INTRODUCCION

El agua en el suelo influye en la consistencia, génesis, evolución, movilización y absorción de

nutrientes por las plantas, regulación de la temperatura, procesos de óxido reducción, y

problemas de erosión.

Se habla del agua del suelo y no del agua en el suelo debido a que tiene características de

solución-suspensión. Puede tener diversas sales disueltas, compuestos orgánicos o inorgánicos

solubles, moléculas provenientes de la degradación de herbicidas y pesticidas y partículas

coloidales, orgánicas o inorgánicas en suspensión.

El agua y el aire ocupan el espacio de poros del suelo. En el estado de saturación todos los poros

están llenos de agua líquida. El agua se halla también en la estructura de los cristales, la mayor

parte como componente del cristal estando tan fuertemente ligada que se requieren altas

temperaturas para eliminarla.

La cantidad y el estado energético del agua en el suelo influyen en las propiedades físicas del suelo

más que ningún otro factor. De ahí que las relaciones entre el agua y el suelo ocupen considerable

extensión en todo estudio de física de suelos.

OBJETIVOS

Determinar el contenido de humedad en muestras de suelo con el método gravimétrico.

Determinar los coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de marchitez)

a partir de la humedad equivalente (H. E.).

Comparar el movimiento dl agua a través de tubos capilares conteniendo suelo de textura

arenosa y franca.

MARCO TEÓRICO

Método Gravimétrico

Es el método tradicional para establecer el contenido de humedad de una muestra de suelo. La

muestra es pesada, secada en un horno a 105 °C durante 24 horas, determinándose mediante una

balanza el peso del agua y el peso de suelo seco. Con éstas medidas se determina el contenido de

humedad con base en peso.

Un suelo puede presentar en un momento dado un contenido de humedad con base en peso (W

%) mayor al 100%, un ejemplo de esto es presentado por aquellos suelos que poseen altos

contenidos de materia orgánica, así como densidades aparentes menores a 1.0 gr/cm3 , capaces

de tomar más agua que la que pueden pesar cuando están secos.

W (%) = Peso de suelohumedo−Peso de suelo s

Peso desuelo seco

W (%) = Pesodel agua

Peso de suelo secox100

El gravimétrico es el único método directo para estimar el contenido de humedad en el suelo y es

el estándar con el cual son comparados otros sistemas de estimación de humedad.

Existen otros métodos de medición de humedad del suelo tales como la sonda de neutrones y el

TDR, su ventaja consiste en producir resultados instantáneos; estos equipos requieren de

calibración, que se realiza con el método gravimétrico.

El método del tacto es un método sencillo y práctico. Se extraen muestras de suelo a distintas

profundidades (0.00 a 30.00 y 30.00 a 60.00 cm) y se aprieta cada una de ellas hasta formar una

bola; de acuerdo a su comportamiento se clasifica el grado de humedad.

Un método indirecto de conocer el contenido de humedad en el suelo, muy usado para realizar

programación de riegos, es el tensiómetro. Este mide el estado de energía del agua en el suelo, lo

cual está relacionado directamente con el contenido de humedad del mismo.

Humedad Equivalente (H.E.)

Existen variados métodos de medición indirecta que nos pueden proporcionar el valor de

contenido de humedad de un suelo en sus diferentes puntos de coeficientes hídricos.

La Humedad Equivalente (H.E.) es el porcentaje de humedad que queda en una muestra de suelo

después de que esta ha sido sometida a una fuerza centrífuga mil veces mayor a la fuerza de

gravedad durante un tiempo de 30 minutos a 2400 rpm. Se halla en base a la fórmula de humedad

gravimétrica

Con el valor de Humedad Equivalente se puede determinar el % de humedad a Capacidad de

Campo (CC) y en Punto de Marchitez (PM).

El resultado se aproxima a la capacitación de retención del suelo.

