 60 ml. De agua destilada.  Agregar la muestra dejada en el papel, a la probeta, (agitar de vez en cuando para facilitar la salida del aire de la muestra).  Determinar el volumen de las partículas de la muestra.  Calcular la densidad real o de las partículas del suelo y su porosidad. Densidad aparente: Peso suelo seco (Pss) Da = -----------------------------Volumen total (Vt) Densidad real: Peso suelo seco (Pss) Dr = ---------------------------------Volumen sólidos (Vs) Porosidad: Laboratorio de Geomorfología y Edafología 2018-1

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Dr - Da P = ------------- x 100 Dr Evaluación de Humedad: Método gravimétrico 1. Coloca en la balanza una pequeña porción de suelo aproximadamente 40 g y anotar su masa. 2. Posteriormente colocarlas cada una de ellas en los crisoles de porcelana. Recuerda medir previamente la masa de la cápsula o crisol, para restarle posteriormente su valor. (Masa inicial) 3. Meter las muestras de suelo en la estufa a temperatura de 110º. Como se requiere conocer la cantidad de agua que contiene el suelo, necesitamos eliminar ésta de la muestra, por ello, debemos calentar hasta lograrlo, para tener un calentamiento homogéneo utilizamos una estufa o mufla, el tiempo necesario dependiendo del tamaño de muestra. 4. Esperar 1/2 hora mientras se realiza el proceso de evaporación. 5. Una vez ya evaporado y eliminada el agua de la mezcla, dejar pasar unos minutos pesar nuevamente cada una de las muestras y anotar la diferencia obtenida entre el peso que tuvimos al principio y el peso final (después del proceso de evaporación restarle el peso del crisol). Realizar una regla de 3 para obtener la humedad del suelo en porcentaje. la cantidad de agua que existe en el suelo (tipo de tierra) expresada en porcentaje. Entonces: Masa de agua = masa inicial - masa final % Humedad será: Masa inicial 100% Masa agua - X% X% = % Humedad

REDACCION DEL INFORME DE LABORATORIO Culminada La Práctica de Laboratorio, el alumno debe realizar un informe de la experiencia realizada según la Guía utilizada, dicho informe debe tener el siguiente contenido; CARATULA; El informe debe indicar en la caratula los siguientes datos:  Nombre de la Universidad, escuela académica profesional.  Nombre del Laboratorio del curso.  Nro. y título de PRACTICA REALIZADA,  Integrantes DEL GRUPO O NOMBRE individual.  Ciclo de estudios- TURNO -AULA.  Nombre del profesor que dirige la práctica.  Ciudad y fecha. 1. OBJETIVOS Laboratorio de Geomorfología y Edafología 2018-1

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Indicar los objetivos logrados al realizar las experiencias en el laboratorio, en función a lo señalado en la guía 2. MARCO TEÓRICO O PRINCIPIOS TEORICOS Se realizará un resumen de la Geomorfología aplicada a la Ingeniería Ambiental, teorías, métodos o fundamentos que se ilustran o aplican en la experiencia respectiva, investigue y fundamente, a través de otras fuentes. 3. DETALLES EXPERIMENTALES ( es la parte más importante del informe) 3.1. Materiales y reactivos: Colocar solo los usados en laboratorio 3.2. Procedimiento Experimental: Describir CON SUS PROPIAS PALABRAS las experiencias realizadas detalladamente así como las observaciones, cantidades usadas, los datos, los reactivos químicos (elementos y/o compuestos), y los valores numéricos con sus respectivas unidades de medida, usar gráficos, dibujos, fotografías, CÁLCULOS REALIZADOS,% error, etc. 4. TABLA DE REPORTE DE RESULTADOS FINALES. Cuadro Final RESUMEN de los materiales y datos utilizados y producto obtenidos. CONCLUSIONES Señalar las conclusiones Finales respecto a cada una de las experiencias realizadas. De los resultados obtenidos en la experiencia Práctica, comparándolos con sus principios Teóricos al respecto, si existiera errores, analizarlo e indicar el porqué del resultado, Indicando las causas de las diferencias y el posible origen de los errores si va hacer útil la maqueta elaborada. 5. RECOMENDACIONES Que recomiendan para obtener los resultados esperados en la Práctica. 6. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Las referencias se deben colocar según el estilo APA deben ordenarse alfabéticamente, sangría en la segunda línea para diferenciar del dato principal; Apellido y Nombre del autor, edición, año, titulo, editorial, País, etc., Electrónica (digital) ; Dirección del enlace completa. V. BIBLIOGRAFIA IGAC. 1990. Métodos analíticos de laboratorio de suelos. Bogotá: IGAC. 502p. JARAMILLO, D. 2002. Introducción a la ciencia del suelo. Medellín: UNAL. 614p. VI. ANEXO Tabla Nº 01: Propiedades físicas de muestras de suelos Muestra Color Textura Da Dr P H Clima Nº 01 Nº 02 Nº 03

Mg. Freddy Pillpa Aliaga Ing. Laureano Valentin, Gaudencio

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