Edafología. Ciencias Ambientales

Lección 5 Propiedades del suelo. Propiedades físicas. Densidad.

En el suelo, como en cualquier otro cuerpo físico, la densidad se define como la masa por unidad de volumen. Ahora bien, dado su carácter poroso, conviene distinguir entre la densidad de sus componentes solidos y la del conjunto del suelo, incluyendo los huecos, por ello nos referiremos a dos tipos de densidad.

Densidad real.

Se designa de esta forma a la densidad de la fase sólida. Es un valor muy permanente pues la mayor parte de los minerales arcillosos presentan una densidad que está alrededor de 2.65 gramos por centímetro cúbico. Muy semejante es la de los minerales más abundantes en las arenas, como cuarzo, feldespatos, etc... Los carbonatos presentan una densidad algo menor así como la materia orgánica, que puede llegar a valores de 0.1; por lo que en horizontes muy orgánicos o carbonatados habría que reconsiderar el valor anterior, fundamentalmente en los primeros en los que puede calcularse aplicando los valores citados a los contenidos relativos de fracción mineral y orgánica.

Densidad aparente.

Refleja la masa de una unidad de volumen de suelo seco y no perturbado, para que incluya tanto a la fase sólida como a la gaseosa englobada en ella. Para establecerla debemos tomar un volumen suficiente para que la heterogeneidad del suelo quede suficientemente representada y su efecto atenuado.

Es muy variable según el suelo, incluso en cada uno de los horizontes porque depende del volumen de los poros. Si el suelo es compacto, la densidad sube. Su valor en los horizontes A suele estar comprendido entre 1 y 1.25, mientras que en los horizonte B puede alcanzar hasta 1.5 o más alto.

Su valor nos permite establecer equivalencias entre las relaciones masa/masa, que son la forma habitual de medir los parámetros del suelo, y las masa/superficie que son las utilizadas en la aplicación de aditivos al mismo para corregir sus deficiencias.

Si queremos adicionar un determinado porcentaje de un elemento establecido, hemos de conocer la masa de suelo que corresponde a una superficie definida para un espesor concreto. Usualmente se utiliza como unidad de superficie la hectárea y como profundidad la correspondiente a la capa arable que se establece como promedio en 30 cm. De este modo, la masa de una hectárea podemos calcularla multiplicando la densidad aparente por su volumen, que vendria expresado por el producto del espesor deseado en metros multiplicado por 10.000 que es su superficie en metros cuadrados. En este caso la densidad debería expresarse en Mg/m³ y el resultado final quedaría en Mg/ha. Una vez conocido ese valor ya es posible aplicar cualquier relación masa/masa obtenida en la determinación del parámetro a corregir, sin más que adecuar convenientemente las unidades.

Masa de la capa arable de una hectárea:
Ca = 100m . 100m . 0.30m . da Mg/m³ = 3000 . da Mg

Paso de porcentaje (P) a masa por hectárea (M):
M = P . Ca / 100 Mg = P . 3000 . da / 100 Mg = P . 30 . da Mg

 

Determinación de la densidad aparente.

La determinación de la densidad aparente puede efectuarse por diversos métodos pero se utilizan dos preferentemente.

Si bien para la densidad real puede tomarse el valor promedio que antes apuntamos de 2.65 gramos por centímetro cúbico, sin que el error sea excesivamente grave, la densidad aparente es importante medirla en cada caso por su mayor variabilidad. Entre un horizonte orgánico y un horizonte Bt muy compacto, los valores pueden variar de 0,1 a 1.80 e incluso más gramos por centímetro cúbico; en estas condiciones los errores que pueden cometerse en los parametros estimados a partir de ella pueden ser enormes.

El mejor modo de determinar la densidad aparente es tomar un volumen fijo de suelo sin perturbar y pesarlo una vez seco, por calentamiento a 105º C hasta peso constante. Para ello se suele utilizar un cilindro metálico con un volumen cercano a los 100 ml pero exacto; en uno de sus extremos se le provee de una tapadera con un asa que permita girarlo, a la par que se introduce, para facilitar su penetración en el suelo; una vez clavado completamete pero sin presionar sobre la tapa, lo que puede percibirse quitandola en el último tramo de su introducción, se extrae del suelo cortando con una herramienta apropiada, que nos permitirá eliminar el sobrante del extremo que se ha clavado. Una vez lleno y enrasado en ambos extremos, se extrae el suelo contenido, cuyo volumen corresponde con el del cilindro y que es conocido, se deseca y se pesa. La densidad viene determinada por la relación entre el peso obtenido y el volumen correspondiente.

El principal inconveniente de este sistema es la presencia de piedras, por lo que solo puede utilizarse en suelos no pedregosos que, desgraciadamente, son los menos.

En este caso es más conveniente utilizar otro sistema, menos preciso pero más fácil. Consiste en tomar un agregado del suelo, lo más grande posible, desecarlo y pesarlo para conocer su masa. Se ata con un hilo y se sumerge en parafina fundida para impermeabilizar su superficie, y una vez solidificada ésta puede volver a pesarse. El agregado parafinado se introduce en una probeta graduada y llena de agua en la que se mide el incremento de volumen sufrido por el agua como consecuencia de la introducción del agregado, que corresponde con el volumen de éste. De esta forma conocemos los dos parámetros necesarios para el calculo de la densidad. Aunque la capa de parafina es muy tenue y su volumen despreciable, puede estimarse en función de su densidad y del incremento de peso sufrido por el agregado tras el proceso de impermeabilización.

El principal inconveniente de este método es que no puede precisar el volumen de las grietas y de los huecos interpedales. Mas como quiera que todos ellos desaparecen al humedecerse el suelo, si sirve para determinar el comportamiento del suelo húmedo.

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A Lección 5

Actualizada 13/4/05