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LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y CONTROL DE SUELOS PRÁCTICA N° 03 PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO DENSIDAD REAL, DENSIDAD APARENTE, POROSIDAD, HUMEDAD, ESPACIO AÉREO I. INTROD INTRODUCC UCCIÓN IÓN En la presente práctica nos vamos a ocupar de aquellas propiedades que se originan como consecuencia de la disposición de las partículas primarias y secundarias del suelo, determinando así el espacio que será ocupado por el aire y el agua; elementos fundamentales de cuyo balance dependerá el crecimiento y desarrollo de las plantas. II. OBJETIVOS Determinar la densidad real por el método del picnómetro Determinar la densidad parente parente por el método de la parafina Dete Determ rmin inar ar en mues muestra trass de suel suelo, o, el porc porcen enta ta!e !e de la "ume "umeda dad d #mét #métod odo o gravimétrico$ %álculos de la &orosidad, y Espacio éreo, en base a la densidad real y densidad aparente. • • •
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III. PRINCIPIOS TEÓRICOS DENSIDAD REAL O DENSIDAD DE PARTÍCULA 'e le denomina también densidad de partículas o densidad de los sólidos. Es una relación de la masa de suelo seco a la estufa #1()*$ por la unidad de volumen de los sólidos del suelo. dr + s - s #gr-cm/$ Donde0 dr0 densidad real s0 masa de sólidos o masa de suelo seco a estufa #1() %$ s0 olumen de sólidos El valor promedio de la densidad de partícula depende de la cantidad de de cada componente en el suelo. MÉTODO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD REAL . M!"#$# $%& '()*+%"-# mediante este método la determinación de la densidad real se "alla midiendo el volumen del fluido despla2ado por una masa conocida de suelo en un frasco volumétrico o picnómetro #fiola$. 3os 3os valor alores es típi típico coss varí varían an de 4.) 4.) a 4.5 4.5 g-cm g-cm/, sien siendo do 4.6) 4.6) g-cm g-cm/ el valor valor representativo de muc"os suelos y el valor de densidad de partícula para el cuar2o. 3a densidad de las partículas no proporciona información acerca de los procesos físicos del suelo. 'in embargo, es un valor muy 7til y participa en el cálculo de propiedades del suelo como la porosidad y la distribución del tama8o de las partículas. 3a mayoría de los métodos estándares se8alan la remoción de la LABORATORIO LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y CONTROL DE SUELOS
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materia orgánica, de tal manera que, la densidad de las partículas refle!e solamente la fase mineral. 9ste es el me!or valor para utili2arse en el análisis del tama8o de las partículas, pero qui2ás no sea el me!or valor para el cálculo de la porosidad. El incluir la fracción orgánica en esta determinación significa que los valores obtenidos pueden cambiar con las prácticas de mane!o del suelo
DENSIDAD APARENTE 'e le denomina también densidad de volumen. Es la relación de la masa de suelo seco a la estufa #1()*%$ por la unidad de volumen total del suelo, incluyendo el espacio poroso. da + s - t #gr-cm/$ Donde0 da0 densidad aparente s0 masa de los sólidos o masa de suelo seco a estufa #1()*%$ t0 olumen total del suelo 3a :ravedad Específica parente es la relación entre la masa de suelo seco a la estufa por unidad de volumen total del suelo comparada a la masa de un volumen de agua destilada. MÉTODOS PARA DETERMINAR LA DENSIDAD APARENTE . M!"#$# $%& C(&(*$-# /)&()" se basa en la medición de la masa de suelo seco a la estufa contenida en un cilindro de volumen conocido. 1. M!"#$# $% & '-2(*0 se basa en la medición del volumen del fluido #agua$ despla2ada por una masa conocida de suelo la cual se encuentra recubierta por una masa conocida de parafina que impermeabili2a a la masa de suelo. EL AGUA EN EL SUELO HUMEDAD El agua tiene un papel importante en el suelo en su formación, al contribuir a la disgregación de la roca madre, a alterar sus minerales y al facilitar las migraciones de los componentes de los suelos a lo largo del perfil. 