DENSIDAD DEL SUELO EDAFOLOGÍA Densidad Aparente y Densidad Real del Suelo
Integrantes Anyosa Tapia, Lucero Marisol Mar isol e!a Gu"#$n, Ga%riela &uana 'enteno (ruces, Ana)s Alessan*ra +uispe Salas , Mar)a • • • •
Lima-Perú
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA
1. INTRODUCCIÓN El suelo como todo cuerpo poroso tiene dos densidades. La densidad real (densidad media de sus partículas sólidas) y la densidad aparente (teniendo en cuenta el volumen de poros). La densidad aparente refleja el contenido total de porosidad en un suelo y es importante para el manejo de los suelos (refleja la compactación y facilidad de circulación de agua y aire). La densidad aparente, es una propiedad del suelo directamente relacionada con la estructura, tiene un gran interés ya que nos indica el grado de compactación del suelo. Se define como la masa por unidad de volumen y en éste se incluyen los espacios porosos que presenta el suelo, a diferencia de la densidad real que sólo tiene en cuenta la densidad de las partículas que lo componen. El valor medio se sita en torno a !."# g$cm" (!.! y !.% mg$m&), indicando un suelo con 'uena estructura y volumen de poros. Los factores que la afectan son principalmente tres la tetura, la estructura y la presencia de materia org*nica. Suelos con teturas arenosas tienden a tener densidades mayores que suelos m*s finos, al mismo tiempo en suelos 'ien estructurados los valores son menores. +ensidad aparente ( a ). Se define como la relación que eiste entre la masa (peso) y el volumen total del suelo. Este volumen total incluyendo la parte sólida y el espacio poroso. Esta densidad corresponde a la densidad de campo, y es afectada por la estructura del suelo, el contenido de materia org*nica, la la'ran-a, etc. +ensidad real o densidad de partícula (p). Es otra característica del suelo que tam'ién relaciona la masa (peso) de un volumen de suelo, pero en este caso se refiere, sólo, al volumen de la parte sólida. Esta densidad se determina en la'oratorio, y se relaciona con la mineralogía del suelo y la densidad de sus componentes. or lo general es invaria'le en el suelo.
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA /omo es una relación de masa a volumen am'os tipos de densidades se epresan en g$cc, 0g$dm" o 12$m". Segn el sistema 3nternacional (S3) la unidad de medidas es 2g.m4".
2. OBJETIVOS +eterminar la densidad real y densidad aparente del suelo mediante procedimientos de la'oratorio. •
•
/alcular el porcentaje de porosidad a partir de los datos de densidad aparente y real.
3. MARCO TEORICO 4. MATERIALES PROCEDIMIENTO
I.
DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE
5.2E16+6 +EL /3L37+86
Se 'asa en la medición de la masa (peso) de una muestra de suelo etraída en el campo utili-ando un cilindro de volumen conocido. 251E835LES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Lampa /ilindros met*licos Latas de aluminio Esp*tulas o cuc9illo 2artillo o com'a :alan-a de platillo Estufa ;ernier
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA
86/E+323E716 •
/on la ayuda del vernier, proceder a medir la altura y el di*metro interno de
•
los cilindros met*licos para calcular su volumen. 8eali-ar una calicata de <= cm de profundidad, y tomar muestra en sus
•
estratos de = a >= cm y de >= a <= cm. 3ntroducir los cilindros en el suelo ayudados con un peda-o de madera que de'e colocarse en la parte superior del cilindro, golpeando so're ellos con el martillo o com'a 9asta el ras del perfil (evitar distur'ar o compactar la muestra). Los filos eternos del cilindro de'en ser 'iselados o cortantes para
•
que facilite su ingreso. Etraer los cilindros con las muestras de suelo contenidas en ellos. /on ayuda de un cuc9illo afilado o esp*tula cortar en capas delgadas el suelo
•
so'rantes de los etremos 9asta llegar al nivel de los 'ordes del cilindro. 1omar complementariamente peque?as porciones de suelo en cada
•
profundidad y determinar su tetura al tacto. 1ransferir las muestras de suelo contenidas en los cilindros a las latas de
• • •
aluminio, previamente pesadas. Secar las muestras a !=# @ / en una estufa. Luego de >< 9oras, etraer las latas de la estufa y pesarlas. 8egistrar los datos en el cuadro respectivo y calcular la densidad aparente.
:. 2E16+6 +EL 1E8867 8E;ES13+6 E7 585A375 Se 'asa en la relación de peso$volumen de un terrón de suelo, que es pesado en aire y luego pesado cuando est* sumergido en agua previo recu'rimiento con una fina capa de parafina. Esta pérdida de peso aparente es igual al volumen del terrón B volumen de la parafina.
