Lección 4. PROPIEDADES FÍSICAS

 

1 Textura

1.1 Determinación de la textura.

1.2 Importancia de la granulometría.

2 Estructura

2.1 Morfología.

2.2. Micromorfología.

2.3 Estabilidad de la estructura.

3 Porosidad

4 Dinámica del agua

4.1 Movimientos del agua en el suelo.

4.2 Permeabilidad.

4.3 Perfil hídrico.

4.4 Balance hídrico.

5 Densidad aparente

6 Color

7 Calor

8 TEST

 

1 Textura

El suelo está constituido por partículas de muy diferente tamaño.

Conocer esta granulometría es esencial para cualquier estudio del suelo (ya sea desde un punto de vista genético como aplicado). Para clasificar a los constituyentes del suelo según su tamaño de partícula se han establecido muchas clasificaciones granulométricas. Básicamente todas aceptan los términos de grava, arena, limo y arcilla, pero difieren en los valores de los límites establecidos para definir cada clase. De todas estas escalas granulométricas, son la de Atterberg o Internacional (llamada así por haber sido aceptada por la Sociedad Internacional de la Ciencia del Suelo) y la americana del USDA (Departamento de Agricultura de los Estados Unidos) las más ampliamente utilizadas. Ambas clasificaciones se reproducen en la siguiente figura.

Las fracciones usuales son:

gravas > 2 mm

arenas 2-0,02 mm; con 2-0,2 mm para las arenas gruesas y 0,2-0,02 mm para las arenas finas (a veces de 0,2-0,05)

limos 0,02 - 0,002 mm, es decir de 20-2 micras (y a veces 0,05 - 0,002)

arcillas <2 micras; con las arcillas gruesas de 2-0,2 micras y las arcillas finas menores de 0,2 micras

gravas
arenas
limos
arcillas
Si se está receptivo, en cualquier momento de la vida cotidiana puede surgir una imagen que sirva para aclarar un concepto edafológico. Caso 6. En las playas de Mezquitilla (Málaga) hay buenos ejemplos de todas estas fracciones granulométricas.

Así las arenas son de un tamaño mil veces mayor que el de las arcillas

Si se está receptivo, en cualquier momento de la vida cotidiana puede surgir una imagen que sirva para aclarar un concepto edafológico. Caso 7. Relación de tamaños arena/arcilla

La fracción menor de 2 mm se le denomina tierra fina y en ella se centran los estudios de suelos ya que es la responsable de las propiedades físicas, químicas, fisicoquímicas y biológicas de los suelos. A las gravas se les considera una fracción inerte; representan un espacio "muerto" dentro del suelo y sólo reportará interés cuando sufra meteorización y se fragmente (pueden ser consideradas como una reserva para el futuro del suelo y en los estudios genéticos aportan importante información sobre la roca madre en aquellos casos en que la calicata abierta no llegue a profundizar hasta el horizonte R).

Como el uso de números (porcentajes) para representar la composición granulométrica del suelo es muy incómodo, en edafología se usan unos términos texturales. Cada término textural corresponde con una determinada composición cuantitativa de arena, limo y arcilla. En los términos de textura se prescinde de los contenidos en gravas; se refieren a la fracción del suelo que se estudia en el laboratorio de análisis de suelos, es decir la tierra fina. Por ejemplo, un suelo que contiene un 25% de arena, 25% de limo y 50% de arcilla se dice que tiene una textura arcillosa. Los términos texturales se definen de una manera gráfica en un diagrama triangular que representa los valores de las tres fracciones. Hay varios modelos utilizados en los distintos sistema de clasificación de suelos pero el más universalmente aceptado es el reproducido en la siguiente figura,

     

 

1.1 Determinación de la textura

Las partículas del suelo no están sueltas sino que forman agregados y primero hemos de destruir la agregación para separar las partículas individuales. Por ello antes de proceder a la extracción de las diferentes fracciones hay una fase previa de preparación de la muestra.

En esta fase previa existen diversos métodos para separar a las partículas del suelo, unos son métodos físicos (trituración suave, agitación lenta, agitación rápida, ultrasonidos, lavado y cocción) y otros son técnicas químicas, más enérgicas que utilizan reactivos para destruir los agentes cementantes que agregan las partículas (oxidación de la materia orgánica con agua oxigenada, ataque ácido de los carbonatos y compuestos de Fe con HCl, dispersión de las arcillas con hexametafosfato sódico o amoníaco). Como los agentes agregantes pueden ser muy distintos, normalmente no sirve uno sólo de estos métodos sino que se monta una cadena de tratamientos.

Una vez disgregado el suelo, la extracción final de las fracciones se realiza por tamizado para las arenas y por sedimentación en fase acuosa es el método normal de separación de los limos y de las arcillas. Si se necesita subfraccionar a la fracción arcilla se ha de recurrir a la centrifugación.

