UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA CENTRO UNIVERSITARIO DEL NORTE CARRERA DE INGENIERÍA EN GESTIÓN AMBIENTAL LOCAL
Práctica de Laboratorio de Ecología General Ing. Karyna Franco Moscoso. Aux. T. U. Erick Alexander Santa María Fuentes
PRÁCTICA DE LABORATORIO No. 4 DETERMINACION DE LA HUMEDAD DE LAS MUESTRAS
Estudiante: Néstor Jacobo Us Tiño……………………………………………. 201644399 Selvin Vazquez Leal---------------------------------------------------------2013 Angel Feliciano Sacul----------------------------Sacul--------------- ----------------------------------------------------------------2016 2016 Angel Anibal Luis Cu-----------------------------Cu---------------- ----------------------------------------------------------------2015 2015 Fecha de Elaboración: 05/09/16
Fecha de Entrega: 12/09/16
1. INTRODUCCIÓN En la práctica número 2 del curso de ecología se realizó un terrario, en la cual consistía en un pequeño jardín dentro de un recipiente de vidrio o de plástico cubierto de nylon, el terrario podía ser acuático o terrestre, en nuestro caso fue terrestre, en lo que se pretende observar un pequeño ecosistema dentro del jardín y observar el ciclo del agua que en ella suceda. En esta práctica de laboratorio para determinar la humedad del suelo, se tomaron dos muestras de suelo del terrario para poder determinar su porcentaje de humedad. El suelo, desde el punto de vista hidrológico, es un depósito o almacén de agua, cuya capacidad para retenerla y contenerla depende de sus propiedades físicas como la textura del suelo, estructura del suelo, densidad real o peso específico real, porosidad y permealidad. El suelo, es uno de los recursos naturales más importantes que cuando es utilizado prudentemente puede ser considerad o como renovable. Es un elemento de enlace entre los factores bióticos y abióticos y tratándose del habitad para el desarrollo de las plantas es necesario mantener su productividad, para que a través de él y de las prácticas agrícolas adecuadas se establezca un equilibrio entre la producción agrícola y el acelerado incremento del índice demográfico. Para la mayoría de análisis de suelos es de mucha importancia conocer el porcentaje de humedad de las muestras, o lo que es lo mismo, su peso en base seca, ya que de esta forma podemos hacer cálculos respecto a datos de interés en el suelo, sin que los resultados se vean influenciados y afectados por el agua que contiene el mismo. Esta humedad se refiere a extraer la humedad que queda en las muestras aun después de haberlas secado al aire. Este dato nos servirá posteriormente para los cálculos de textura y densidad aparente entre otros. También no será útil hacer el análisis químico del suelo seco sin su humedad.
2. OBJETIVOS General: Aplicar nuestros conocimientos teóricos para la determinación de la humedad suelo extraído del terrario realizado a través del laboratorio obteniendo los datos necesarios y hacer un análisis de las mismas.
Específicos: Conocer y determinar el porcentaje de humedad de los suelos que se ha generado en el terrario durante el tiempo transcurrido, a través de las muestras utilizadas. Interpretar los resultados obtenidos en la práctica para fomentar nuestros conocimientos sobre la humedad que presentan las muestras Conocer el uso del calor, como el medio más apropiado para hacer la extracción de la humedad en agregados.
3. MARCO TEÓRICO 3.1 HUMEDAD DEL SUELO Se denomina humedad del suelo a la cantidad de agua por volumen de tierra que hay en un terreno. Establecer el índice de humedad del suelo es de vital importancia para las actividades agrícolas. Es importante recordar que: Los niveles de humedad del suelo determinan el momento del riego. La humedad del suelo se puede estimar por el aspecto del terreno. Se debe controlar la humedad al menos en una sección del área del campo que difiera de las demás en cuanto a la textura y aspecto del suelo.
1
Los suelos pueden tener algún grado de humedad lo cual está directamente relacionado con la porosidad de las partículas. La porosidad depende a suaves del tamaño de los poros, su permeabilidad y la cantidad o volumen total de poros. Las partículas de suelo pueden pasar por cuatro estados, los cuales se describen a continuación:
Totalmente seco. Se logra mediante un secado al horno a 110°C hasta que los suelos tengan un peso constante (generalmente 24 horas).
Parcialmente seco. Se logra mediante exposición al aire libre. Saturado y Superficialmente seco (SSS). En un estado límite en el que los suelos tienen todos sus poros llenos de agua pero superficialmente se encuentran secos. Este estado solo se logra en el laboratorio.
Totalmente Húmedo. Todos los suelos están llenos de agua y además existe agua libre superficial. El contenido de humedad en los suelos se puede calcular mediante la utilización de la siguiente fórmula: P = [(W) –D)/D] * 100
1 Ronald
Alvarado, Agro infoclima( México, Humedad del suelo) 22 de julio de 2015.
Donde, P: es el contenido de humedad [%] W: es la masa inicial de la muestra [g] D: es la masa de la muestra seca [g] También existe la Humedad Libre donde esta se refiere a la película superficial de agua que rodea el suelo; la humedad libre es igual a la diferencia entre la humedad total y la absorción del suelo, donde la humedad total es aquella que se define como la cantidad total que posee un suelo.