Capacidad de Campo (CC)

Es el contenido de humedad de un suelo, después que el exceso ha sido drenado y la velocidad de

descenso disminuida en grado constante. Se ha determinado en laboratorio, que cuando un suelo

está en capacidad de campo, el contenido de agua está retenido con una tensión de 1/3 de

atmósfera aproximadamente. Un suelo está a capacidad de campo después de dos o cinco días de

aplicado el riego. La capacidad de campo es una constante característica de cada suelo y depende

fundamentalmente de la textura, cantidad de materia orgánica y grado de compactación de éste.

Si saturamos un suelo, la cantidad de agua que queda retenida en los poros sin ser arrastrada por

el peso de la gravedad, es la Capacidad de Campo o Capacidad de Retención. La capacidad de

campo se valora por el porcentaje en volumen de agua existente con respecto al suelo

seco.La capacidad de campo representa el contenido de humedad delsuelo, cuando el agua que es

tecontiene, deja de fluir por gravedad, cuando este fenómeno ocurre, el agua libre o gravitacional

deja de existir en el suelo. En el suelo provisto de un buen drenaje interno, la máxima capacidad

de almacenamiento de agua está representada por la capacidad de campo.

MATERIALES Y PROCEDIMIENTO

visualización del movimiento del agua por el proceso de capilaridad

Materiales

Muestra de suelo

Tubo de ensayo

Placa petri

Agua destilada

Procedimiento

1. Colocar la muestra del suelo en el tubo de ensayo hasta llenarlo totalmente sin compactar

la tierra.

2. Colocar el tubo de ensayo en la placa petri y llenarlo de agua hasta la mitad de la placa

como indica la figura.

3. Luego reposar unas 24 horas y apuntar la altura.

Contenido de humedad

Materiales:

Muestra de suelo (sin tamizar, sin a exposición a estufa)

Balanza

Estufa

Procedimiento:

1. Pesar 30 gr de muestra de suelo en la balanza.

2. Colocar a estufa 24h y apuntar la diferencia de pesos.

Coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de marchitez)

Materiales:

Muestra de suelo (tamizada y secada en estufa 24h)

Balanza

Papel filtro

Embudo

Matraz

Agua destilada

Procedimiento:

1. Antes de realizar el experimento debes moler y tamizar la muestra de tierra.

2. Pesar 30 gr de muestra tamizada en la balanza.

3. Colocar el papel filtro sobre el embudo y luego la muestra de tierra pesada.

4. Añadir agua destilada como si estuvieses regando.

5. Dejar reposar 24 h para luego pesarlo.

6. Una vez reposado y pesado colocar la muestra de tierra en la estufa otras 24 h, y de nuevo

volver a pesar y apuntar las diferencias de pesos.

CALCULOS Y RESULTADOS

Porcentaje de humedad: método gravimétrico

%Hg = (Msh – Msse) x 100/ Msse

%Hg = (30g – 29g) x 100/ 29g

%Hg = 3.45

∂a: Utilizamos la densidad hallada de la PRACTICA Nº5

Unidades de las densidades: g/cm3

%Hv = ∂a x %Hg

∂H2O

%Hv = 1.254 x 3.45

1

%Hv = 4.33

Determinación de la humedad equivalente (H.E.)

Masa del suelo seco inicial: 30g

Masa del suelo a capacidad de campo: 38.6g

Masa del suelo seco final: 29.7g

%Hcc= (38.6g – 29.7g) x 100/29.7 =29.97

CC (%) = 0.865 X H.E. + 2.62

(Aplicable en suelo de textura franco, franco arcillosa, franco limo arenoso, arcilloso)

29.97 = 0.865 X %H.E. + 2.62

%H.E = 31.61

Para determinar el Punto de Marchitez (PM):

%PM = %H.E / 1.84

%PM = 31.61/1.84

%PM = 17.18

Adicionalmente se puede determinar:

Agua Aprovechable = % CC - % PM

Agua aprovechable = 28.67 – 17.18 = 11.49 %

Visualización del movimiento del agua por el proceso de capilaridad

Altura de ascensión del agua por efecto de capilaridad: 15 cm

Determinación del porcentaje de humedad: método gravimétrico

Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica

PESO DE SUELO

HUMEDO

(g)

PESO DE SUELO SECO A ESTUFA

(g)

