Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola
Estructura y estabilidad estructural estructural Structure and structural stability Jefferson Salgado Merchán 1, Jose Luis Lara Prada 2, Karen Tatiana Salas Calderón3. Resumen
Segn !"re#er $ Sie%an, 1&'() la estructura del suelo es el ta%a*o, la for%a $ el arreglo de las +artculas +ri%arias -ue -ue constitu$en los agregados agregados a +artculas co%+uestas. co%+uestas. l criterio de estructuras /uenas o %alas está deter%inado +or los re-ueri%ientos de cada +lanta en lo concerniente a las necesidades de agua $ aire, +rinci+al%ente +ara su desarrollo !Montenegro 1&&1). Lo -ue +ara algunas es+ecies de +lantas +uede considerarse co%o una estructura /uena, +ara otras +uede ser inadecuadas o %alas. Se ha 0enido to%ando co%o criterio la esta/ilidad estructural la cual se e0ala deter%inando el grado de agregación, la esta/ilidad de los agregados $ la naturalea del es+acio +oroso 0aco !Malagón $ Montenegro, 1&&(). Segn Legarda, 1&1, la esta/ilidad de los agregados al agua es una +ro+iedad funda%ental +ara la conser0ación de la estructura $ del suelo %is%o. %is%o. lgunos lgunos suelos se deterioran frente a la acción del agua llu0ia o de escorrenta, %ientras otros %uestran resistencia. La %edición de la esta/ilidad estructural se funda%enta en la %a$or o %enor resistencia de los agregados a la acción del agua !"a$er, 1&43). 5a$ 0arias %etodologas +ara %edir el grado de esta/ilidad de los agregados al agua. Sin e%/argo, uno de los %ás utiliados es el de 6oder 6oder,, descrito +or da%es $ Le0$ !1&'(), !1&'(), "a$er, 7ardner $ 7ardner !1&13), Malagón $ Montenegro !1&&(), entre otros.
Palabras claves: Yoder, Yoder, grado de agregación ag regación
Abstract 1 Ingeniero Agrícola, Pregrado. Universidad Surcolombiana Neiva. Avenida Pastrana Carrera 1a. Neiva, Huila, Colombia. u!1"111#$#%usco.edu.co
2 Ingeniero Agrícola, Pregrado. Universidad Surcolombiana Neiva. Avenida Pastrana Carrera 1a. Neiva, Huila, Colombia. 8olulara91&&:;hot% 8olulara91&&:;hot%ail.co% ail.co%
3 Ingeniero Agrícola, Pregrado. Universidad Surcolombiana Neiva. Avenida Pastrana Carrera 1a. Neiva, Huila, Colombia. tatianasalasc%gmail.com
Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola ccording to !"re#er and Sie%an, 1&'() soil structure it is the sie, sha+e and arrange%ent of the +ri%ar$ +articles constituting the aggregated co%+osite +articles. The criterion of good or /ad structures is deter%ined /$ the re-uire%ents of each +lant #ith regard to the needs of #ater and air, %ainl$ for de0elo+%ent !Montenegro 1&&1). ing structural sta/ilit$ criterion #hich is e0aluated /$ deter%ining the degree of aggregation, aggregate sta/ilit$ and the nature of the e%+t$ +ore s+ace !Malagon and Montenegro, 1&&(). ccording to Legarda, 1&1, the aggregate sta/ilit$ to #ater is a funda%ental condition for the conser0ation of soil structure and the sa%e +ro+ert$. So%e soils deteriorate against the action of rain #ater or runoff, #hile others sho# resistance. Measuring the structural sta/ilit$ it is /ased on the degree of resistance added to #ater action !"a$er, 1&43). There are se0eral %ethodologies to %easure the degree of aggregate sta/ilit$ to #ater. 5o#e0er, one of the %ost used is the 6oder, descri/ed /$ da%es and Le0$ !1&'(), "a$er, 7ardner and 7ardner !1&13), Malagón and Montenegro !1&&(), a%ong others.
Key words: Yoder, degree o& aggregation
1. Introducción ?n +ará%etro i%+ortante de e0aluar a la hora de inter0enir el suelo es la esta/ilidad estructural del %is%o. Se entiende +or estructura del suelo el arreglo $ la organiación de sus +artculas constituti0as. Tiene influencia en la %a$ora de los factores de creci%iento de las +lantas, siendo en deter%inados casos un li%itante de la +roducción !Calderon, 1&&'). Los %@todos +ara e0aluar la esta/ilidad estructural de los suelos o resistencia de los agregados a los efectos del 0iento, el agua $ la %ani+ulación %ecánica usan la diferencia en ta%a*o de los agregados antes $ des+u@s de la a+licación de la energa %ecánica. La destrucción de los agregados del suelo es el inicio del +roceso erosi0o $ ha sido usado co%o ndice de eroda/ilidad !A, Ba0ia , Men8i0ar A, 2((4). Los +rinci+ales efectos de la degradación fsica de suelos se eD+resan a tra0@s de ca%/ios en las +ro+iedades de la
estructura. La la/rana %odifica la for%a !arreglo $ geo%etra de +artculas de suelo $ +oros), la esta/ilidad !ca+acidad de %antener la for%a) $ la ca+acidad de restaurar la condición estructural !Ma%/usca$ %@-uita Collaos, 2((4).
