Densidad Real Y Aparente Revisado

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

FACULTAD DE INGENIERIA AGRICOLA

“Fundamentos de suelos y plantas” Tema: “Densidad aparente (Propiedad física del suelo)” Integrantes:     

Ulloa Arias, José Ricardo……………………....20110351 León Ochoa, Ricardo Fernando……….……....20110322 Padilla Soldevilla, Jesús Gustavo...…………....20110330 Sierra Lopinta, Hans……………….………........20110343

Grupo de Práctica: B* Profesor: Ing. Lia Ramos La Molina, Lima 2013

INTRODUCCION

La determinación de la densidad aparente se realiza en muestras imperturbadas, el cual primero se determina exactamente el volumen de las muestras. Esto se logra utilizando aparatos muestreadores que toman un volumen de suelo imperturbado conocido, estando el suelo en un contenido de humedad en el que las arcillas estén completamente expandidas. En general se emplean anillos o cilindros con filo en su parte inferior. La obtención de muestras es relativamente fácil cuando en el suelo no hay raíces ni piedras. Siendo esta uno de los elementos fundamentales de cuyo balance dependerá el crecimiento y desarrollo de las plantas. En la presente práctica realizada en la UNALM, donde se ayudo con el cultivo de la papa, la densidad aparente del suelo se determino por medio de dos procedimientos, el método de la parafina y el del cilindro. La densidad aparente (Da) expresa la relación de la masa de suelos seca (partículas minerales y materia orgánica) por unidad de volumen total (Vt) (volumen ocupado por los sólidos y volumen ocupado por poros). Ésta varía mucho dependiendo de la condición estructural del suelo, es por ello que es usada a menudo como un índice de condición estructural. La determinación de la densidad aparente podría considerarse como fundamental por la relación de esta con características naturales del suelo como textura, materia orgánica, estructura, y contenido de fragmentos de roca, así como con otras propiedades presentes en el suelo, como la velocidad de infiltración, aireación, resistencia a la penetración y la retención de agua; también es importante porque puede ser utilizada en las estimaciones de la lámina de riego, o para calcular la porosidad total cuando se conocen la densidad de las partículas. I.



Objetivos:

Determinar la densidad aparente utilizando para ello los dos métodos: Método del Cilindro (calicata) y el Método de la parafina.

  

Entender que es la estructura del suelo y en que difiere de la textura del suelo Determinar la densidad real y densidad aparente Cálculos de la Porosidad, y Espacio Aéreo, en base a la densidad real y densidad aparente.

II.

Marco Teórico:

Densidad Aparente Se le denomina también densidad de volumen. La densidad aparente se define como el peso seco de una unidad de volumen de suelo. Es la relación de la masa de suelo seco a la estufa (105°C) por la unidad de volumen total del suelo, incluyendo el espacio poroso. Da = Ms / Vt (gr/cm3) Donde: Da: densidad aparente Ms: masa de los sólidos o masa de suelo seco a estufa (105°C) Vt: Volumen total del suelo Métodos para determinar la Densidad Aparente 1) Método del Cilindro (calicata): Se basa en la medición de la masa de suelo seco a la estufa contenida en un cilindro de volumen conocido. 2) Método de la parafina: Se basa en la medición del volumen del fluido (agua) desplazada por una masa conocida de suelo la cual se encuentra recubierta por una masa conocida de parafina que impermeabiliza a la masa de suelo. Factores de la Densidad aparente Los factores que la afectan son principalmente tres: 1. Textura: Suelos con texturas arenosas tienden a tener densidades mayores que suelos más finos. 2. Estructura: Al mismo tiempo en suelos bien estructurados los valores son menores. 3. Presencia de materia orgánica. Valores promedios de densidad aparente ( g/cm3) para suelos: Suelos Rocas y minerales

