PRACTICA-N-5-EDAFOLOGIA-1.doc

DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO


PRACTICA N°. 5 Densidad Aparente y Densidad Real del Suelo INTRODUCCION Las propiedades físicas de los suelos son importantes para determinar el uso del suelo. El suelo es una mezcla de partículas, minerales, material orgánico, aire y agua. Los dos primeros constituyen la parte sólida y los dos últimos se hallan en el espacio poroso. A diferencia de la textura y estructura que se refieren a la parte sólida, la densidad aparente y la real son propiedades físicas que se relacionan con otras propiedades físicas de los suelos tales como la porosidad, compactación, aireación y distri!ución de los poros etc. "onociendo los #alores de las densidades del suelo, se puede calcular la porosidad total de un suelo a tra#$s de la formula

õ õ

% & ' % a ( p))*&++. Además, se puede estimar el peso de la capa ara!le, y el grado de compactación del suelo.

Densidad aparente (

õa ). e define como la relación que existe entre la masa %peso) y el

#olumen total del suelo. Este #olumen 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 orgánica, la la!ranza, etc.

Densidad real o densidad de partíula (õp). Es otra característica del suelo que tam!i$n relaciona la masa %peso) de un #olumen de suelo, pero en este caso se refiere, sólo, al #olumen 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 in#aria!le en el suelo. "omo es una relación de masa a #olumen am!os tipos de densidades se expresan en g(cc, g(dm/ o 01(m/. egún el sistema 2nternacional %2) la unidad de medidas es 1g.m3/.

O!"#TI$OS Al finalizar la práctica, los alumnos estarán capacitados para 4eterminar la densidad real y densidad aparente del suelo mediante procedimientos de la!oratorio. "alcular el porcenta5e de porosidad a partir de los datos de densidad aparente y real.

D#T#R%INACION D# &A D#NSIDAD APAR#NT# A. %#TODO D#& T#RRON R#$#STIDO #N PARA'INA

ING. EDGAR MARCELINO TARMEÑO

INGENIERIA AMBIENTAL UNTECS

DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO e !asa en la relación de peso(#olumen de un terrón de suelo, que es pesado en aire y luego pesado cuando está sumergido en agua pre#io recu!rimiento con una fina capa de parafina. Esta p$rdida de peso aparente es igual al #olumen del terrón 6 #olumen de la parafina.

%AT#RIA&#S      

0errones de suelo 7alanza de torsión -arafina -ro!eta graduada 8aso de precipitación de &++ml 9ilo

PROC#DI%I#NTO &. "olectar terrones de tama:o mediano %aproximadamente de ; a < cm de diámetro) en el campo. ;. ecar los terrenos en la estufa a&+=>" por ;< horas. /. -esar los terrones secos. <. Amarrar un terrón con hilo y sumergirlo en parafina ligeramente #iscosa %temperatura aproximada ?+>"), de manera que se forme una película impermea!le alrededor del terrón. =. -esar el terrón más la parafina. La diferencia de peso del terrón con parafina y el seco a la estufa, es igual al peso de la parafina. @. tilizando el extremo li!ro del hilo, suspender el terrón en el extremo de la !alanza de torsión. 2ntroducir el terrón dentro de un #aso que contiene agua y determinar el peso del terrón sumergido. ?. "alcular el #olumen del terrón mas la parafina, el cual corresponde al peso y #olumen de agua desplazada y que a su #ez es igual a la p$rdida aparente de peso. B. "alcular el #olumen de la parafina sa!iendo que a &B>" su densidad es +,BC g(cm/. C. "alcular el #olumen del terrón restando el #olumen de la parafina al #olumen del terrón más parafina. &+. "alcular la densidad aparente masa de terrón seco a la estufa(#olumen total del terrón.

D#T#R%INACION D# &A D#NSIDAD R#A& %#TODO D#& PICN%#TRO



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO Este m$todo consiste en determinar la densidad real midiendo el #olumen de fluido desplazado por una masa conocida de suelo en un frasco #olum$trico o picnómetro %fiola). -ara determinar el #olumen de agua desplazada se aplica el principio de Arquímedes. La cuantificación del #olumen del suelo se realizara a tra#$s de la p$rdida de peso sufrida por el suelo sumergido en el agua.

