República bolivariana de Venezuela Instituto Antonio José de SucreMérida estado Mérida.

SUELOS

Daniel Humberto Salas GamezCI: 26259610Construcción Civil.

PROPIEDADES FISICAS DEL SUELO.

El suelo es una mezcla de materiales sólidos, líquidos (agua) y gaseosos (aire). La adecuada relación entre estos componentes determina la capacidad de hacer crecer las plantas y la disponibilidad de suficientes nutrientes para ellas. La proporción de los componentes determina una serie de propiedades que se conocen como propiedades físicas o mecánicas del suelo:

Textura.Estructura.Color.Permeabilidad.Porosidad. Drenaje. Consistencia.Profundidad efectiva.

TEXTURA

La textura de un suelo es la proporción de los tamaños de los grupos de partículas que lo constituyen y está relacionada con el tamaño de las partículas de los minerales que lo forman y se refiere a la proporción relativa de los tamaños de varios grupos de partículas de un suelo.  Esta propiedad ayuda a determinar la facilidad de abastecimiento de los nutrientes, agua y aire que son fundamentales para la vida de las plantas.

Para el estudio de la textura del suelo, éste se considera formado por tres fases: sólida, líquida y gaseosa. La fase sólida constituye cerca del 50 % del volumen de la mayor parte de los suelos superficiales y consta de una mezcla de partículas inorgánicas y orgánicas cuyo tamaño y forma varían considerablemente. La distribución proporcional de los diferentes tamaños de partículas minerales determina la textura de un determinado suelo. La textura del suelo se considera una propiedad básica porque los tamaños de las partículas minerales y la proporción relativa de los grupos por tamaños varían considerablemente entre los suelos, pero no se alteran fácilmente en un determinado suelo.

El procedimiento analítico mediante el que se separan las partículas de una muestra de suelo se le llama análisis mecánico o granulométrico y consiste en determinar la distribución de los tamaños de las partículas. Este análisis proporciona datos de la clasificación, morfología y génesis del suelo, así como, de las propiedades físicas del suelo como la permeabilidad, retención del agua, plasticidad, aireación, capacidad decambio de bases, etc. Todos los suelos constan de una mezcla de partículas o agrupaciones de partículas de tamaños similares por lo que se usa su clasificación con base en los límites de diámetro en milímetros.

Clasificación de las partículas del suelo según el United States Departament of Agriculture.   

Nombre de la partícula límite del diámetro en milímetros

TAMAÑO

Arena 0.05 a 2.0

Muy gruesa 1.0 a 2.0

Gruesa 0.5 a 1.0

Mediana 0.25 a 0.5

Fina 0.10 a 0.25

Muy fina 0.05 a 0.10

Limo 0.002 a 0.05

Arcilla menor de 0.002 

Triángulo textural según clasificación del USDA

CLASES DE TEXTURA.

Los nombres de las clases de textura se utilizan para identificar grupos de suelos con mezclas parecidas de partículas minerales. Los suelos minerales pueden agruparse de manera general en tres clases texturales que son: las arenas, las margas y las arcillas, y se utiliza una combinación de estos nombres para indicar los grados intermedios. Por ejemplo, los suelos arenosos contienen un 70 % o más de partículas de arena, los areno-margosos contiene de 15 a 30 % de limo y arcilla. Los suelos arcillosos contienen más del 40 % de partículas de arcilla y pueden contener hasta 45 % de arena y hasta 40 % de limo, y se clasifican como arcillo-arenosos o arcillo-limosos. Los suelos que contienen suficiente material coloidal para clasificarse como arcillosos, son por lo general compactos cuando están secos y pegajosos y plásticos cuando están húmedos. Las texturas margas

constan de diversos grupos de partículas de arena, limo y arcilla y varían desde margo-arenoso hasta los margo-arcillosos. Sin embargo, aparentan tener proporciones aproximadamente iguales de cada fracción.

La estructura es la forma en que las partículas del suelo se reúnen para formar agregados. De acuerdo a esta característica se distinguen suelos de estructura esferoidal (agregados redondeados), laminar (agregados en láminas), prismática (en forma de prisma), blocosa (en bloques), y granular (en granos).

La estructura del suelo se define por la forma en que se agrupan las partículas individuales de arena, limo y arcilla. Cuando las partículas individuales se agrupan, toman el aspecto de partículas mayores y se denominan agregados.

          

GRADOS DE ESTRUCTURA DEL SUELO.