2. Materiales Y Métodos 2.1. Materiales y equipos −
-ui+o de 6oder -ue contiene un 8uego de ta%ices de diferentes ta%a*os de orificio
−
Mecanis%o el@ctrico -ue +er%ita el des+laa%iento de ta%ices dentro del reci+iente con agua en for%a sincroniada.
−
Juego de ta%ices cu$as di%ensiones sonE +ulgadas de ancho +or 2 de alto, con %allas n%ero :, 1(, 1, 3:,
Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola '(, cu$o diá%etro de orificio son res+ecti0a%enteE F.(, 2.(, 1.(, (.:, (.2: %%. −
Ta%i de :G1' +ulgada !diá%etro de orificio de %%).
−
"alana con (.(1 gr de a+roDi%ación.
−
stufa +ara secado.
−
Arasco la0ador.
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Hidrio de relo8.
−
Cuarteador.
−
s+átulas.
−
Cá+sulas +ara hu%edad.
horno a secado +or 2F horas a 1(: c $ final%ente se +esó los 0asos con las %uestras de suelo seco.
2.2. METODOO!"A Deter#inación de la estabilidad estructural $#étodo de ta#i%ado en &'#edo o Yoder() Para realiar esta eD+eriencia se eDtra8o una %uestra re+resentati0a de sueloI se to%ó 1(( gra%os de esta, -ue fueron %edidos en la /alana de +recisiónI +osterior%ente se u/icaron los ta%ices con diá%etro de orificio de F.(, 2.(, 1.(, (.: $ (.2: %%, se de8ó el de %a$or diá%etro arri/a dentro del so+orte, luego se introdu8eron en un reci+iente con agua, de tal %anera -ue la %alla del ta%i su+erior -uedo rasante con el agua. Se distri/u$ó la %uestra de suelo so/re el ta%i $ se +uso en funciona%iento el siste%a +or 1( %inutos.
Se deter%inó el ndice de agregación a +artir del +orcenta8e de agregados retenidos en cada ta%i %ediante la siguiente ecuaciónE
Piss
Pssi () Pss ∗100
cu. !2)
SiendoE PssiE Porcenta8e de agregados retenidos en cada ta%i !). PssiE Masa de los agregados del suelo seco en una clase de ta%a*o !gr). PssE Masa total del suelo seco !gr). l ndice de agregación corres+onde al diá%etro +onderado %edio !.P.M)E ∑ Pssi ( )∗ X i
PM
Cul%inado este +roceso, se eDtra8o el 8uego de ta%ices $ se colocaron so/re una /ande8a +ara -ue se drenaraI luego se tras0aso la %uestra retenida en cada ta%i a 0asos de +reci+itados de 2:( %l, -ue fueron +re0ia%ente identificados $ +esados en la /alana, se lle0aron al
100
cu. !3)
SiendoE PM diá%etro +onderado %edio Pssi!) +orcenta8e de los agregados del suelo retenidos en cada ta%i Ni +ro%edio del diá%etro de a/ertura del ta%i.
Método de E#erson Para deter%inar la estructura del suelo se to%aron dos %uestras de ti+os distintos
Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola de suelo, tratando de -ue las fracciones fueran sólidas $ co%+actas. stas se colocaron en dos 0asos de +reci+itado con agua res+ecti0a%ente. +artir de la in%ersión de las fracciones se conta/ilió un %inuto, +ara des+u@s analiar las caractersticas estructurales de cada una segn la influencia del agua.
humedad =
humedad =
msh−mss variacion ∗100 = ∗100 mss masa de suelo seco 101,3 gr − 91.61 gr 91,61 gr
∗100 =
9,69 gr 91,61 gr
humedad =10.5 Seguido a esto se calculará la cur0a granulo%@trica teniendo en cuenta los siguientes as+ectosE Su%atoria total de +esos iniciales retenidos en cada ta%i sin +eso del /ea>er ∑ ¿ 91,61 gr Luego realia%os el +orcenta8e de error -ue se tu0o en la +rácticaE
Pesoinicial − Pesofinal Error = ∗100 Pesoinicial
*. +esultados y Discusión Error =
Ms&) 1,1-* r
91,61 gr −68,6 gr 68,6 gr
∗100
Error =33,5
Tabla 1. Datos obtenidos en laboratorio Ta#i % $##(
/eso bea0e r $r(
/eso #uestr a bea0er $r(
/eso seco #uestra bea0e r $r(
/eso #uestra seca $r(#ssi p 2
/eso #uestr a seca $r(#ss i 3
F 2 1 (,: (,2:
1&(,& 221, 112,2 1(&,& 114,'
2&, F(4, 2':,3 2F3,4 2:,(
1&',: 231,( 1'F,( 121,& 13(,4
:,:1 &,2 :1, 12 13,1
O ',3 F3,2F33 ,F 1(,2(3:
Total
41.51
53-5*15
hora calcula%os el hu%edad de este sueloE
+orcenta8e
de
l ndice de agregación se o/tiene a +artir del +orcenta8e de agregados retenidos en cada ta%i.