3.2 EL AGUA DEL SUELO Se ha calculado que del total de agua dulce que hay en la Tierra la mayor parte (casi el 80%) se encuentra en forma de hielo, tanto en los polos como en los glaciares. De la que se encuentra en forma líquida, la inmensa mayoría (un 20 % del total) se encuentra como agua subterránea en los acuíferos profundos, lejos del alcance de las raíces de las plantas. Por lo que sólo queda un 1 % de agua dulce que se considera superficial (en lagos, ríos, atmósfera,…).
3.3 FORMAS DE AGUA EN EL SUELO Agua de Combinación Química: Forma parte de compuestos químicos, ej.: limonita. Esta agua no es disponible para las plantas, y es biológicamente inactiva.
Agua Higroscópica: Agua contenida en los suelos secos al aire, aquella que está en equilibrio con la humedad ambiente. Inactiva biológicamente. Agua Capilar: Agua contenida en los micro poros del suelo. Disponible para las plantas. Biológicamente activa. Agua Gravitacional (no capilar): Agua contenida en los microporos del suelo y que drena por la fuerza de gravedad (agua de drenaje). Si su movimiento es lento, puede ser utilizada por las plantas.
3.3 MÉTODOS ACTUALES PARA MEDIR LA HUMEDAD DEL SUELO. Este es un punto difícil. La cantidad varía mucho en el suelo. Como bien sabemos la homogeneidad de un suelo brilla por su ausencia casi siempre. Los métodos más exactos suelen ser métodos de laboratorio, cámaras de presión, gravimetría etc. que determinan los puntos de marchitez, capacidad de campo etc., de una muestra de
suelo homogeneizada. Estos métodos nos dan los valores más exactos y de referencia, pero muchas veces necesitamos saber los valores aproximados casi en tiempo real, con el fin de actuar en consecuencia con nuestros cultivos. Imagen 1: medición de la humedad con Aparatos tecnológicos.
Imagen: descargada de la web La medición “in situ” se realiza principalmente por tensiómetros o actualmente por
métodos eléctricos. Los medidores de humedad actuales son capaces de determinar en segundos, los valores de capacidad de campo (Field capacity en inglés) y Punto de marchitez (Wilting point). Los ponemos en inglés porque la instrumentación suele venir en este idioma.2
TEXTURA DEL SUELO La textura indica el contenido relativo de partículas de diferente tamaño, como la arena, el limo y la arcilla, en el suelo. La textura tiene que ver con la facilidad con que se puede trabajar el suelo, la cantidad de agua y aire que retiene y la velocidad con que el agua penetra en el suelo y lo atraviesa. Para conocer la textura de una muestra de suelo, separe primero la tierra fina*, todas las partículas de menos de 2 mm, de las partículas mayores como la grava y las piedras. La tierra fina es una mezcla de arena, limo y arcilla. Para realizar los ensayos de campo siguientes asegúrese de utilizar sólo tierra fina
2
Ing. Vicente Ramírez, Agromatica (México, humedad del suelo, como se comporta y su importancia) 29 de abril de 2014.
4. METODOLOGIA. Para llevarse a cabo la práctica se necesitaron de los siguientes materiales: Balanza de torsión. Horno de convección. Desecador. Cajas de aluminio con tapadera. Pinzas. Los pasos realizados fueron los siguientes:
1. Se procedió a determinar el peso de dos latas de PET, en la balanza de torsión, los resultados fueron de 4.2 gramos y 4.3 respectivamente, los cuales se anotaron ya que en base a estos se empezó trabajar. 2. Posteriormente a las dos latas de PET en la balanza, previamente pesadas, se le agregaron 10 gramos de muestra de tierra, este pr ocedimiento se realizó dos veces 10 gramos para cada lata. 3. Al tener las dos muestras listas, se procedió a introducirlas al horno con ayuda del auxiliar del curso quien puso a funcionar el horno hasta llegar a una temperatura de 105ºC. 4. Las muestras se dejaron a una temperatura de 105ºC en el Horno por 12 horas. 5. Luego de la espera correspondiente se procedió a sacar las muestras del horno, para volverlas a pesar en la balanza de torsión, obteniendo los siguientes datos 7.6 y 7.8 gramos 6. Restando el peso de la muestra de tierra seca al peso de la muestra de tierra húmeda, se determinó la cantidad de humedad que existía en la muestra.
5. RESULTADOS Los resultados obtenidos en la práctica se enlistan en las tablas que se muestran a continuación: Tabla 1: Peso de muestras de tierra h úmeda.
No.
Peso de recipiente
Muestra de tierra
Peso total
1
4.9 gramos
10 gramos de tierra
14.9 gramos
2
4.1 gramos
10 gramos de tierra
14.1 gramos
Fuente: Datos tomados en laboratorio por Néstor Tiño Tabla 2: resultados de suelo seco y porcentaje de agua.
No.
Peso de recipiente
Peso suelo seco
Suelo seco más lata.
Peso del agua.