%AT#RIA&#S     

& fiolas de ;++ mL 7alanza de platillo n suelo con agregados n suelo pro!lema n suelo arenoso

PROC#DI%I#NTO &. 2dentificar los picnómetros %fiolas) para cada tipo de suelo. ;. -esar ;+ g para cada muestra de suelo. -& /. Lle#ar las fiolas con agua destilada hasta la marca de enrasado y pesar %el exterior de la fiola de!e estar completamente seco). -; <. 8aciar el agua de las fiolas de5ando aproximadamente D de su #olumen con el líquido. =. 4epositar los ;+ g de suelo a las fiolas y con la ayuda de una !agueta de #idrio agitar sua#emente para expulsar completamente el aire que se encuentra atrapado en el suelo. @. Luego llenar la fiola con agua destilada hasta la marca de enrasado y pesar. -/ ?. 9allar el peso del agua desplazada -; ' %-/ ' -&) B. La densidad del agua se considera que es & g(cm/, el peso del agua desplazada es igual al #olumen de agua desplazada. Este último representa el #olumen de sólidos. C. 4eterminar la densidad real masa de suelo(#olumen de sólidos.

CU#STIONARIO

&.

e:ale algunas propiedades físicas del suelo que afectan a la densidad aparente. La densidad aparente se define como el peso seco de una unidad de #olumen de suelo. Los factores que la afectan son principalmente tres la textura, la estructura y la presencia de materia orgánica. uelos con texturas arenosas tienden a tener densidades mayores que suelos más finos, al mismo tiempo en suelos !ien estructurados los #alores son menores.

;.

Fu$ está sucediendo cuando la textura de un suelo no se altera, pero su densidad aparente incrementa o disminuyeG En un tipo de suelo sin #ariación de textura, los #alores !a5os de densidad aparente implican suelos porosos, !ien aireados con !uen drena5e y !uena penetración de raíces, todo lo cual significa un !uen crecimiento y desarrollo de los ár!oles. 1ientras que la densidad aparente aumenta cuando el suelo es compacto o poco poroso, tiene mala



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO aireación, la infiltración del agua es lenta, lo cual puede pro#ocar anegamiento, y que las raíces tengan dificultades para elongarse y penetrar hasta donde encuentren agua y nutrientes. En estas condiciones, el desarrollo y crecimiento de los ár!oles es impedido o retardado consistentemente.

Tabla. Clases texturales del suelo (Soil Survey Sta USDA! y de"sidad a#are"te e" ($%&'!. da (g/cm3) Clases texturales Are"a (Sa"ds! Are"a $ruesa (Coarse sa"d! Are"a y are"a )"a (Sa"d a"d *i"e Sa"d! Are"a 'uy )"a (+ery )"e sa"d! Are"a ,ra"&a (Loa'y sa"ds! Are"a ,ra"&a $ruesa (Loa'y &oarse sa"d! Are"a ,ra"&a- Are"a ,ra"&a )"a (Loa'y sa"d- Loa'y )"e sa"d! Are"a ,ra"&a 'uy )"a (Loa'y very )"e sa"d! *ra"&o are"osa (Sa"dy loa's! *ra"&o are"osa $ruesa (Coarse sa"dy loa'! *ra"&o are"osa y *ra"&o are"osa )"a (Sa"dy loa' *i"e sa"dy loa'! *ra"&o are"osa 'uy )"a (+ery )"e sa"dy loa'! *ra"&a y ,ra"&o li'osa (Loa' a"d Silty loa'! Li'o (Silt! *ra"&o ar&illosa (Clay loa'! *ra"&o ar&illo are"osa y ,ra"&o ar&illo li'osa (Sa"dy &lay loa' Silty &lay loa'! Ar&illa are"osa (Sa"dy &lay! Ar&illa li'osa (Silty &lay! Ar&illa (Clay /01! (Clay 0/21!

