PROPIEDADES FISICAS     DE LOS SUELOS (1)     Densidad aparenteSímbolo Db o ρbDb        =       masa de suelo seco        ...
Métodos de medición          • Cilindro          • Excavación          • Aspersor de rayos gamma          • Terrón?       ...
Muestreadores para cilindro                 3
Método de la excavación                       Vagua = X mL = Vsuelo                       H2O          T°                 ...
Efecto fragmentos                  gruesos                Masa suelo seco    Masa de Fg         Db =             Volumen s...
Valores típicos              C lase Textural        Db                                     (M gm -3 )              A renos...
Densidad realDensidad de partículas en sí mismo (particle density)No toma en consideración el espacio poroso      Símbolo ...
Utilidad de la densidad•   Db y Dr permiten calcular la    porosidad de un suelo•   Db permite determinar:             la ...
Valores típicosClase Textural          Db            S                        (Mgm-3)      (%)Arenosa                 1,55...
Contenido de agua del suelo             (humedad)θ =W (Db/Dagua)                     W= θ (Dagua/Db)             Contenido...
Contenido de agua 2. Otros métodos indirectos                  TensiómetrosBloques                                 Técnica...
Bloques de yeso               R (Ω)               aspesor   cable     Tubo de     acceso            suelo   sondaneutrones...
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Efecto de la textura en la retención            Retención                                                 Suelo arcilloso ...
Efecto de la estructura                       Retención                                                            Suelo c...
Tipos de agua en suelos•   Gravitacional :•   Capilaridad:•   Higroscópica:    Sólida   No disponible    Disponible   Supe...
Estado energético del agua    •retención por el suelo,    •movimiento en el suelo,                                     FEN...
TODA SUSTANCIA TIENDE A MOVERSE O ACAMBIAR DE UN ESTADO DE:Mayor                     MenorEnergía                   Energí...
Potencial del agua del suelo                     Ψ          Tipos de potencial•   Presión:    Clave en suelos saturados (+...
Ψ    Unidades de expresión:        1                        atmósfera        1                        bar        14,7     ...
SOLIDO     ESPACIO POROSO                SUELO     Suelo              Agua                                          Satura...
•retención por el suelo,•movimiento en el suelo,•absorción por las plantas,•translocación en las plantas• pérdidas a la at...
Entrada de Presión Manuel                               Equipos de presiónCasanova                                  Cerámi...
CURVA CARACTERISTICA DE AGUA DEL SUELO                       ARCILLOSA    FRANCA         ARENOSAContenido de agua     W (%...
Flujo de agua en el suelo                         LEY DE DARCY                           (saturación)                     ...
Infiltración de agua en el sueloVelocidad de infiltración (cm/h)   30                                                     ...
Guía de calidad de agua para riego                                      Grado de Restricción de uso                       ...
Salinidad y RASSalinidad (dS/m)   4                   3                           Condiciones                           fa...
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  1. 1. PROPIEDADES FISICAS DE LOS SUELOS (1) Densidad aparenteSímbolo Db o ρbDb = masa de suelo seco volumen total de sueloUnidades: g cm-3 o Mg m-3 1
  2. 2. Métodos de medición • Cilindro • Excavación • Aspersor de rayos gamma • Terrón? Método del cilindroL Vsuelo = π r2 L H2O T° mss msh 105°C 2
  3. 3. Muestreadores para cilindro 3