Densidad aparente ( g/cm3) 2.65

Textura franca Suelo rico en humus

1.9-1.7 0.9-0.8

En un tipo de suelo los valores bajos de densidad aparente implican suelos porosos, bien aireados con. Buen drenaje y buena penetración de raíces, todo lo cual significa un buen crecimiento y desarrollo de los árboles. Por otro lado, si los valores son altos, quiere decir que el suelo es compacto o poco poroso, que tiene mala aireación, que la infiltración del agua es lenta, lo cual puede provocar anegamiento, y que las raíces tienen dificultades para elongarse y penetrar hasta donde encuentren agua y nutrientes. En estas condiciones, el desarrollo y crecimiento de los árboles es impedido o retardado consistentemente. Es importante disponer del valor de la densidad aparente por sus múltiples aplicaciones:  Para transformar los porcentajes de humedad gravimétrica del suelo en términos de humedad volumétrica y consecuentemente calcular la lámina de agua en el suelo.  Calcular la porosidad total de un suelo, conociendo la densidad de las partículas.  Estimar el grado de compactación del suelo por medio del cálculo de la porosidad.  Estimar el peso de la capa arable. III.

Materiales y Equipos:

Dos muestra de suelo de una calicata

Balanza

Parafina (vela)

Vaso de aluminio

Hilo

Mechero

Tablillas de madera.

Espátula Comba Sobres manila

IV.

Procedimientos: Método de la parafina 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

Seleccionar 2 terrones Secar por el método de la estufa (105 °C , 15 minutos) Secar y pesar el terrón Amarrar el terrón con hilo y pesarlo Sumergir el terrón en la parafina (vela derretida en un recipiente) Pesar el terrón con hilo y parafina Sumergir el terrón en agua Anotar el volumen desalojado Aplicar la fórmula

Método del cilindro 1. Proceder a medir la altura y el diámetro interno de los cilindros metálicos para poder calcular su volumen. 2. Introducir los cilindros en el suelo ayudado con el martillo que debe colocarse en la parte superior del cilindro y golpear sobre él con el martillo y una madera, hasta introducir completamente los cilindros en el suelo. Los filos externos del cilindro deben ser biselados o cortantes. 3. Deben introducirse tres cilindros por cada área delimitada en el perfil del suelo. 4. Extraer los cilindros con las muestras de suelo contenidas en él. Con la espátula o cuchillo cortar en capas delgadas el suelo sobrante de los extremos hasta llegar al nivel de los bordes del cilindro metálico biselado.

5. 6. 7. 8. 9. 10.

V.

Transferir las muestras de suelo a los sobres manilas, previamente pesadas. Pesar las muestras. Llevar las muestras al horno, para secarlas a 105 °C Luego de 24 horas, extraer las muestras secas y proceder a pesarlas. Registrar los datos en el cuadro respectivo. Calcular la densidad aparente y las propiedades relacionadas a ésta; asumiendo que la densidad real es igual a 2.65g/cm3

Cálculos:  LA DENSIDAD APARENTE

A) METODO DEL CILINDRO Peso del suelo(gr) Antes del Después horno del horno (Msh) (Mss) 1era 140.3 124.6 muestra 2da 166.1 1 muestra

Altura (cm)

Diámetro (cm)

Vol. (cm3)

% Humedad

Densidad Aparente (gr/cm3)

5.05

4.95

97.183

12.6

1.282

5.15

5.05

103.1525

15.03

1.399

Promedio Da=1.3405 Porosidad = (1-(da/dr))*100 Porosidad= 49.41%

B) METODO DE LA PARAFINA Datos: Densidad de parafina= 0.8 gr/cm3 Volumen del agua desplazada = 27 cm3 Peso del terrón sin parafina = 48 gr Peso del terrón cubierto de parafina = 49.3 gr



Volumen de la parafina =

Volumen de la parafina = 1.625 cm3 

Densidad Aparente = Densidad Aparente = 1.8916 gr/cm3

 DENSIDAD REAL

A) METODO DEL PICNOMETRO Datos: Densidad del agua (Dw)=1 gr/cm3 Peso del suelo seco (Pss)= 50gr Peso del picnómetro con agua (Ppw)= 202.57 Peso del picnómetro con agua y suelo saturado (Ppws)= 233.7gr

Dr=2.6497 gr/cm3

VI.