1.!"1.#! 1.$!"1.! 1.%%"1.$% 1.%%"1.$% 1.$!"1.! 1.%%"1.$% 1.%%"1.$! 1.%%"1.$! 1.%%"1.$! 1.%!"1.$! 1.&%"1.%% 1.&%"1.%% 1.&!"1.%! 1.&!"1.%! 1.&%"1.%% 1.3%"1.&% 1.&!"1.%! 1.3%"1.&% 1.'%"1.3%

*ue"te3 444.'"."r&s.usda.$ov /.

Fu$ propiedades del suelo se #en afectadas con la compactaciónG 7a5o qu$ prácticas agrícolas generamos compactación en los suelosG La compactación es un proceso por el cual se comprime la masa de suelo como consecuencia de la aplicación de cargas o presiones. En t$rminos físicos, la compactación disminuye el #olumen de poros, modifica la estructura porosa y aumenta la densidad aparente %Ha). Estos cam!ios estructurales por compactación alteran las propiedades #olum$tricas del suelo, lo que repercute en el desarrollo y crecimiento de las plantas porque decrece la



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO conducti#idad hidráulica y la capacidad de retención de agua y se altera la difusión de gases en su interior. Estos cam!ios pro#ocan una deficiente aireación y un suministro inadecuado de oxígeno para el desarrollo de las plantas. Así mismo, la degradación de la estructura del suelo por compactación pro#oca una ralentización o paralización del desarrollo de las raíces, al aumentar la resistencia mecánica. Las prácticas agrícolas que generan compactación son El la!oreo continuo La la!ranza del suelo La presión mecánica de los implementos de la!ranza agrícolas y el tránsito de • • •

•

• •

<.

maquinaria pesada "ulti#o !a5o condiciones de riego causa cierta compactación de!ido al peso y acción del agua de riego El golpeteo de las gotas de llu#ia so!re el suelo desnudo El so!re pastoreo

Fu$ otros m$todos de medición de la densidad aparente se pueden aplicar en campoG

a) %todo de la a*uela -ara suelos que presentan alto contenido de gra#illas, gra#as, piedras, concreciones u otra característica similar, es decir, aquellos donde no puede utilizarse el cilindro, es recomenda!le utilizar este m$todo para determinarles su densidad aparente. 0am!i$n es el m$todo a utilizar cuando se quiere determinar la densidad aparente de materiales orgánicos como tur!as o capas de litter. -ara hacer la determinación se procede de la siguiente manera e a!re un hueco en el terreno de aproximadamente ;+ cm x ;+ cm, con la profundidad necesaria, teniendo la precaución de no compactar las paredes, ni el fondo del hueco al a!rirlo. I e recoge todo el suelo extraído en una !olsa plástica y se recu!re el hueco con plástico, procurando el mayor a5uste de $ste a las paredes de aquel. i el suelo tiene fragmentos de roca, lo que se extrae se pasa por un tamiz con malla de ; mm y lo que queda retenido por $l se regresa al hueco, so!re el plástico que lo recu!re, puesto que la densidad aparente que interesa en el suelo es la de su tierra fina. Jótese que dichos fragmentos reducen el #olumen de Ksuelo. I e llena el hueco completamente con agua, controlando los #olúmenes que se #an adicionando y se mide el #olumen total de líquido que se gastó para el llenado. I e pesa el suelo extraído del hueco y se toma una su!muestra del mismo para determinar el contenido de humedad gra#im$trica del suelo. I e determina el peso del suelo seco al horno %-ss), haciendo la corrección por humedad para el peso total del suelo extraído del hueco. I e calcula la densidad aparente, indicado en el numeral anterior, haciendo 8c igual al #olumen del líquido gastado en la determinación. I Los resultados se registran en un formulario.



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO =.

n cilindro hueco por am!os extremos, cuyo diámetro es de ? cm y su altura de ; pulgadas, nos sir#ió para extraer una muestra de suelo sin distur!ar, la que peso /++ g conteniendo &=M de humedad gra#im$trica. -or otro m$todo se determino que la densidad real era de ;.= g(cm /. "alcule todas las otras propiedades físicas que le sea posi!le.