El grado de estructura es la intensidad de agregación y expresa la diferencia entre la cohesión dentro de los agregados y la adhesividad entre ellos. Debido a que estas propiedades varían según el contenido de humedad del suelo, el grado de estructura debe determinarse cuando el suelo no esté exageradamente húmedo o seco. Existen cuatro grados fundamentales de estructura que se califican entre O y 3, de la manera siguiente:0 Sin estructura: condición en la que no existen agregados visibles o bien no hay un ordenamiento natural de líneas de debilidad, tales como:

Estructura de aglomerado (coherente) donde todo el horizonte del suelo aparece cementado en una gran masa;

Estructura de grano simple (sin coherencia) donde las partículas individuales del suelo no muestran tendencia a agruparse, como la arena pura;

1 Estructura débil: está deficientemente formada por agregados indistintos apenas visibles. Cuando se extrae del perfil, los materiales se rompen dando lugar a una mezcla de escasos agregados intactos, muchos quebrados y mucho material no agregado;2 Estructura moderada: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados de duración moderada, y evidentes aunque indistintos en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico se rompe en una mezcla de varios agregados enteros distintos, algunos rotos y poco material no agregado;3 Estructura fuerte: se caracteriza por agregados bien formados y diferenciados que son duraderos y evidentes en suelos no alterados. Cuando se extrae del perfil, el material edáfico está integrado principalmente por agregados enteros e incluye algunos quebrados y poco o ningún material no agregado.Clases y tipos de estructura del sueloLa clase de estructura describe el tamaño medio de los agregados individuales. En relación con el tipo de estructura de suelo de donde proceden los agregados, se pueden reconocer, en general, cinco clases distintas que son las siguientes:

Muy fina o muy delgada; Fina o delgada; Mediana; Gruesa o espesa; Muy gruesa o muy espesa

PROPIEDADES QUIMICAS DEL SUELO.

Corresponden fundamentalmente a los contenidos de diferentes sustancias importantes como micro nutrientes (N,P, Ca, Mg,K,S) y micro nutrientes (Fe, Mn,Co,2n;B,MO,Cl) para las plantas o por dotar al suelo de diferentes características (Carbono orgánico, carbono calcico, fe en diferentes estados)

Son aquellas que nos permiten reconocer ciertas cualidades del suelo cuando se provocan cambios químicos o reacciones que alteran la composición y acción de los mismos. Las principales son:

La materia orgánica

La fertilidad

La acidez-alcalinidad

MATERIA ORGÁNICA

Son los residuos de plantas y animales descompuestos, da al suelo algunos alimentos que las plantas necesitan para su crecimiento y producción, mejora las condiciones del suelo para un buen desarrollo de los cultivos.

De la materia orgánica depende la buena constitución de los suelos un suelo de consistencia demasiada suelta (Suelo arenoso) se puede mejorar haciendo aplicaciones de materia orgánica (Compost), asi mismo un suelo demasiado pesado (suelo arcilloso) se mejora haciéndolo mas suave y liviano mediante aplicación de materia orgánica.

EFECTOS DE LA MATERIA ORGÁNICA

Le da granulación a la tierra haciéndola más porosa, Impermeable y fácil de trabajar.

Hace que los suelos de color claro se vuelvan oscuras y por lo tanto absorban una cantidad mayor de radiaciones solares.

Defiende los suelos contra la erosión porque evita la dispersión de las partículas minerales, tales como limas, arcilla y arenas.

Mejora la aireación o circulación del aire en el suelo por eso el suelo orgánico se llama “Suelo vivo”

Ayuda al suelo a almacenar alimentos para las plantas.

FERTILIDAD

Es una propiedad que se refiere a la cantidad de alimentos que pasean es decir, a la cantidad de nutrientes.

Cada uno de los nutrientes cumple sus funciones a saber

NITROGENO (N)

Ayuda al desarrollo de las plantas

Da al follaje n color verde

Ayuda a que se introduzcan buenas cosechas

Es el elemento químico principal para la formación de las proteínas.

FOSFORO (P)

Ayuda al buen crecimiento de las plantas

Forma raíces fuertes y abundantes

Contribuye a la formación y maduración de los frutos.

Indispensable en la formación de semillas.

POTASIO (K)

Ayuda a la planta a la formación de tallos fuertes y vigorosos.

Ayuda a la formación de azucares almidones y aceites.

Protege a las plantas de enfermedades.

Mejora a la calidad de las cosechas.

CALCIO (Ca)

Ayuda al crecimiento de la raíz y el tallo de la planta

Permite que la planta tome fácilmente los alimentos del suelo.

MAGNESIO (Mg)

Ayuda a la formación de aceites y grasas

Es el elemento principal en la formación de clorofila, sin la cual la planta no puede formar azucares.

Un suelo fértil es aquel que contiene los elementos nutritivos que las plantas necesitan para su alimentación, estos alimentos los adquiere el suelo enriqueciéndolos con materia orgánica.

Un suelo pobre o carente de materia orgánica es un suelo estéril y por lo tanto es improductivo.