Análisis de resultados: 





La densidad aparente del suelo que se obtuvo con el método de la parafina fue de 1.8916 gr/cm3, el cual nos indicaría que es una arena gruesa ya que se encuentra en el intervalo establecido por el USDA que es de 1.60 – 1.70, siendo evaluado estos valores con el factor de clase textural. Por tener el valor tan elevado de 1.8916 gr/cm3 de densidad aparente del terrón, no habrá presencia de material orgánico, porque esta se encuentra presente en los suelos con textura arenosa y un parámetro de densidad aparente mayor de 1.8gr/cm3 (Fuente Revista Biociencia 2011: Efecto de la materia orgánica sobre las propiedades físicas del suelo en un sistema agroforestal de la llanura costera de Nayarit, México.) La densidad aparente del suelo que se obtuvo con el método del cilindro (calicata) fue aumentando de acuerdo aumentaba la profundidad de los mismos. Es por ello que fueron de 1.282, 1.399 ( ⁄ respectivamente.

) a 10cm, 20 cm

de profundidad





VII.

VIII.

La densidad aparente promedio del suelo del cual se trabajo es de 1.3405

⁄

,

mostrándonos que si fuese clasificado de acuerdo a su clase textural seria arcila encontrándose en el intervalo del mismo. Además esta densidad nos demuestra que no habría presencia de materia orgánica, teniendo una compactación aceptable entre estos.

Conclusiones: 

En nuestro ensayo de parafina tenemos que la muestra de suelo es arena gruesa según la USDA por lo tanto priman características naturales de un suelo arenoso; como son la baja retención de agua y el buen drenaje. Estos suelos tienden a tener un riego más frecuente porque la capacidad de campo (estado de agua óptimo para la planta) se pierde rápidamente.



En nuestro ensayo del cilindro tenemos una densidad aparente promedio de 1.3405 que prima el comportamiento arcilloso del suelo. Por lo tanto posee una alta retención de agua.



En el método del cilindro se toma como referencia una Densidad Real de 2.65 por lo que nuestra porosidad obtenida es de un 49.41%que está en el rango de suelos ligeros. Son fáciles de trabajar, están bien aireados y el agua penetra en ellos muy fácilmente. Este tipo de suelo tiene una baja capacidad de almacenaje de nutrientes.



La densidad aparente representa un valor importante para conocer las características y el comportamiento del suelo, dependiendo del trabajo que se desea realizar en el.

Recomendaciones: Para hacer una calicata es necesario cavar lo más ancho posible para que no sea difícil la obtención de la muestra cuando se den los actos finales, como el acabado del mismo. Las dimensiones recomendadas son de 1m x 1m y 1m de profundidad. Las paredes de la calicata debe ser lo más vertical posible, en sí debe asemejarse a una caja. Hacer un correcto etiquetado de las muestras de suelo a tomar, especificando la profundidad del estrato y la fecha de toma de muestreo. Se recomienda tomar muestras cada 20cm de profundidad de estrato (para ensayo de humedad, textura y densidad). Es mejor tomar las muestras de suelo en bolsas que eviten la pérdida de humedad, bolsas gruesas e impermeables.

En la toma de muestra de suelo para el ensayo de densidad, el cilindro debe ser llenado completamente de suelo ocupando todo su volumen con la mayor exactitud posible, para ello es recomendable tener cuidado y cierta habilidad del operario. Evitar perder muestra de suelo al momento de la toma y transporte de esta, ya que los datos finales serian erróneos.

IX.

Bibliografía: Propiedades físicas del suelo. Universidad de la República. Facultad de Agronomía. http://www.fagro.edu.uy/~edafologia/curso/Material%20de%20lectura/FISICAS/fisicas.pdf Determinación de la densidad aparente y la humedad del suelo. http://es.vbook.pub.com/doc/28322418/DeterminaciOn-de-La-Densidad-Aparente-y-La

X.