  

El método de sedimentación utilizado para separar los limos de las arcillas se basa en la velocidad de caída de una esfera en un líquido en reposo que dependerá, además del tamaño de las partículas que caen (r), de las densidades de las partículas (df) y la del medio acuoso (dw), de la viscosidad del agua (n) y de la fuerza de la gravedad (g). Estas variables está regidas por la ley de Stokes

V = [ 2 x r2 x (df - dw) x g ] / (9 x n)

El proceso consiste en agitar una determinada cantidad de tierra fina en fase acuosa en una probeta, esperar el tiempo suficiente para que sedimenten las arenas, extraer los limos y las arcillas mediante la succión con una pipeta de una determinada cantidad de la suspensión sobrenadante y una segunda extracción una vez transcurrido el tiempo para la caída del limo; mediante las posteriores pesadas en seco, por simple resta se obtienen los porcentajes en limos y arcillas. Los inconvenientes que presenta la aplicación de la ley de Stokes es la forma de las partículas del suelo que distan mucho de ser esferas (especialmente las arcillas, que presentan un fuerte hábito laminar) y sus densidades dependen de la mineralogía y por la dificultad de su manejo se simplifica igualándolas a la densidad del cuarzo.

Existe un método para calcular la textura de una manera aproximada en base a la plasticidad que presenta la fracción arcilla al añadirle agua. Se toma una pequeña cantidad de muestra en la palma de la mano, se le añade agua hasta saturación. Se frotan las manos para hacer un cilindro fino y en función de la facilidad de formar un tubito delgado y según que se pueda o no doblar se establecen las texturas arcillosas, francoarcillosas y francas. En función de la aspereza (se frota la muestra junto al oído y se escucha el chirrido de los granos) se determina la importancia de los contenidos en arena. En la siguiente se reproduce este diagrama textural simplificado.

 

1.2 Importancia de la granulometría

El análisis granulométrico representa el dato más valioso para interpretar la génesis y las propiedades de los suelos.

a) Génesis

a.1) Textura y factores formadores

La acción de los factores formadores queda reflejada en la textura del suelo.

Así, cada roca tiende a dar una determinada clase textural (granitos suelos de textura arenosa, pizarras suelos de texturas arcillosas) que quedara más patente cuanto más joven sea el suelo (en un principio el suelo hereda directamente la textura del material original).

En la siguiente figura se reproducen los resultados obtenidos para las texturas de los suelos de la provincia de Granada según los tipos de rocas (los resultados se han obtenido a partir de las publicaciones de los mapas de suelos del proyecto LUCDEME). Los suelos de texturas arenosas se forman principalmente a partir de las areniscas y arenas, cómo es lógico, pero también de dolomías, esquistos y conglomerados. Los limos predominan en suelos desarrollados a partir de lutitas, limos y margas. Las arcillas de las margas, calizas, lutitas y limos. Y las texturas francas las presentan los suelos de los conglomerados, esquistos y margas.

El tiempo tiende a dar una mayor alteración y favorece el aumento de la fracción arcilla en detrimento de las arenas.

El clima tiende a condicionar la textura en función de su agresividad (texturas groseras en climas áridos y texturas arcillosas en climas húmedos y templados). El relieve condiciona el transporte de las partículas (suelos arenosos en las partes altas y arcillosos en las depresiones).

a.2) Textura y procesos de formación

La actuación de determinados procesos queda reflejada en la textura: fersialitización (texturas arcillosas), ferralitización y podsolización (concentración de arenas), iluviación de arcilla (produce contrastes texturales entre los horizontes de un suelo).

a.3) Grado de evolución

La relación entre la cantidad de arcilla del material original y la de cada uno de los horizontes de un suelo es un buen índice del grado de evolución (ver última imagen).

 

b) Clasificación de suelos

En todas las clasificaciones de suelos la textura es un carácter diferenciante ampliamente utilizado para definir las clases de suelos a todos los niveles.

 

c) Evaluación de suelos

De igual manera que en las clasificaciones de suelos, también a nivel de evaluación la textura del suelo es un parámetro evaluador de la calidad.

 

d) Propiedades del suelo

La gran mayoría de las propiedades físicas, químicas y fisicoquímicas están influenciadas por la granulometría: estructura, color consistencia, porosidad aireación, permeabilidad, hidromorfía, retención de agua, lavado, capacidad de cambio, reserva de nutrientes...

 

e) Propiedades agrológicas

Los suelos arenosos son inertes desde el punto de vista químico, carecen de propiedades coloidales y no proporcionan nutrientes. En cuanto a las propiedades físicas presentan mala estructuración, buena aireación, muy alta permeabilidad y nula retención de agua.

Por el contrario los suelos arcillosos son muy activos desde el punto de vista químico, adsorben iones y moléculas, floculan (la fracción arcilla permanece inmóvil) y dispersan (migran), muy ricos en nutrientes, retienen mucha agua, bien estructurados, pero son impermeables y asfixiantes.

Los suelos limosos tienen nula estructuración, sin propiedades coloidales, son impermeables y con mala aireación.

Los suelos francos son los equilibrados texturalmente, adecuados desde el punto de vista agrícola pues sus propiedades se presentan compensadas.

 

f) Erosión

Las partículas de arena son arrastradas por el viento y agua; dentro de ellas las arenas finas son muy erosionables (tamaño adecuado para ser arrastradas y nula tendencia a unirse entre sí para formas agregados de mayor tamaño). Las arcillas presentan una fuerte tendencia a la agregación y al formar agregados de gran tamaño se protegen, los limos no presenta el alto poder adherente de las arcillas y al permanecer las partículas individuales por lo que se erosionan más fácilmente.

 

g) Contaminación

Las arenas son muy inertes (dejan percolar la contaminación que puede alcanzar a los niveles de agua freática) mientras que las arcillas tienen un alto poder de amortiguación, pueden fijar y transformar a los contaminantes y presenta por tanto una alta capacidad de autodepuración para el medioambiente.

 

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