  4. 4. Método de la excavación Vagua = X mL = Vsuelo H2O T° mssmsh 105°C 4
  5. 5. Efecto fragmentos gruesos Masa suelo seco Masa de Fg Db = Volumen suelo Volumen Fg (Vf-Vi) Vf = 34 mLVi = 30 mL 5
  6. 6. Valores típicos C lase Textural Db (M gm -3 ) A renosa 1,55 Franco arenosa 1,40 Franco arenosa fina 1,30 Franca 1,20 Franco lim oso 1,15 Franca arcillosa 1,10 A rcillosa 1,05 A rcillosa agregada 1,00 P anes com pactados 1,7-1,8 ARENADb (Mg m-3) ARCILLA W% 6
  7. 7. Densidad realDensidad de partículas en sí mismo (particle density)No toma en consideración el espacio poroso Símbolo Dp or ρp Dp = masa de partículas volumen de partículas Unidades: g cm-3 o Mg m-3 Densidad real Aumenta el valor promedio señalado: •óxidos de hierro Dp >4 Mg m-3 •minerales ferromagnesianos Dp= 2,9 - 3,5 Mg m-3 Disminuye el valor promedio señalado: •materia orgánica Dp ≈ 1,4 Mg m-3 Método de medición: Picnómetro 7
  8. 8. Utilidad de la densidad• Db y Dr permiten calcular la porosidad de un suelo• Db permite determinar: la masa de un horizonte de suelo convertir contenidos de agua en los suelos Porosidad (S)• Expresada como un % Db S = (1- -------) x 100 Dp• También llamado espacio poroso 8
  9. 9. Valores típicosClase Textural Db S (Mgm-3) (%)Arenosa 1,55 42Franco arenosa 1,40 48Franco arenosa fina 1,30 51Franca 1,20 55Franco limoso 1,15 56Franca arcillosa 1,10 59Arcillosa 1,05 60Arcillosa agregada 1,00 62Panes compactados 1,7-1,8 32-36Suelos Orgánicos 0,15-0,30Suelos volcánicos <0,9 (0,3) Los suelos son pesados! pesados!• Calcule la masa de un horizonte arenoso y otro arcilloso de un suelo seco:Espesor = 15 cmSuperficie = 1 ha 9
  10. 10. Contenido de agua del suelo (humedad)θ =W (Db/Dagua) W= θ (Dagua/Db) Contenido de agua 1. Método gravimétrico H2O T° mss msh 105°C Msh Mss Msh- Mss = Magua Magua W= ———————— x 100 Mss 10
  11. 11. Contenido de agua 2. Otros métodos indirectos TensiómetrosBloques Técnicas nucleares Reservorio Tensiómetros Vacuómetro Vástago Cápsula de cerámica porosa 11
  12. 12. Bloques de yeso R (Ω) aspesor cable Tubo de acceso suelo sondaneutrones Zona de raíces 12
  13. 13. Detector sonda(contador) neutrón rápido neutrón fuente lento EFECTIVIDAD DE ELEMENTOS A LA TERMALIZACION ELEMENTO Nº DE COLISIONES H 18 C 115 N 134 O 152 Mg 227 Al 251 Si 262 Fe 514 13
  14. 14. ...%W1 %W2 %W3 %W4 %W12 %W13 %W14 %W15 Db Db %θ1 %θ2 %θ3 %θ4 ... %θ12 %θ13 %θ14 %θ15 Razón de Cuentas (CR)= = cuentas en coraza de Pb/cuentas en muestras CR1 CR2 CR3 CR4 ... CR12 CR13 CR14 CR15 Calibración típica 0.8 0.7 θ = 0.205 CR - 0.029 0.6θ (m3 / m3) 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 Razón de Cuentas (CR) 14
  15. 15. Cantidad de agua almacenada por el sueloEntradas de agua (lluvias, riego, capilaridad) • Textura • Estructura • Profundidad • Capas limitantes • M.O Textura y retención de agua Arena Limo ArcillaMacroporosMesoporosMicroporosPercolaciónLavado 15
  16. 16. Efecto de la textura en la retención Retención Suelo arcilloso Suelo arenoso Contenido de agua (%) Estructura y retención de agua GRANO SIMPLE BLOQUES LAMINAR FLUJO RAPIDO FLUJO MODERADO FLUJO LENTO GRANULAR PRISMATICA MASIVA o MACIZA FLUJO RAPIDO FLUJO MODERADO FLUJO LENTO 16
  17. 17. Efecto de la estructura Retención Suelo compactado Suelo agregado Contenido de agua (%) Efecto tipo y profundidad de suelosAgua almacenada en Suelo Arcillosozona de raíces (mm) profundo Suelo Franco profundo Suelo Franco delgado MESES 17
  18. 18. Tipos de agua en suelos• Gravitacional :• Capilaridad:• Higroscópica: Sólida No disponible Disponible Superflua Higroscópica Capilaridad Gravitacional 18