ACIDEZ -ALCALINIDAD

En general las sustancias pueden ser acidos, alcalinas y neutros.

Químicamente sabemos que una sustancia es acida porque hace cambiar a rojo el papel tornasol azul; sabemos que es alcalina o basica, porque hace cambiar a azul el papel tornasol rojo. Sabemos también que una sustancia es neutra porque no hace cambiar ninguno de los indicados.

Durante el proceso de humificación o sea de putrefacción del mantillo o materia orgánica para convertirse en humus, intervienen las bacterias y los hongos en cuyo trabajo van elaborando sustancias ácidas, por esto las tierras negras y polvorosas generalmente son ácidas, pero para contrarrestar su acidez, los agricultores aplican cal, que en contacto con el agua forman sustancias alcalinas.

En general los suelos ácidos son los menos productivos por su acidez se puede corregir haciendo encalamiento.

P.H:

La acidez del suelo mide la concentración en hidrogeniones (H+), en el suelo los hidrogeniones están en la solución, pero también existen en el complejo de cambio.

SALINIDAD DEL SUELO

Es la consecuencia de la presencia de sales en el suelo, más solubles que el yeso. Por sus propias características se encuentran tanto en la fase sólida como en la fase liquida por lo que tiene una extraordinaria movilidad.

La salinización natural del suelo es un fenómeno asociado a condiciones climáticas de aridez y a la presencia de materiales originales ricos en sales, como sucede con ciertas morgas y molasas. No obstante existe una salinidad adquirida por el riego prolongado con aguas de elevado contenido salino, en suelos de baja permeabilidad y bajo climas secos subhúmedos y más secos.

La salinidad no siempre tiene que ir asociada a un pH alcalino, sino que cuando se alcanzan valores muy ácidos se produce la solubilización de sales alumínicas que pueden generar una elevada conductividad con un riesgo añadido, la presencia de aluminio soluble en cantidades suficientes para ser tóxico para la mayoría de las plantas. Por ello cuando el pH baja de 3.5 se consideran salinos los suelos con conductividad superior a 8 dS/m, como en el caso de la alcalinidad.

La recuperación de los suelos salinos puede efectuarse por un lavado de mismo por inundación con aguas libres de sales, siempre que exista calcio suficiente en la solución para mantener floculadas las arcillas y permitir una permeabilidad aceptable. No obstante es conveniente la instalación de un sistema de drenaje artificial, mediante la instalación de tubos porosos bajo el suelo o, al menos, bajo la zona de enraizamiento de las plantas, como puede apreciarse en la figura de la izquierda.

Para asegurarse de la eliminación de las aguas cargadas de sales se debe instalar una red de evacuación del líquido procedente de los tubos de drenaje, como se aprecia en la figura de la derecha. Deben

colocarse con la suficiente pendiente para que el agua no permanezca demasiado tiempo en dicha red y sea absorbida por el suelo.

Los colectores principales son los encargados de eliminar las sales de la zona que se está recuperando, en ellos se produce una fuerte concentración de las sales por efecto de la evaporación del agua, siempre intensa al tratarse de zonas secas con escasa humedad ambiental. Debe procurarse un flujo rápido hacia el canal principal.

Por último las aguas debes ser evacuadas hacia un curso de agua cuyo caudal sea suficiente para diluir las sales aportadas y no transferir el problema a las zonas vecinas.

Muchas de estas zonas salinizadas se encuentran en áreas deltaicas por lo que el drenaje puede hacerse directamente al mar, que es la mejor manera de no salinizar otras zonas.

Cuando la salinidad va acompañada de sodicidad, la alcalinización producida por el sodio favorece la dispersión de la arcilla, su movilización y la impermeabilización del suelo. Todo ello dificulta el lavado hasta que no se lleva a cabo una eliminación del sodio.

El sodio abundante de la solución hace que el complejo de cambio del suelo se encuentre saturado o semi saturado por este elemento; por este motivo la primera acción a tomar es desorberlo del complejo de cambio para que pueda ser eliminado por arrastre de la solución del suelo con el agua añadida. El desplazamiento del sodio del complejo solo puede hacerse mediante su intercambio con otro catión, siendo de elección el calcio por su mayor capacidad de ser adsorbido y por ser un elemento inocuo. Ya observamos esta acción del calcio a la hora de elevar el pH, de modo que males opuestos se combaten con el mismo remedio.

FENOMENOS COLOIDALES.

En el suelo, las micelas coloidales son partículas sólidas en dispersión que se encuentran cargadas eléctricamente (tales como partículas de minerales arcillosos, de materia orgánica o de óxidos e hidróxidos) y que ejercen atracción sobre los iones de carga contraria presentes en el medio de dispersión La existencia de estas cargas en las micelas del suelo tiene grandes efectos en la mayoría de las propiedades físicas y químicas de Importancia agronómico y ambiental en los suelos.