251E835LES
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA 1. 2. 3. 4. 5. 6.
1errones de suelo :alan-a de torsión arafina ro'eta graduada ;aso de precipitación de !==ml Cilo
86/E+323E716 •
• • •
/olectar terrones de tama?o mediano (aproimadamente de > a < cm de di*metro) en el campo. Secar los terrenos en la estufa a!=#@/ por >< 9oras. esar los terrones secos. 5marrar un terrón con 9ilo y sumergirlo en parafina ligeramente viscosa (temperatura aproimada %=@/), de manera que se forme una película
•
impermea'le alrededor del terrón. esar el terrón m*s la parafina. La diferencia de peso del terrón con parafina
•
y el seco a la estufa, es igual al peso de la parafina. Dtili-ando el etremo li'ro del 9ilo, suspender el terrón en el etremo de la 'alan-a de torsión. 3ntroducir el terrón dentro de un vaso que contiene agua
•
y determinar el peso del terrón sumergido. /alcular el volumen del terrón mas la parafina, el cual corresponde al peso y volumen de agua despla-ada y que a su ve- es igual a la pérdida aparente de
•
peso. /alcular el volumen de la parafina sa'iendo que a !@/ su densidad es =,F
•
g$cm". /alcular el volumen del terrón restando el volumen de la parafina al
•
volumen del terrón m*s parafina. /alcular la densidad aparente masa de terrón seco a la estufa$volumen total del terrón.
33.
+E1E82375/367 +E L5 +E7S3+5+ 8E5L 5. 2E16+6 +EL 3/7G2E186 Este método consiste en determinar la densidad real midiendo el volumen de fluido despla-ado por una masa conocida de suelo en un frasco volumétrico o
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA picnómetro (fiola). ara determinar el volumen de agua despla-ada se aplica el principio de 5rquímedes. La cuantificación del volumen del suelo se reali-ara a través de la pérdida de peso sufrida por el suelo sumergido en el agua.
251E835LES 1. 2. 3. 4. 5.
" fiolas de >== mL :alan-a de platillo Dn suelo con agregados Dn suelo pro'lema Dn suelo arenoso
86/E+323E716
•
3dentificar los picnómetros (fiolas) para cada tipo de suelo. esar >= g para cada muestra de suelo. ! Llevar las fiolas con agua destilada 9asta la marca de enrasado y pesar (el
•
eterior de la fiola de'e estar completamente seco). > ;aciar el agua de las fiolas dejando aproimadamente H de su volumen con
•
el líquido. +epositar los >= g de suelo a las fiolas y con la ayuda de una 'agueta de
• •
vidrio agitar suavemente para epulsar completamente el aire que se •
• •
encuentra atrapado en el suelo. Luego llenar la fiola con agua destilada 9asta la marca de enrasado y pesar. " Callar el peso del agua despla-ada > I (" I !) La densidad del agua se considera que es ! g$cm", el peso del agua despla-ada es igual al volumen de agua despla-ada. Este ltimo representa
•
el volumen de sólidos. +eterminar la densidad real masa de suelo$volumen de sólidos.