Anexos:

 CUESTIONARIO: 1.- Diferencie Porosidad Capilar y No Capilar. Emplee figuras Los suministros de agua y aire son 2 factores complementarios. Los suelos en el campo, después de haber sido mojados por las lluvias, retienen cierta cantidad de agua hasta alcanzar su capacidad de campo. El resto es avenado quedando llena de aire la parte de poros que no es ocupado por el agua. El espacio poroso que es ocupado por el agua se llama espacio poroso capilar y el ocupado por el aire se llama espacio poroso no capilar. El agua capilar es retenida por esfuerzas coloidales y puede ser aproximadamente por el índice de textura, basado en el punto de adherencia y contenido de arena, expresado como un porcentaje de volumen. Espacio poroso no capilar es simplemente la diferencia entre el espacio poroso total y el espacio poroso capilar. Para una aireación satisfactoria del suelo, el espacio poroso no- capilar debe ser de más del 10% del volumen total del suelo, y debe ser rápidamente vaciado de agua después de una lluvia. Los suelos que no pueden llenar este requisito se dice que tienen avenamiento imperfecto o restringido y cuando no se pueden avenar del todo se dice que son anegados. Su permeabilidad al agua es baja.

2.- ¿Qué otros procedimientos asegurarían la total expulsión del aire atrapado en el suelo?

Por acción del viento, el aire se introduce dentro del suelo y succiona aire desde la atmósfera; y por acción de la lluvia el aire del suelo es expulsado al exterior produciéndose de esta forma el intercambio gaseoso. Por el mecanismo de difusión y al actuar la superficie del suelo como una membrana permeable se permite el paso de los gases a través de ella. Dicho intercambio es selectivo. La difusión dependerá de cada tipo de gas y de la porosidad del suelo. 

Flujo de masas. El movimiento de la fase gaseosa del suelo puede rea zarse por diversos motivos: a) Por acción del viento. El desplazamiento del aire sobre la superficie del suelo crea una presión negativa que fuerza al aire del suelo a salir al exterior. b) Por efecto de la lluvia: la acumulación de agua en el suelo desplaza al aire de los poros. Los poros vuelven a Iterarse de aire cuando el agua se pierde por drenaje. c) Por efecto de la dilatación y contracción de los gases, debido a cambios en la temperatura o en la presión atmosférica. d) Por efecto de la expansión y contracción de los agregados, como ocurre en los suelos ricos en esmectitas.

Mejoramiento de la aireación del suelo. Las prácticas de mejoramiento de la aireación del suelo se orientan fundamentalmente hacia los dos aspectos siguientes: 1) Remover el exceso de humedad (drenaje) 2) Las referidas a la agregación y cultivo del suelo. La capacidad de aire del suelo determina el poder de suministrar O2 a las raíces, el intercambio gaseoso con la atmósfera y buenas condiciones para el desarrollo del sistema radicular.

a) b) c) d) e) f)

En condiciones de baja aireación o inundación se presenta: Baja o nula nitrificación o producción de NO3 Acumulación de formas NH3 y NH4 poco usados por los cultivos, excepto el arroz. Desnitrificación (NO3-N) con pérdida de N. Reducción de Fe ""(férrico) a Fe (ferroso), más soluble, provocando a veces toxicidad. Reducción de SO4 a SH2 , tóxico a no ser que sea neutralizado por el Fe presente en el suelo. Descomposición lenta de materia orgánica con producción de CO2, metano, H2S, etc.

3.- ¿Cómo influye la temperatura en los cálculos? La densidad es una propiedad física de las sustancias que compara la relación entre el volumen y la masa. La densidad es afectada por la temperatura porque a medida que la temperatura incrementa también lo hace la energía cinética de las partículas. Cuanta más sustancia tenga la energía cinética, más caliente será y más rápidamente se moverán las partículas, lo que reduce la densidad en la sustancia. La temperatura sólo altera el número de moléculas en un área. Sin embargo, la temperatura no puede afectar la cantidad de protones y neutrones que hay en cada sustancia.