  19. 19. Estado energético del agua •retención por el suelo, •movimiento en el suelo, FENOMENOS •absorción por las plantas, ENERGETICOS RELACIONADOS •translocación en las plantas • pérdidas a la atmósfera Formas de energía: potencial cinética eléctrica Se habla entonces simplemente de ENERGÍA LIBRE para caracterizar el estado energéticoENERGÍA LIBRE = Σ Todas las energía posibles para realizar trabajo El nivel de energía libre de una sustancia es una medida general a que esta sustancia cambie 19
  20. 20. TODA SUSTANCIA TIENDE A MOVERSE O ACAMBIAR DE UN ESTADO DE:Mayor MenorEnergía Energíalibre libreMás importante que los niveles deEnergía libre son: LAS DIFERENCIAS DE ENERGIA LIBRE DE UNA CONDICION A OTRA 20
  21. 21. Potencial del agua del suelo Ψ Tipos de potencial• Presión: Clave en suelos saturados (+)• Osmótico: Debido a solutos (sales) (–) z. áridas• Mátrico: Debido a atracción de la superficie de (-) partículas. Clave en suelos insaturados• Gravitacional: Debido a la posición (+) o (-) 21
  22. 22. Ψ Unidades de expresión: 1 atmósfera 1 bar 14,7 lb pg-2 (psi) 760 mm de Hg 1.033 cm de H2O 100 kPa 1.500 kPa = 15 veces la presión atmosférica Punto de Capacidad Coeficiente marchitez de higroscópico Saturación permanente campoΨ (kPa) - 3.100 -1.000a -2.000 -10 a-50 0 Sólida No disponible Disponible Superflua Higroscópica Capilaridad Gravitacional 22
  23. 23. SOLIDO ESPACIO POROSO SUELO Suelo Agua Saturado 100 g 40 mL Suelo Agua A cdc 100 g 20 mL Suelo Agua 10 mL A pmp 100 g Suelo 8 100 g mL Capacidad de campo AguaW% aprovechable Punto de marchitez permanente Arenosa Franca Arcillosa 23
  24. 24. •retención por el suelo,•movimiento en el suelo,•absorción por las plantas,•translocación en las plantas• pérdidas a la atmósferaΨmayor Ψmenor 24
  25. 25. Entrada de Presión Manuel Equipos de presiónCasanova Cerámica porosa Plato: 0 - 3.000 Kpa Olla: 0 - 100 Kpa 25
  26. 26. CURVA CARACTERISTICA DE AGUA DEL SUELO ARCILLOSA FRANCA ARENOSAContenido de agua W (%) Presión negativa≡ Tensión ≡ Potencial (ψ) (kPa) (ψ ) CURVA CARACTERISTICA DE AGUA DEL SUELO ARCILLOSA FRANCA ARENOSAContenido de agua Bloques de yeso W (%) Tensiómetro Presión negativa≡ Tensión ≡ Potencial (ψ) (kPa) (ψ ) 26
  27. 27. Flujo de agua en el suelo LEY DE DARCY (saturación) q = -K ∆ ψ /∆x q = cantidad de agua transmitida por unidad de tiempo y de área en la dirección x K = conductividad hidráulica : capacidad del suelo para conducir agua Darcy Ley Combinada• Saturado Flujo • No saturado• Máxima K • Mínima• Mínima Tortuosidad • Máxima• Todos los poros Flujo • Poros + chicos Poros• Grandes conductores • Pequeños Fuerza impulsora ∆(Ψp+Ψg) ∆(Ψm+Ψg) 27
  28. 28. Infiltración de agua en el sueloVelocidad de infiltración (cm/h) 30 Sin sellamiento 10 Con sellamiento 1 7 Tiempo (horas)Infiltración de agua en el suelo Infiltración acumulada (cm) Sin sellamiento 15 Con sellamiento 5 1 7 Tiempo (horas) 28
  29. 29. Guía de calidad de agua para riego Grado de Restricción de uso Sin Creciente SeveroSALINIDADCE (dS m-1) < 0,70 0,70 - 3,0 > 3,0*TSD (mg L-1) < 490 490 - 2100 > 2100PERMEABILIDAD0-3 > 0,7 0,7 - 0,2 < 0,23-6 >1,2 1,2 - 0,3 < 0,36-12 RAS & CE >1,9 1,9 - 0,5 < 0,512-20 > 2,9 2,9 - 1,3 < 1,320-40 > 5,0 5,9 - 2,9 < 2,9IONES ESPECIFICOSNa * riego superficial RAS <3 3-9 >9 * riego aspersión meq L-1 <3 >3Cl * riego superficial <4 4 - 10 > 10 * riego aspersión meq L-1 <3 >3Boro (mg L-1) < 0,70 0,70 - 2,0 >2 Grado de Restricción de uso Sin Creciente SeveroVARIOSN-NO3 (mg L-1) <5 5 - 30 > 30HCO3 (mg L-1) < 1,5 1,5 - 8,5 > 8,5pH 6,5 - 8,4 1 dS m-1 = 1 mmho cm-1 ≈ 640 mg L-1 ≈ 640 ppm 29
  30. 30. Salinidad y RASSalinidad (dS/m) 4 3 Condiciones favorables Condiciones 2 desfavorables 1 0 0 10 20 30 40 RAS Requerimientos de lavado RL = CEa / (5CEe - CEa)Lámina de agua de riego para lavar las sales del suelo y satisfacer necesidades del cultivo LA = ETc / (1 - RL) ETc: evapotranspiración del cultivo (mm año-1) 30

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