4atos •

4 N ? cm

•

9 N ; pulg N =.+B cm

•

1 N /++ g %-eso del suelo 9úmedo)

•

M9g N &=M

•

4r N ;.= g(cm/

Solui+n , a) -allando el olu/en

0) -allando el Peso del suelo Seo

) -allando la Densidad aparente

@.

e tomo una muestra de suelo húmedo que peso ==.; g %&=M de humedad gra#im$trica), cuyo #olumen medido en una pro!eta fue de <+ cm/. Luego se agregaron =+ ml de agua destilada y el #olumen de las mezcla con este suelo húmedo a) !) c) d)

fue de ?@.< cm/. 9allar 4ensidad aparente y densidad real. M de porosidad. M de espacio a$reo para las condiciones del suelo húmedo. 2nferir la textura de ese suelo. olución 

a) -allando el peso del suelo seo,



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO Suelo 12/edo, 55.3 4 9gN &=M

Pss 674

) 5alla"do la de"sidad a#are"te 3

) Calulando el olu/en del aire y del a4ua,

d) Calulando la densidad real

e) Calulando la porosidad,

8) Calulando el espaio aereo,



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO ?.

n terrón secado a estufa de ;/.< g de peso se cu!rió con una película de parafinaO luego al #ol#erlo a pesar, este pesa!a ;=.C g %densidad de la parafina N +.C g(cm/). "uál 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/G

Datos, •

-eso del terrón en estufa ;/.< g

•

-eso del terrón en estufa más el peso de la parafina ;=.C g

•

-eso parafina ;=.C g3;/.< g N;.= g

•

4ensidad de la parafinaN +.C g(cm/

Solui+n,

B. -ara el pro!lema anterior "uál de!ería ser la densidad aparente del terrón para que #irtualmente floteG e entiende cu!ierto de parafina.

La densidad aparente de!e ser menor que la densidad del agua & g(cm / para que pueda flotar. i al densidad de la parafina es +.C; g(cm/, la densidad aparente del terrón de!e ser +.CC g(cm/ C. e tiene dos suelos de textura y composición mineralógica seme5ante. "ree d. que podrían presentar diferentes porcenta5es de porosidadG -or qu$G í. on dos muestras distintas a pesar que tienen una seme5anza #an a presentar una diferencia de porosidad porque no son id$nticas, el clima y el tiempo #a influir en la textura del suelo. &+. &++ g de suelo húmedo contiene ;+ g de agua %lo que representa el &++M de los espacios porosos). i la densidad aparente de este suelo es de &.= g(cm/, determinar a) 8olumen total de la muestra de suelo %cm/). !) 8olumen de los sólidos %M). c) 4ensidad real %g(cm/). d) 8olumen de agua %M). e) -orosidad %M). f) 2nferir la clase textural.

Datos,




•

•

•

Solutiion ,




R#PORT# D# PR9CTICA

Densidad aparente y Densidad Real del suelo

Deter/inai+n de la Densidad Aparente

%:TODO D# &A PARA'INA Co/pletar los si4uientes uadros se42n el desarrollo de la pr;tia $olu/en deter/inado on 0alan
P#SO D#& T#RRON S#CO A #STU'A

P#SO D#& T#RRON CON PARA'INA

P#SO D# &A PARA'INA

$O&U%#N D# &A PARA'INA

(3>=)

(6 para8ina  ?.7@4)

(=)

(3)

(4)

(B)

(4)

(4)

==.35=

=3.?==5

(/B) ?.5@7

?.75B/l

$O&U%#N D#& T#RRON CON PARA'INA (Peso y $olu/en del a4ua despla6) (/B) @/l

$O&U%#N D#& T#RRON (3>6>B)

D#NSIDAD APAR#NT# (4/B)

POROS ()

(/B) 7.=6E3@3=B5

=.B7=3

B@.?3

+.B;& g ' +.=&;/ g N +./+B? g



DATO,

$O&U%#N D# &A PARA'INA N

N +.BC N

•

$O&U%#N D# AFUA #N &A PRO!#TA  =+ cc

•

$O&U%#N D# AFUA %9S T#RRON G PARA'INA  =+.?cc

•

$O&U%#N D# T#RRN 



DATO,

$O&U%#N D# &A PARA'INA N

N +.BC N

•

$O&U%#N D# AFUA #N &A PRO!#TA  =+ cc

•

$O&U%#N D# AFUA %9S T#RRON G PARA'INA  =+.?cc

•

$O&U%#N D# T#RRN 

CA&CU&ANDO &A D#NSIDAD APAR#NT# 




4eterminación de la densidad real de un suelo 1$todo del -icnómetro "ompletar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica

P#SO D#& SU#&O %U#STRAS

(4)

P#SO D# &A 'IO&A H AFUA

P#SO D# &A 'IO&A H AFUA H SU#&O

P#SO D#& AFUA D#SP&AADA (4)

(4)

(4)

P=

P3

PB

P3> (PB>P=)

;+

&=<.CC

&@=.&BB@

C.B+&<

$O&U%#N D# &OS SO&IDOS

D#NSIDAD R#A&

(/B)

(4/B)

C.B+&
&ote == &ote ==,

;.@<+=


4eterminación de la densidad real de un suelo 1$todo del -icnómetro "ompletar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica

P#SO D#& SU#&O %U#STRAS

(4)

P#SO D# &A 'IO&A H AFUA

P#SO D# &A 'IO&A H AFUA H SU#&O

P#SO D#& AFUA D#SP&AADA (4)

(4)

(4)

P=

P3

PB

P3> (PB>P=)

;+

&=<.CC

&@=.&BB@

C.B+&<

$O&U%#N D# &OS SO&IDOS

D#NSIDAD R#A&

(/B)

(4/B)

C.B+&
&ote ==

;.@<+=

&ote ==,

-A&&ANDO &A D#NSIDAD R#A&,

Pesol#er e tiene un cu!o de suelo de medidas &=x&=x&= cm. "on una masa total de &B++ g. de los cuales /++ g. son agua.




i la densidad del agua es & g(cm / y el #olumen ocupado por el aire es ;=+ cm/ calcule a) 4ensidad aparente %g(cm/) !) 4ensidad real %g(cm/) c) 8olumen de los sólidos %M) d) M de porosidad. e) M de espacio a$reo. 9allar el peso de la capa ara!le de & hectárea %9a) y el porcenta5e de poros %M) de los siguientes suelos %-rofundidad N ;+ cm) a) !) c)

Arcilloso Qranco Arena Qranca


i la densidad del agua es & g(cm / y el #olumen ocupado por el aire es ;=+ cm/ calcule a) 4ensidad aparente %g(cm/) !) 4ensidad real %g(cm/) c) 8olumen de los sólidos %M) d) M de porosidad. e) M de espacio a$reo. 9allar el peso de la capa ara!le de & hectárea %9a) y el porcenta5e de poros %M) de los siguientes suelos %-rofundidad N ;+ cm) a) !) c)

Arcilloso Qranco Arena Qranca



DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO CONC&USION#S 

La densidad hallada nos ayuda en la determinación del grado de compactación del suelo, propiedad que puede ser cam!iada de acuerdo al mane5o que se le da al suelo.

R#CO%#NDACION#S 

Es muy importante tener mucho cuidado al momento de recoger la muestra, porque no se



de!e de5ar caer ninguna cantidad de tierra por peque:a que sea. La toma de información de las muestras de suelos de!e ser precisa para que los resultados sean precisos.

!I!&IOFRA'IA 

Amaro Ra#aleta Sarcía. E4AQTLTS2A el suelo en relación con la producción. "TJ"U0E" -rimera edición &CC;

DENSIDAD REAL Y APARENTE DEL SUELO CONC&USION#S 

La densidad hallada nos ayuda en la determinación del grado de compactación del suelo, propiedad que puede ser cam!iada de acuerdo al mane5o que se le da al suelo.

R#CO%#NDACION#S 

Es muy importante tener mucho cuidado al momento de recoger la muestra, porque no se



de!e de5ar caer ninguna cantidad de tierra por peque:a que sea. La toma de información de las muestras de suelos de!e ser precisa para que los resultados sean precisos.

!I!&IOFRA'IA 

Amaro Ra#aleta Sarcía. E4AQTLTS2A el suelo en relación con la producción. "TJ"U0E" -rimera edición &CC;






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