Hd g

(%)

DENSIDAD APARENTE

(g/cm3)

Hd V

(%)

POROS

(%)

TEXTURA

AL

TACTO30 29 3.45 1.254 4.33 51.02 limoso

Determinación de la Humedad Equivalente (HE)

Completar el siguiente cuadro según el desarrollo de la práctica

PESO DE SUELO SECO A ESTUFA

(g)

H.E

(%)

CC

(%)

PM

(%)

AGUA APROVECHABLE

(%)

TEXTURAAL

TACTO

29.7 31.61 29.97

17.18 11.49 limoso

TRIANGULO TEXTURAL MODIFICADO PARA ESTIMACION DE LA CAPACIDAD DE CAMPO (% HUMEDAD VOLUMETRICA

CUESTIONARIO

1. ¿Qué factores afectan los valores de las constantes de humedad en el suelo?

Tenemos que conocer antes de todo las constantes de humedad del suelo:

Capacidad de campo (CC).- Cantidad máxima de humedad que un suelo puede retener

contra el efecto gravitacional.

Punto de Marchitez (PM).-Límite mínimo para proveer de gua a una planta.

Humedad equivalente.-Es la humedad que se obtiene cuando a un suelo saturado se

le somete a una fuerza centrífuga aproximadamente de 2400r.p.m.

Los factores que afectan las constantes de la humedad del suelo son:

Textura: Si es una textura fina hay mayor número de capilares por lo cual se retendría

más el agua. Si fuera fina la retención sería menos cambiando los valores por ejemplo

del Punto de Marchitez.

Gravedad: La gravedad influye en el hecho de que el agua se va al subsuelo

disminuyendo la cantidad de agua del terreno.

Estructura: La arcilla que tiene mayor cantidad de micro poros retiene mayor cantidad

de agua. Por ende se regará menos que un terreno de arena.

Permeabilidad: La permeabilidad es la capacidad de un suelo de dejar fluir con

facilidad el agua .Si un suelo es muy permeable se tendrá que regar ms que uno menos

permeable.

2. Una muestra que al secarse a la estufa elimino 6 cm3 de agua se determinó que contenía 15% de

humedad gravimétrica. ¿Cuál era su peso original en húmedo?

VE=6cm3 ∂H2O=1g/cm3 m=1g/cm3 x 6cm3=6g

%(H g) = ((M (suelo húmedo)-M (suelo secado al horno)) x100

M (suelo secado al horno)

15= (6g/Msse) x100 Msse= 40g

Msh = Msse + M H2O =46g

3. ¿Qué cantidad de agua debe agregarse a 100g de suelo para saturarlo completamente si

su densidad aparente es de 1.3 g/cm3 y su densidad real de 2.6 g/cm3?

Msse = 100g ∂a = Msse/Vt ∂r = Msse/Vp

Vt = 100/1.3 Vp = 100/2.6

Vt = 76.92 cm3 Vp = 38.46 cm3

V H2O = 76.92 – 38.46 = 38.46 cm3

El agua que se necesita para saturarlo es: 38.46 cm3

1. Complete el cuadro anexo, en base al grafico referente a curvas caracteristicas de

humedad.

SUELO

Hd

SATURACION

(%)

Hdv

CC

(%)

Hd v

PM

(%)

POROSIDAD

(%)

ESPACIO

AEREO

(%)

AGUA

UTIL

(%)

Franco

limoso

B

20-22 12-14

6.- A partir de la siguiente tabla de datos ¿Cuál de los tres suelos están más próximo a la

saturación? ¿Por qué?

