DETERMINACION DE LA DENSIDAD REAL POR EL METODO DEL PICNOMETRO 1. INTRODUCCIÓN Si consideramos un determinado perfil o un volumen de suelo, en sus condiciones naturales, observamos que solamente cierta proporción de dicho volumen está ocupado por partículas simples sólidas, el resto lo forman los espacios intersticiales que en condiciones ordinarias de campo están ocupados en parte por agua y en parte por aire. Dicho aire forma lo que se conoce como atmósfera del suelo, mientras que el agua forma parte de la solución del mismo. Entonces, al considerar la densidad del suelo, m anejamos dos valores distintos, que corresponden a dos conceptos diferentes, pero relacionados: DENSIDAD REAL y DENSIDAD APARENTE.
2. OBJETIVOS Aplicar correctamente el método denominado “método del Picnómetro” para determinar la Densidad Real del suelo. Determinar la Densidad Real del suelo en cuestión.
3. MARCO TEÓRICO Definición de Densidad Real (Dr) La densidad real es el peso de las partículas sólidas del suelo, relacionado con el volumen que ocupan, sin tener en cuenta su organización en el suelo, es decir, sin involucrar en el volumen el espacio ocupado por los poros; se deduce, entonces, su dependencia de la composición mineral del suelo y del contenido de algunos sólidos especiales en él, como la materia orgánica y los óxidos de hierro.
Donde:
Dr = Densidad Real del Suelo Pss = Peso de suelo Seco. Vpart = Volumen de las Partículas de suelo (no se considera el volumen de poros).
Aunque pueden observarse considerables variaciones en la densidad de los suelos minerales individuales, las cifras para la mayor parte de los mismos varían entre los estrechos límites de 2,60 a 2,75. Esto es así porque el cuarzo, feldespato y silicatos coloidales, con densidades dentro de estas cifras constituyen, por lo regular, la mayor parte de los suelos minerales. Por excepción, cuando están presentes cantidades anormales de minerales pesados, como magnetita, granates, epidota, etc., la densidad de las partículas de un mineral puede exceder de 2,75. Debido a que la materia orgánica pese mucho menos que un volumen igual de sólidos minerales, la cantidad de ese constituyente en un suelo, afecta marcadamente a la densidad de las partículas.
Para cálculos generales, el término medio de la Dr, en un suelo mineral, puede considerarse igual a 2,65 gr/cc.
Densidad de las Partículas de Distintos Componentes de la Fase Solida del Suelo Menor a 2.65 Próximo a 2.65 Mayor a 2.65 Humus Caolinita Yeso Vidrio volcánico
1.3 2.5 2.3 2.3
Cuarzo Feldespatos Calcita
2.65 2.6 2.7
Limonita Hematita Micas Piroxenos
3.7 5.2 2.9 3.2
Densidad de las partículas de distintos suelos Tipo de Suelo Valor de Dr Medios Calcareos Humiferos Histosoles Ferruginosos
2.50 – 2.65 2.40 – 2.50 1.60 – 2.30 1.2 2.7
Porosidad del suelo Conociendo la densidad real de un suelo, podemos calcular el espacio poroso o sea la densidad total, mediante la relación entre Da y Dr. La porosidad total de un suelo promedio oscila en un 50 %. Los suelos arenosos tienen una porosidad total entre 35 y 45 %, mientras que los suelos arcillosos varían entre un 40 y un 60 %. Todas las medidas de manejo que ayuden a mejorar la estructura del suelo, favorecen la macroporosidad y con ella la aireación. En cambio el cultivo continuo (el tipo de cultivo, el exceso de laboreo, etc.) la afecta, pues disminuye la materia orgánica, la agregación etc. La porosidad (Po) viene dado por la siguiente relación:
( ) 4. MATERIALES Y MÉTODOS El método que se empleó en la práctica de laboratorio para la determinación de la densidad real es el que se detalla a continuación:
Método del Picnómetro Materiales:
Suelo secado en una estufa durante 24 horas a 105° C y tamizado posteriormente. Agua destilada Embudo pequeño. Balanza calibrada a 0.1 g. Frasco lavador
Tres picnómetros (matraz aforado) de 100 mi con tapón Termómetro. Mechero Bunsen u otra fuente de calor.
Metodología: La densidad real (Dr) se mide con un matraz aforado de gran precisión o picnómetro. Consiste en evaluar la densidad de las partículas sólidas del suelo midiendo el volumen de líquido que desplazan.
Pesar exactamente 25 gramos de tierra seca a la estufa y tamizada (tamiz de 2 mm). Introducirlos en un picnómetro de 100 mi previamente tarado y pesar el conjunto (P1 = picnómetro + suelo). Limpiar el cuello del matraz con un frasco lavador con agua destilada para arrastrar partículas de suelo que hubieran podido quedar adheridas llenándolo así hasta la mitad. Calentar lentamente hasta ebullición el matraz aforado con la muestra de suelo removiendo suavemente durante 10 segundos cada minuto para evitar la formación de espuma. Hervir durante 10 minutos para que el aire que ocupa los poros escape (si se dispone de una bomba de vacío es preferible a la ebullición). Al terminar la ebullición retirar el picnómetro del fuego y dejarlo enfriar durante unos minutos. Cuando ya esté frío dejar reposar el picnómetro tapado durante 24 horas. Al cabo dé este tiempo rellenar con agua destilada hasta enrasar. Para enrasar con precisión terminar de rellenar con una jeringuilla. Una vez enrasado el picnómetro pesarlo (P2 = picnómetro + suelo + agua) y medir la temperatura del líquido. Finalmente limpia bien el picnómetro, enrásalo únicamente con agua destilada y pesa el conjunto (P3 = picnómetro + agua).
Donde: Ρ agua = Densidad del Agua. P1 = Peso del Picnómetro más suelo. P2 = Peso Picnómetro más suelo más agua. P3 = Peso del Picnómetro más agua. T = Es la Tara del Picnómetro.
5. RESULTADOS NUMERO DE LA MUESTRA FECHA P1 = Peso del picnómetro + suelo P2 = Peso del picnómetro + suelo + agua P3 = Peso del picnómetro + agua T = Tara del picnómetro Temperatura DENSIDAD REAL (Dr) % POROSIDAD
6. CONCLUSIONES
7. BIBLIOGRAFIA
