Densidad real de suelo

Universidad de Panamá

Facultad de Ciencias Agropecuarias

Escuela Ciencias Pecuarias

Carrera: Ingeniero Agrónomo Zootecnista

Proyecto Final: Laboratorio de Edafología Edafología General LSA (217).

Profesor: Alexis Samudio Tema: Determinación de la Densidad Real

Estudiante: Jorge E Vega 7-711-977 Cesar A Vigil 7-711-977 Rubiela Bustamante 7-711-874 Isbel Pineda 9-750-1175

I Semestre 2017

Fecha de Entrega: 27 de junio de 2017

Introducción La densidad de un sustrato se puede referir bien a la del material sólido que lo compone y entonces se habla de densidad real, o bien a la densidad calculada considerando el espacio total ocupado por los componentes sólidos más el espacio poroso, y se denomina porosidad aparente.

La densidad real se refiere al peso del material sólido que compone al suelo.

Constituye la masa (peso) de una unidad de volumen de partículas sólidas del suelo.

Esta se expresa en gr. /ml, y presenta una considerable variación, aunque la densidad de partículas en suelos es casi constante y varia de 2.60 a 2.75 gr. /ml, excepto para suelos orgánicos.

La densidad real de un suelo depende principalmente de la composición y cantidad de minerales y de la proporción de materia orgánica e inorgánica que contiene. La densidad de la parte mineral de un suelo es mayor que la de la materia orgánica porque contiene cuarzo, feldespato, mica y óxidos de fierro como la magnetita y la hematita.

La porosidad o la porosidad volumétrica, propiedad de un medio poroso macroscópico, se define como la relación del volumen de espacio vacío (Vv) al volumen total (Vt) del suelo.

Donde Vs es el volumen de partículas de suelo dentro del Vt. Usualmente la porosidad, una cantidad adimensional, es expresada en porcentaje. Los poros en el suelo se distinguen en: macroscópicos y microscópicos. Los primeros son de notables dimensiones, y están generalmente llenos de aire, en efecto, el agua los atraviesa rápidamente, impulsada por la fuerza de la gravedad. Los segundos en cambio están ocupados en gran parte por agua retenida por las fuerzas capilares.

Los terrenos arenosos son ricos en macroporos, permitiendo un rápido pasaje del agua, pero tienen una muy baja capacidad de retener el agua, mientras que los suelos arcillosos son ricos en microporos, y pueden manifestar una escasa aeración, pero tienen una elevada capacidad de retención del agua. El Espacio poroso es la porción del suelo no ocupado por partículas sólidas. Lo cual están ocupados por aire y agua. Lo cual se determina por el arreglo de las partículas sólidas del suelo, obteniendo la cantidad de espacio poroso.

La porosidad representa la parte de suelo ocupada por aire y vapor de agua de una muestra de suelo está dado por la relación del volumen total de los poros entre el volumen total de la muestra de suelo.

Objetivos 

Determinar la densidad real o peso específico de cada uno de los horizontes del suelo.



Aprender a determinar el valor de la densidad real de suelo de la muestra que nos proporcionó en el laboratorio, mediante el método rápido con alcohol.

Metodología  Pesamos los picnómetros cuidando que el número del tapón correspondiera al número del picnómetro, anotamos posteriormente los datos.  Se agregó el equivalente a 5gr de suelo a cada picnómetro (uno por cada horizonte a analizar) usando un embudo y se pesó nuevamente.  Agregamos una tercera parte de agua destilada con una piceta, cuidando de no mojar el picnómetro por fuera.  Aplicamos un movimiento de rotación suave, para desalojar el aire.  Dejamos reposar por 30 minutos los picnómetros para desplazar todas las pequeñas burbujas de aire que quedaban en nuestra muestra.  Llenamos cada picnómetro con agua destilada, cuidando que no quedara lleno el capilar del tapón. Secamos con papel filtro.  Pesamos el picnómetro con suelo y agua (s+a).



Lavamos el picnómetro, lo dejamos secar en la estufa por dos horas. Lo sacamos, lo enfriamos y se llenó con agua destilada para después pesarlo de nuevo.

Densidad Real de Suelo

La densidad de las partículas del suelo o densidad real; considera solo la fracción de sólidos del suelo (mineral y orgánica) sin considerar la fase liquida y gaseosa.

De esta manera un valor casi contante para un suelo pudiendo solo ser influenciada por los contenidos de materia orgánica o cambios profundos en la composición mineralógica.

La densidad real de la fase orgánica puede variar entre 1.0 – 1.3 g/cc; mientras que para el componente mineral estos valores están cercanos a 2.65 g/cc. La densidad de las partículas del suelo puede ser determinada midiendo el volumen desplazado por una masa conocida de suelo en un matraz de volumen conocido (volumétricos de 50 – 100 – 250 mL.) o picnómetros, que son volumétricos diseñados para esta determinación, obteniéndose resultados confiables; siempre y cuando las mediciones se realicen cuidosamente.

En cuanto a la densidad real, varía evidentemente con la proporción de los elementos que constituyen el suelo, en tanto tienen diferentes densidades. El cuarzo 2,6 los feldespatos 2,7 la materia orgánica 1,5. En general, la densidad real de los suelos que no poseen cantidades anormales de minerales pesados, está alrededor de 2,65 si los contenidos de materia orgánica no superar a 1%.

Estos autores proponen reducir el valor 2,65 en 0,02 por cada 1% de aumento en el contenido de materia orgánica, hasta tenores de 5% de este componente del suelo.