SiendoE Pssi !) de agregados retenidos en cada ta%i PssiE !gr) %asa de los agregados del suelo seco en una clase de ta%a*o. PssE %asa total del suelo seco !gr).
Tabla 2) /orcenta6e de areados retenidos en cada ta#i%
∗100
Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola Tamiz ( mm )
2 1 ,-= ,-2= Total
Relación tamiz vs. %Pssi 80 %
DPM =
60 %
% Pssi
Pssi () O &,1 '3,(( 12,&: 1F,4 1((
91,5525 100
=0,92 mm
40 % •
20 % 0 % 4
2
1
0.5
0.25
Tamiz (mm)
l ndice de agregación corres+onde al diá%etro +onderado %edio !.P.M)
•
SiendoE
PM
diá%etro +onderado %edio
l lle0ar a ca/o el %@todo de %erson se +udo a+reciar -ue el agua for%a/a unas di%inutas /ur/u8as en la ca+a eDterna de la fracción de suelo rico en %ateria orgánica $ de /a8o +eso, esto gracias a la infiltración del aguaI al ca/o de un %inuto sufrió +@rdidas de +e-ue*as fracciones de suelo, +ero conser0ándose en su %a$ora. La otra %uestra de suelo !+o/re en %ateria orgánica $ +esada en co%+aración con la otra) al ser de+ositada en el agua se des0aneció en cuestión de segundos. l concluir la +rue/a con el %@todo de ta%iado en h%edo, se denota -ue el suelo a estudiar es ligera%ente esta/le.
Pssi !) +orcenta8e de los agregados del suelo retenidos +or cada ta%i Ni +ro%edio del diá%etro de a/ertura del ta%i.
!r78ica 1) +elación entre 9: Ta#i% y ;/ssi.
Xi =1,55 mm
DPM =
∑ ( ( 9,18∗2 ) +( 63∗1 ) +( 12,95∗0,5 ) + 100
Segn la gráfica 1, el %a$or +orcenta8e de los agregados retenidos se +resentó en el ta%i de 1 %%.
.
Los suelos ricos en %ateria orgánica, +oseen %ás resistencia a la acción del agua, general%ente son %ás li0ianos
Universidad Surcolombiana “Suelos” Ingeniería Agrícola $ +oseen %ás ca+acidad de infiltración. e/ido a esto se conclu$e -ue son suelos %ás esta/les. •
•
distri/ución del. *evista Ciencias (+cnicas Agroecuarias, 1& O 2F.
Los terrones +esados contienen %a$or +resencia de %inerales, eso los hace suelos inesta/les $ con %ateria orgánica nula. Son de /a8a resistencia a la acción del agua.
-rganiacion de las naciones unidas ara la alimentacion / la agricultura . !s.f.). ecu+erado el 24 de Se+tie%/re de 2(1:, de htt+EGG###.fao.orgGsoilsO +ortalGle0anta%ientoOdeO suelosG+ro+iedadesOdelO sueloG+ro+iedadesOfisicasGesG
La medición de la estabilidad estructural se fundamenta en la mayor o menor resistencia de los agregados a la acción del agua
oco del Pilar Hargas, A. S. !2(1:). Haria/ilidad es+acial de las +ro+iedades fsicas. Ingenieria / region.
=. +e8erencias >iblior78icas Crosara, . !s.f.). 'da&ologia. ecu+erado el 2 de Se+tie%/re de 2(1:, de htt+EGGedafologia.fcien.edu.u$Garchi0o sGPractico2(3.+df León rteta, . !2((1). Co%+aración de %@todos de análisis %ecánico de suelos. (erra )atinoamericana, 221 O 22:. Medina 7onále, 5., 7arca Coronado, J., B*e costa, . !2((4). l %@todo del hidró%etroE /ase teórica +ara su e%+leo en la deter%inación de la
a%os, M. C., Bacci, S. !1&&4). sta/ilidad estructural de agregados su+erficiales en suelos del noiaOPened@s !"arcelona) frente al hu%edeci%iento $ el i%+acto de las gotas de llu0ia. 'da&ologia, !3O 1), 3O12. Lo/o, ., Pulido, M. !2(11). M@todos e ndices +ara e0aluar la esta/ilidad estructural de los suelos. 0enesuelos, 1!1), 22O34. PulidoOMoncada, M. ., Lo/oOLu8án, ., LoanoOP@re, Q. !2((&). sociación entre indicadores de esta/ilidad estructural $ la %ateria orgánica en suelos agrcolas de Heneuela. Agrociencia, "!3), 221O23(.