% de agua
1
4.9 gramos
3.6 gramos
8.5 gramos
6.4 gramos
191%
2
4.1 gramos
3.1 gramos
7.2 gramos
6.8 gramos
164%
Fuente: Datos obtenidos en laboratorio. Tabla 3: Cuadro de resultados
Numero de muestra 1 Peso de muestra húmeda más caja 2 Peso de muestra seca más caja 3 Peso de la caja 4 Peso de muestra seca 5 Peso de agua 6 % de agua
A
Fuente: datos obtenidos en el laboratorio.
B 14.9 8.5 4.9 3.6 6.4 191%
14.3 7.2 4.31 3.1 6.8 164%
Promedio 14.25 7.7 4.25 3.45 6.55 177.5%
6. DISCUSIÓN DE RESULTADOS. Para la determinación de cada uno de los resultados, se utilizaron las siguientes formulas las cuales fueron proporcionadas a través de la guía de las practicas.
Primera fórmula para determinar peso del agua: (Peso de caja más muestra húmeda)-(peso de la caja más muestra seca)= Peso del agua.
Segunda fórmula, para determinar peso de muestra seca (Peso de caja más muestra seca)-(Peso de la caja)= Peso de muestra seca.
Tercera fórmula, para determinar porcentaje de agua. % de agua= Peso del agua /Peso de la muestra seca X 100 El movimiento del agua en el suelo se rige por distintas leyes, según la importancia relativa de las diferentes fuerzas en presencia de la humedad del suelo. Cuando el contenido de humedad en el suelo es superior a la capacidad de retención, es decir, el suelo está totalmente saturado de humedad, el movimiento del agua se rige por la gravedad . En esta situación la permeabilidad es la propiedad que define la mayor o menor facilidad con la cual se realiza este movimiento. 3 Cuando el contenido de humedad es inferior a la capacidad de retención, el movimiento del agua se rige por difusión capilar hasta llegar al contenido de humedad que señala el punto de marchitez y, pasando éste, el desplazamiento del agua está regido por la evaporación. En este caso domina el potencial de fuerzas capilares sobr e las restantes. La velocidad de circulación dependerá de los límites de humedad del suelo. Si la humedad es uniforme en todos los puntos del suelo, no hay movimiento. 4 En los resultados de la tabla 3, podemos observar que se obtuvieron porcentajes muy elevados de agua en las muestras de suelo, podemos asumir que la muestra de suelo 3 Oscar
Felipe Avilan, humedad de suelos ( Mexico, determinación de la humedad real y porosidad de los suelos) 11 de marzo de 2009. 4 Ing. Marvin Gonzales, mecánica de suelos( Bolivia, determinación de la humedad de los suelos) 18 de marzo de 2011.
con la que se trabajó, era capaz de retener una gran cantidad de agua en su estructura mediante fuerzas que en ella influyen, tales como: cohesión, adhesión, fuerza electrostática y bipolaridad de agua.5 La muestra de suelo con la que se trabajó en la práctica de laboratorio presentaba desde un principio una gran cantidad de humedad en ella, lo que posibilito a su vez una gran cantidad de porcentaje de agua en los resultados obtenidos.
5 Geotécnica,
consistencia de los suelo Pagina Web, visitada el 9 de septiembre de 2016
7. CONCLUSIONES A través de las ecuaciones proporcionadas en la hoja de guía de prácticas y los datos obtenidos, se pudo calcular el peso de agua en la muestra, como también el peso de la muestra seca y el porcentaje de agua presente en ellas. Las dos muestras utilizadas en la práctica presentaron distinto número de porcentaje de humedad (191% y 164%), cuando a los dos se colocaron en el horno a la misma temperatura, esto nos da a entender que los suelos son diferentes en los distintos puntos de un terreno aunque parezcan similares a simple vista. Para la determinación de la humedad presente en muestras de suelo, es necesario llevar a cabo el proceso de secado a las mues tras, aunque se pueden secar al aire, no es del todo correcto ya que, secarlas de ese modo no elimina completamente la cantidad de agua que está presente en ellas. La muestra de suelo ensayada tiene un contenido de humedad RELATIVAMENTE algo baja, igual a 6 %. La calidad de un suelo viene condicionada por el valor de sus propiedades físico mecánicas, si estas están dentro de un rango de valores permitidos el suelo se comportará adecuadamente ante las solicitaciones de obra, caso contrario se rechazará su uso o se propondrá un mejoramiento.
8. BIBLIOGRAFIA Ronald Alvarado, Agro infoclima (México, Humedad del suelo) 22 de julio de 2015. Ing. Vicente Ramírez, Agromatica (México, humedad del suelo, como se comporta y su importancia) 29 de abril de 2014. Oscar Felipe Avilan, humedad de suelos ( Mexico, determinación de la humedad real y porosidad de los suelos) 11 de marzo de 2009. Ing. Marvin Gonzales, mecánica de suelos (Bolivia, determinación de la humedad de los suelos) 18 de marzo de 2011. Geotécnica, consistencia de los suelo Pagina Web, visitada el 9 de septiembre de 2016.