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA !. RESULTADOS ". DISCUSIÓN #. CUESTIONARIO !. Se?ale algunas propiedades físicas del suelo que afectan a la densidad aparente. >. JKué est* sucediendo cuando la tetura de un suelo no se altera, pero su densidad aparente incrementa o disminuye ". JKué propiedades del suelo se ven afectadas con la compactación J:ajo qué pr*cticas agrícolas generamos compactación en los suelos <. JKué otros métodos de medición de la densidad aparente se pueden aplicar en campo #. Se tiene una pro'eta de >.# cm de radio, conteniendo #== ml de suspensión suelo4agua. J En qué tiempo quedar* li're esta suspensión de partícula de limo definido por el sistema 5tter'ert . /onsiderar el eperimento en La'oratorio de la D71ELS a >=@ /, MN #"==. v =k d
2
v =5300∗0.002 h= t =
volumen π ∗r
2
=
2
= 0.0212
cm min
500 ml 2
3.14 ∗ 2.85 cm
2
=19.60 cm
e 19.60 cm = = 924.52 min≈ 15 horas 25 ´ v 0.0212 cm / min
O. Se tomó una muestra de suelo 9medo que peso ##.> g (!#P de 9umedad gravimétrica), cuyo volumen medido en una pro'eta fue de <= cm ". Luego se agregaron #= ml de agua destilada y el volumen de las me-cla con este suelo 9medo fue de %O.< cm". Callar a) +ensidad aparente y densidad real. ') P de porosidad. c) P de espacio aéreo para las condiciones del suelo 9medo. d) 3nferir la tetura de ese suelo. 8ES6LD/3G7 %Hg=
Pssh − Psse P sse
X 100 → 15=
55.2 g − Psse
Psse
∗100 → Psse= 48 g
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA ρ aparente =
ρ real =
P sse V cilndro
48 g
=
40 cm
3
→ ρ aparente =1.2 g / cm
3
Psse V sol
− peso de agua : peso de suelo humedo − pesode suelo seco
55,2 g −48 g =7.2 g → 7.2 cc
−volumende espacio aereo =( 40 + 50 )−76.4 =13.6 cc −volumen se
ρ real =
Psse V sol
%porosidad =
(
→
−
1
(
solidos = 40− 7.2 + 13.6 48 g 19.2 cm
ρ apaente ρ real
3
→ ρreal =2.5 g / cm
)
(
∗100= 1−
∗1.2
%Hv =%Hg∗ ρaparente =15
) = 19,2 cc
1.2 2.5
3
)∗
100 →%porosidad
=52
g 3
cm →%Hv =18 1g cm
3
%espa.aereo =%porosidad −%Hv → 52 −18 →%espa. aereo =34
La $e%&i$a$ a'are%(e e& $e
1. 2 g
3
/ cm ) $e e**+ &e ',$e
i%erir ,e e* &,e*+ (ie%e ,%a (e/(,ra ar0i**+&a. %. Dn terrón secado a estufa de >".< g de peso se cu'rió con una película de parafinaQ luego al volverlo a pesar, este pesa'a >#.F g (densidad de la parafina N =.F g$cm"). J/u*l de'ería ser el peso de este terrón cu'ierto de parafina al sumergirlo en agua, si se sa'e que su densidad aparente es de !.<# g$cm " . ara el pro'lema anterior J/u*l de'ería ser la densidad aparente del terrón para que virtualmente flote Se entiende cu'ierto de parafina. F. Se tiene dos suelos de tetura y composición mineralógica semejante. J/ree Dd. que podrían presentar diferentes porcentajes de porosidad Jor qué Se tiene dos suelos de tetura y composición mineralógica semejante. J/ree Dd. que podrían presentar diferentes porcentajes de porosidad Jor qué
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA El espacio poroso es la porción del suelo no ocupada por partículas sólidas, pero si ocupada por aire y agua. oros, son aquellos que propician el movimiento del aire y del agua, mientras que estos retienen y conservan la 9umedad del sueloQ por ejemplo, en los suelos de tetura gruesa predominan los macroporos, por lo que se tiene un gran movimiento de agua y aire a pesar de la menor porosidad total.Si consideramos que la poroidad esta incluida por la tetura del suelo y los minerales que ella puede tener, se concluye que el porcentaje de porosidad podrían ser semejantes /onsiderando los siguientes datos Textura Ar#"''o!o L"mo!o Are%o!o
Como!"#"
%$Poro!"&a&
<=P arcilla ˃<#P limo ˃#=P arena
oros peque?os oros equili'rados oros grandes
˃
orosidad Suelos ligeros "= I <# P Suelos medios <# I O# P Suelos tur'osos %# I F= P !=.!== g de suelo 9medo contiene >= g de agua (lo que representa el !==P de los espacios porosos). Si la densidad aparente de este suelo es de !.# g$cm ", determinar a) ;olumen total de la muestra de suelo (cm"). Masa suelo Da = Vol.total 1.5 g
80 g
3
/ cm =
Vol . total
Vol.total =53.3 cm
3
') +ensidad real (g$cm"). Dr =
100 g 53.3 g / cm
3
Dr =1.5
c) ;olumen de agua (P). =
20
V 53.6
V=10.66
DENSIDAD DEL SUELO - EDAFOLOGÍA d) orosidad (P). %P =(1− %P =(1−
Da ) ! 100 Dr 1.5 1.87
) ! 100
%P =19.78
e) 3nferir la clase tetural. Segn los datos y resultados se infiere un suelo arcilloso
. CONCLUSIONES
. RECOMENDACIONES •
El terrón de suelo que se utilice de'e estar seco a estufa y guardada en una 'olsa 9ermética, sino fuera así la muestra presentara una variación en la densidad aparente ya que en ella tam'ién est* influenciando la 9umedad
•
atmosférica. El terrón que se va utili-ar en la pr*ctica de'e de tener un di*metro de >4