Puede considerarse a los fines didácticos, que el humus presenta una organización coloidal similar a la de la arcilla. Un "anión" (micela) fuertemente cargado se encuentra rodeado por una "nube" de cationes adsorbidos. Las reacciones de estos cationes son similares, ya estén adsorbidos por la arcilla o por el humus del suelo. Deben señalarse, sin embargo, algunas diferencias importantes entre las micelas de humus y las inorgánicas. En primer término, la micela compleja de humus está compuesta básicamente por carbono, hidrógeno y oxígeno y no por aluminio, silicio y oxígeno como los filosilicatos arcillosos. Luego, la micela de humus no se considera cristalina pero el tamaño de las partículas individuales, aunque extremadamente variable, puede ser al menos tan pequeño como el de las partículas de los minerales arcillosos. Finalmente, el humus no es tan estable como la arcilla y es así algo más dinámico.

Debido a su complejidad, se sabe relativamente menos acerca de la estructura específica del coloide orgánico que la correspondiente a la arcilla. Sin embargo, se conoce que el humus no es un compuesto específico y que no posee una estructura única. Se considera que la fuente principal de cargas negativas se encuentra en grupos carboxílicos, fenólicos y enólicos, parcialmente disociados, asociados a unidades centrales de tamaño y complejidad, variables.

La carga negativa de los coloides orgánicos es esencialmente dependiente del pH. Bajo condiciones fuertemente ácidas, el hidrógeno se encuentra enérgicamente unido a los grupos funcionales mencionados en el párrafo anterior y no es fácilmente reemplazable por otros cationes. El coloide por lo tanto exhibe una baja carga negativa y la capacidad de adsorción de cationes es también baja. Ante un aumento de pH, primero el hidrógeno de los grupos carboxilo y luego el de los grupos enólicos y fenólicos se ioniza y es reemplazado por calcio. magnesio y otros cationes. Bajo condiciones alcalinas. La capacidad de adsorción de cationes por el humus, excede ampliamente a la mayoría de los filosilicatos arcillosos.

La meteorización desempeña también un papel importantísimo en la creación de los suelos que cubren la superficie de la Tierra y sustentan toda vida. Un suelo refleja, hasta cierto grado, el material rocoso del cual se derivó, pero la roca basal no es el único factor que determina el tipo de suelo, ya que diferentes suelos se desarrollan sobre rocas idénticas en áreas distintas cuando el clima varía de un área a otra. Por lo tanto, otros factores ejercen influencias importantes sobre el desarrollo del suelo, como el relieve, el tiempo y el tipo de vegetación. La composición de un suelo varía con la profundidad. El afloramiento natural o artificial de un suelo revela una serie de zonas diferentes entre sí. Cada una de estas zonas constituye un horizonte, que representan, desde la superficie hacia adentro, las capas más meteorizadas o descompuestas y con diferentes acumulaciones de minerales por lixiviación o lavado del suelo, hasta llegar a la roca madre o fresca, de la cual se derivó el suelo. Estos horizontes de suelo se han desarrollado a partir del material original subyacente. Cuando este material queda expuesto por vez primera en la superficie, la parte superior queda sujeta a la meteorización intensa y la descomposición actúa rápidamente. Conforme avanza la descomposición del material, el agua que percola hacia abajo comienza a lixiviar algunos de los minerales y los deposita en niveles

inferiores, los cuales con el paso del tiempo, se vuelven más gruesos y alcanzan mayores profundidades.1

CLIMA.

El clima regula la formación del suelo. Los suelos están más desarrollados en áreas con más lluvias y más temperatura. La tasa de meteorización química se incrementa 2-3 veces cuando la temperatura sube 10 °C (20 °F). El clima también afecta cuales organismos se presentan, afectando al suelo química y físicamente (movimiento de raíces, tunelaje por micro y mesofauna).

ORGANISMOS.

Los organismos que viven en y sobre el suelo forman distintos tipos de suelo. Los bosques coníferos forman una cama ácida desarrollando los Inceptisoles. Su mezcla o bosques puros de hojas deciduas forman una capa importante de humus, cambiando los elementos lavados y acumulados en el perfil de suelo, formando Alfisoles. Las praderas con su alta acumulación de humus, crea un horizonte A negro y grueso, característico de los Molisoles.

MATERIALES PARENTALES.

La roca o regolita de donde el suelo se forma se llama "material parental". Los tipos principales son: eólico, de glaciares, aluviales, lacustres, de rocas. Los edafólogos usan la siguiente fórmula para ver la formación del suelo:

s = f (cl, o, r, p, t,...)

s - propiedades del suelo; cl - clima regional; o - biota potencial, r - topografía; p- material parental; t - tiempo;... - variables adicionales.