TEXTURA

DENSIDAD

APARENTE

(g/cm3)

PESO DEL

SUELO

HUMEDO

(g)

PESO DEL

SUELO

SECO

(g)

POROSIDAD

(%)

Hd V

(%)

Arena

franca

Franco

Franco

arcilloso

1.6

1.4

1.2

148.5

154.3

161.7

120

120

120

39.62

47.17

54.72

38%

40.02%

41.7%

El suelo que está más próximo a la saturación es el de arena franca porque tienes

menos cantidad de poros libres de agua, ya que se dice que un suelo está saturado

cuando sus poros están llenos de agua

RESOLVER

El muestreo de un campo deportivo de 120mx50m arroja los siguientes datos:

Peso del suelo al momento del muestreo : 125g

Peso del suelo seco al aire : 107g

Peso del suelo húmedo a CC : 135g

Peso del suelo a tensión de 15 atm : 117g

Profundidad considerada : 20 cm

Densidad aparente : 1.25g/cm3

Densidad real : 2.50 g/cm3

Humedad higroscópica (en peso) : 7%

Encontrar después de un riego de 250m3:

a. Agua libre o gravitacional en m3

b. Agua útil o aprovechable en litros

c. Agua no útil en m3

d. Agua higroscópica en m3

e. Agua capilar en litros

Vtotal= 120mX50mX0.2m=1200 m3

%Hg= Psh−PssePsse

x100

7= (107−PssePsse

¿ x100

Psse=100gr.

%Hact. = 125−100100

x100=25%

En volume: %Hva= %Hact.XDa= 31.25%

En m3: 31.25% de 1200m3= 375m3

%CC=135−100100

x100= 35%

%Hva= 35%X1.25= 43.75%

En m3 a CC= 43.75% de 1200 m3= 525m3

%PM= 117−100100

x100=17%

HvPM= 17%X1.25= 21.25%

En m3= 21.25% de 1200m3= 225 m3

A. - Agua superflua: As= (375m3+250m3)-525m3=100m3

B. Agua Util:

Au= CC-PMAu= 525m3-250m3= 270m3

Entonces en litros: 270m3X1000= 270000L.

C.- Agua no Util:

ANu= PM= 255m3

D.- Agua Higroscopica:

% Hun= 7%X1.25= 8.75%

Entonces en m3= 8.75% de 1200m3= 105m3

E.- Agua Capilar:

Ac= CC-Hun= 525m3-105m3= 420m3

Entonces en litros: 420m3X1000= 420000L.

CONCLUSIÓN

El suelo que pertenece a la zona baja, parte derecha de lomas de lúcumo, se

determinó que el porcentaje de humedad por el método gravimétrico de 3.45 %,

humedad equivalente 31.61%, punto de marchites es de 17.18% y efecto de

capilaridad 15cm.

Las fuerzas que retienen el agua en el suelo depende de la textura (contenido de

arcilla) y de la materia orgánica; las cuales permiten que el suelo puedan retener un

volumen de agua disponible para las plantas.

Conociendo el porcentaje de humedad de un suelo, se puede determinar la cantidad

de agua que existe en el suelo en un momento determinado. Este dato es importante

para calcular la lámina de riego o volumen de agua necesario para realizar un riego

oportuno, si es que el agua presente en el suelo es muy poca, o en caso contrario, no

realizar el riego. Así, se puede calcular la frecuencia de riego en un campo.

En nuestra práctica hemos obtenido los resultados del estudio de la muestra de suelo

tomada anteriormente, con éxito, ya que no tuvimos inconveniente alguno en las

pruebas que realizamos posteriormente sobre esta, alcanzando el tiempo establecido

por el docente, en tiempo y forma, las herramientas utilizadas son nuevas, pero fácil

de manipular, entre ellas: estufa, Mazo o mortero, Tamiz, Balanza electrónica etc.

Concluimos que esta práctica nos ayudó a como extraer la humedad del suelo y sacar

el porcentaje de agua en el suelo para un mejor uso del mismo.

DISCUSIONES

Las características del suelo al comienzo parecían secas pero en realidad tenía

humedad, del 3.45 % aproximadamente, al realizar los procedimientos nos dimos

cuenta de la importancia de la estufe para poder realizar dicha práctica.

BIBLIOGRAFIA

http://www.kalachero.com/index.php/categorias/blog/42-ingenieria-agricola/265-

determinacion-de-la-humedad-del-suelo

Keller, T.; Håkansson, I. 2010. Estimation of reference bulk density from soil particle

size

http://edafologia.ugr.es/introeda/tema01/proctran.htm