Para contenidos mayores proponen determinar la densidad real directamente. A pesar de lo anterior, en los cálculos estándar se ha usado el valor 2,65.

La densidad real se determina obteniendo el peso seco de la muestra de suelo y el volumen de los sólidos de la muestra. Eso último se realiza con un aparato denominado picnómetro, y el procedimiento significa la aplicación del principio de Arquímedes. Es decir, determina que volumen de agua desplazan los sólidos al ser sumergidos.

La densidad real: es la densidad de las partículas sólidas del suelo. Se determina dividiendo el peso del suelo secado a estufa por el volumen que ocupan los sólidos.

La densidad real de los suelos minerales más comunes varía de 2.500 a 2.700 kg/m³.

La densidad aparente de los suelos varía según la textura y estructura entre los 1.100 y los 1.900 kg/m³.

Peso específico o densidad real del suelo: Es la relación entre la unidad de peso y la unidad de volumen de la fase sólida del suelo, siendo más o menos constante, ya que está determinado por la composición química y mineralógica de la fase sólida. El peso específico de los componentes del suelo es variado, por ejemplo, menor de 2,5 gr/cm (humus y yeso), 2,5 a 3,0 (arcillas, cuarzo, feldespatos, calcitas, micas), de 3,0 a 4,0 (limonitas, piroxenos, olivinos) y mayor de 4,0 (hematitas y magnetitas). No obstante, considerando que la mayor parte de los componentes del suelo (aluminosilicatos, sílice) poseen una densidad oscilante entre 2,6 y 2,7 g/cm, se toma un valor medio de 2,65 gr/cm (valor adoptado al realizar el análisis granulométrico). El contenido de los distintos elementos constituyentes de los suelos es el que determina las variaciones de su densidad real, por lo que la determinación de este parámetro permite por ejemplo estimar su composición mineralógica. Si la densidad real es muy inferior a 2,65 gr/cm, podemos pensar que el suelo posee un alto contenido de yeso o de materia orgánica, si es significativamente superior a 2,65 gr/cm podemos inferir que posee un elevado contenido de óxidos de Fe o minerales ferromagnésicos.

Método del picnómetro: Este método consiste en obtener el volumen de una muestra de suelo en forma indirecta, determinando por pesada el volumen de agua existente en un recipiente (picnómetro) con y sin muestra de suelo. El picnómetro se pesa vacío (valor A) y perfectamente seco en una balanza de precisión. Con ayuda de un embudo se agrega suelo tamizado por 2 mm, cuya humedad es conocida, hasta formar sobre el fondo del picnómetro una capa de aproximadamente 1 cm de espesor. Se pesa nuevamente (valor B). La diferencia entre los valores B y A nos da el peso en gramos del suelo que multiplicado por el factor de humedad nos da el valor del suelo seco a 105-110 °C (valor P). Se agrega con cuidado agua en el picnómetro hasta aproximadamente una tercera parte de su capacidad y se agita cuidadosamente para eliminar las burbujas de aire que pudieran quedar retenidas entre las partículas de suelo.

Para asegurar la completa extracción del aire se coloca el picnómetro con su contenido en un desecador por unos minutos. Finalmente se llena con agua el picnómetro hasta el borde y se coloca el tapón en forma tal que no queden aprisionadas burbujas de aire en su interior. El agua derramada se seca con papel de filtro para que el picnómetro quede totalmente seco. Se lo pesa en una balanza de precisión obteniendo el valor D. Se vacía el picnómetro, se lo lava, se lo llena con agua destilada y se lo vuelve a pesar (valor E). Esta última pesada determina el volumen del picnómetro.

Qué importancia tiene la descripción y conocimiento de la densidad real en los suelos: El conocimiento de la densidad real junto con la densidad aparente nos permite calcular la porosidad total del suelo. La densidad real tiene un interés relativo. Su valor varía según la materia de que se trate y suele oscilar entre 2,5-3 para la mayoría de los de origen mineral.

Cómo varía la densidad real con la profundidad del perfil: Debido a que la materia orgánica pesa mucho menos que un volumen igual de sólidos minerales, la cantidad de ese constituyente en un suelo afecta marcadamente a la densidad de las partículas. Como consecuencia, los suelos superficiales poseen generalmente una densidad de partículas más bajas que la del subsuelo. La densidad más alta, en estas condiciones, suele ser de 2,4 o menor.

Conclusión Mediante la realización de esta práctica fue evidente observar los diversos factores que intervienen en la densidad real, así como su relación con la densidad aparente para poder determinar la porosidad del suelo. Por otro lado, aprendimos a utilizar estas técnicas para determinar estos datos y comprender mucho más sobre la naturaleza de los suelos.

También se puede decir que la densidad es una propiedad física que nos permite saber la ligereza o pesadez de una sustancia, la cual puede ser determinada por una relación de masa volumen. Hoy en día existen diferentes métodos para hallar la densidad de todo tipo de sustancia, siendo unos más precisos que otros, con este laboratorio se determinó que el método más usual es el principio Arquímedes ya que mientras un cuerpo desaloje volumen puede determinarse su densidad.

Además, esta es afectada por cierto cambio ya sea temperatura o presión lo que provoca que el cuerpo pueda ser más ligero o pesado, con la instrumentación del laboratorio (picnómetro) se pudo ser más preciso en la medición de masa de ciertos líquidos disminuyendo considerablemente los posibles errores de precisión.

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