3a "umedad del suelo influye en muc"as propiedades físicas, tales como la densidad aparente, espacio poroso, compactación, penetrabilidad, resistencia al corte, consistencia, succión total de agua y color del suelo. 3a "umedad del suelo es muy dinámica y depende del clima, vegetación, profundidad del suelo, y de las características y condiciones físicas del perfil. 'e entiende por "umedad del suelo a la masa de agua contenida por unidad de masa de sólidos del suelo. MÉTODO DIRECTO PARA DETERMINAR LA HUMEDAD Dentro de ellos se tiene el M!"#$# G-4(!"-()#, el cual es más antiguo y a7n el método más usado para obtener datos de la "umedad del suelo. Este método consiste en tomar una muestra de suelo, pesarla antes y después de secarla a la estufa #1()11( %$ por un tiempo determinado y calcular posteriormente su contenido de "umedad. 3a técnica y el equipo usado para obtener muestras debe ser tal que las muestras no pierdan o ganen "umedad, o se alteren o contaminan durante el muestre o su transporte. LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y CONTROL DE SUELOS
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POROSIDAD O ESPACIO POROSO Es el volumen de espacios en el suelo, que se encuentra ocupado por el aire o agua en proporciones variables. Es una ra2ón que no tiene dimensiones y se e
da$ - dr$ ? 1(( = & + #1 > #da - dr$$ ? 1(( % P
Vporos = ×100 Vt
3a densidad aparente de un suelo varía entre 1 y 4 y la densidad real varía bastante, considerándose, para los suelos agrícolas un valor medio de 4.6).
ESPACIO AÉREO Es el espacio de los poros en el suelo, que no está ocupado por el agua. % E
= 1 − − dr da
Humedad × da
×100
100dw
da + densidad aparente dr + densidad real d@ + densidad del agua El espacio aéreo influye en la difusividad del aire en el suelo y consecuentemente en la aireación de las raíces.
IV. MATERIALES 1. uestras de diferentes suelos #tierra$ 4. ortero /. espátula A. aso de precipitado 4(( m3 ). crisoles de porcelana 6. 1 &robeta 1(( m3 LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y CONTROL DE SUELOS
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B. &apel filtro 5. Embudo C. alan2a electrónica de precisión apro<. (.1 gr 1(.gua destilada 11. Estufa a temperatura de 11( 14.ec"ero bunsen 1/.'oporte niversal, fosforo 1A.gitador o piceta vidrio 1).(1 fiola de 4(( m3 16.3una de relo! 1B.&arafina #vela$ 15.Filo
V. DETALLES E6PERIMENTALES DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL POR EL MÉTODO DEL PICNÓMETRO 1. Gdentifique el picnómetro #fiola$ para el tipo de suelo 4. &esar las fiolas #secas$ #&p$ /. 3lenar el picnómetros con agua destilada, "asta la marca #marca de 4(( m3$ y pesar #el e
Detalle Gdentifique el picnómetro #fiola$ para el 1. tipo de suelo
'imbología
4. &esar las fiolas #secas$ 3lenar los picnómetros con agua destilada, "asta la marca y pesar #el /. e
&p
B5.5 gr
&p@
451.( gr
&ps
C6.5 gr
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A
E!emplo
Kesultado
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completamente el aire que se encuentra atrapado en el suelo y pesar 3uego llenar el picnómetro #fiola$ y la ). muestra de suelo con agua destilada "asta la marca se8alada y pesar Determinar la densidad real 6. dr + d@ #&ps&p$ - ##&p@ I&ps&p@s$ &p$
&p@s
4C4.( gr
dr
DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE POR EL MÉTODO DE LA PARAFINA 1. En un vaso de precipitado de 4)( m3 se colocó 4 velas. 4. 'e puso a calentar en la parrilla eléctrica "asta derretirla por completo. /. 'e seleccionaron 4 terrones. A. 'e pesó cada terrón en la balan2a, #peso del terrón inicial$ ). 'e introdu!o los 4 terrones para su secado a una temperatura de 1() % por 1) minutos 6. 'e retiraron las muestras y posteriormente se amarraron con un "ilo B. 'e pesó cada terrón con el "ilo. #Lerrón sin "umedad$ 5. 'e introdu!o cada muestra en el vaso de precipitado con la cera derretida. 'eguidamente se parafina el terrón procurando que quede completamente impermeabili2ado para evitar que penetre agua a la muestra C. se pesó nuevamente las muestras con la parafina. #Lerrón con parafina$ 1(. 'e colocó A( ml en una probeta de 1(( m3. 11. 'e introdu!eron las muestras en la probeta. 14. 'e anotó el volumen desalo!ado. 1/. plicación de la fórmula para determinar la densidad. CÁLCULOS Dap.+ &eso de suelo seco #en gramos$ olumen total #cm/$ o #ml.$ Densidad de la &arafina + (.C gr-cmM olumen de gua despla2ada + N.. cmM &eso del terrón sin parafina +N.. gr. &eso del terrón cubierto con la parafina + NN gr. Densidad Aparente
asa del Lerrón . despla2ado > . &arafina
Volumen de la parafna =
&eso de la &arafina Densidad de la &arafina
olumen de la &arafina + &eso del terrón cubierto con la parafina &eso del terrón sin parafina Densidad de la &arafina
olumen de la &arafina + NN. cmM LABORATORIO DE CONTAMINACIÓN Y CONTROL DE SUELOS
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Densidad parente +
&eso del terrón sin parafina #g$ . despla2ado > . &arafina #cm / o m3$ Densidad parente + NNN g-cmM
PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR LA HUMEDAD DEL SUELO 1. %oloca en la balan2a una peque8a porción de suelo apro
PROCEDIMIENTO PARA CALCULAR CANTIDAD DE AIRE DEL SUELO EN PORCENTAJE POROSIDAD 3a cantidad de aire que contiene un tipo de suelo, depende del tama8o de partículas que posea la me2cla. &or el tama8o de éstas partículas se tiene mayor o menor porosidad, y por lo tanto tendremos mayor o menor cantidad de aire entre éstas. = & + ##dr > da$ - dr$ ? 1((
= & + #1 > #da - dr$$ ? 1((
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% P
=
Vporos Vt
× 100
CALCULAR EL 9 ESPACIO AÉREO POR FORMULA DE LA MUESTRA VI. REPORTE DE RESULTADOS DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD REAL DE LA MUESTRA SUELO 7;& %3%3O DE 3 DEJ'GDD KE3 #g-ml$ DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD APARENTE DE LA MUESTRA SUELO 7;& %3%3O DE 3 DEJ'GDD &KEJLE #g-ml$ DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DE LA MUESTRA SUELO 9 ' 'E3O GJG%G3#g$ ' 'E3O PGJ3 #g$ ' DE : #' 'E3O GJG%G3 ' 'E3O PGJ3$ #g$ &OK%EJLQE DE 3 FEDD #=$ DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD DE LA MUESTRA SUELO 9 DEJ'GDD KE3 DEJ'GDD &KEJLE &OK%EJLQE DE 3 &OKO'GDD #=$ DETERMINACIÓN DE LA POROSIDAD DE LA MUESTRA SUELO % Densidad aparente $ Densidad relativa $- Fumedad H Densidad del agua $< % E
= Espacio éreo 0
= 1 − − dr da
Humedad × da 100dw
×100
VII BIBLIOGRAFÍA 1. :ar2ón :. 5va. Edición. Pundamentos de Ruímica :eneral. é
REDACCIÓN DEL INFORME DE LABORATORIO
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%ulminada 3a &ráctica de 3aboratorio, el alumno debe reali2ar un informe de la e.OBJETIVOS Gndicar los ob!etivos logrados al reali2ar las e. M"%-(&%5 -%)"(4#5 %olocar solo los usados en laboratorio 3.. P-#)%$((%*"# E?'%-(%*"&0 Describir CON SUS PROPIAS PALABRAS las e
. TABLA DE REPORTE DE RESULTADOS FINALES. %uadro Pinal KE'EJ de los materiales y datos utili2ados y producto obtenidos. CONCLUSIONES 'e8alar las conclusiones Pinales respecto a cada una de las e
. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 3as referencias se deben colocar seg7n el estilo & deben ordenarse alfabéticamente, sangría en la segunda línea para diferenciar del dato principal; pellido y Jombre del autor, edición, a8o, titulo, editorial, &aís, etc., Electrónica #digital$; Dirección del enlace completa. . INDICACIONES FINALES - Jota de prácticas0 %ada traba!o o práctica que se le asigne al alumno tiene nota, siendo la nota final de práctica de laboratorio el promedio aritmético de esas notas. - 3a Jota final de práctica de laboratorio0 se promedia con la nota de &ractica %alificada #&%$ de teoría.
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