Edafologia Densidad Aparente Y Real 3b4f63

UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA

Densidad Aparente y Densidad Real del Suelo Ciclo 2015 Il

Edafología Laboratorio: 2pm – 4pm / grupo G*

Profesor: Dr. Sady García B. Alumnos:     

Kevin Torvisco Cervera Sebastian Suarez Frey Adrian Sanchez Flores Fernando Maeshiro Tamashiro Brayhan Quispe Barreto

Lima, 2015 I.

INTRODUCCIÓN

Las propiedades físicas de los suelos son importantes para determinar el uso del suelo. El suelo es una mezcla de partículas, minerales, material orgánico, aire y agua. Los dos primeros constituyen la parte sólida y los dos últimos se hallan en el espacio poroso. A diferencia de la textura y estructura que se refieren a la parte sólida, la densidad aparente y la real son propiedades físicas que se relacionan con otras propiedades físicas de los suelos tales como: la porosidad, compactación, aireación y distribución de los poros etc. Conociendo los valores de las densidades del suelo, se puede calcular la porosidad total de un suelo a través de la formula: (1 – ( õa /õp))*100. Además, se puede estimar el peso de la capa arable, y el grado de compactación del suelo. Densidad aparente (

õa ).

Se define como la relación que existe entre la

masa (peso) y el volumen total del suelo. Este volumen total incluyendo la parte sólida y el espacio poroso. Esta densidad corresponde a la densidad de campo, y es afectada por la estructura del suelo, el contenido de materia orgánica, la labranza, etc. Densidad real o densidad de partícula ( õp). Es otra característica del suelo que también relaciona la masa (peso) de un volumen de suelo, pero en este caso se refiere, sólo, al volumen de la parte sólida. Esta densidad se determina en laboratorio, y se relaciona con la mineralogía del suelo y la densidad de sus componentes. Por lo general es invariable en el suelo. Como es una relación de masa a volumen ambos tipos de densidades se expresan en: g/cc, kg/dm3 o TM/m3. Según el sistema Internacional (SI) la unidad de medidas es Mg.m-3.

II.

OBJETIVOS  Determinar la densidad real y densidad aparente del suelo mediante procedimientos de laboratorio.  Calcular el porcentaje de porosidad a partir de los datos de densidad aparente y real.

III.

MATERIALES Y MÉTODOS:

a) Materiales: -

Lampa Cilindro metálico Lata de aluminio Cuchillas Maso de madera Balanza de platillo Estufa Vernier Probeta graduada Hilo Vaso de precipitación Parafina Balanza de torsión 3 fiolas

b) Métodos:

   Método del cilindro: Se basa en la medición de la masa (peso) de una muestra de suelo extraída en el campo utilizando un cilindro de volumen conocido.

 Procedimiento: 1) Con la ayuda del vernier, proceder a medir la temperatura y el diámetro interno de los cilindros metálicos para calcular su volumen. 2) Realiza una calicata de 40 cm de profundidad, y tomar muestras de sus estados de 0 a 20 cm. 3) Introducir los cilindros en el suelo ayudándolos con una comba de madera, para que así logre entrar en el suelo. 4) Con ayuda de un cuchillo limpiar los bordes del cilindro y taparlo por ambos lados. 5) Transferir las muestras del suelo contenidas en los cilindros a las latas de aluminio, previamente pesadas. 6) Secar a estufa con una temperatura de 105°C. 7) Luego de 24 horas, extraerlas y pesarlas.

Resultados:

Profundida d de la muestra

Volume n del cilindro

Peso de la lata

(cm)

(cm 3)

(g)

20 cm

2

V=πR h = 29.282π

45.3 g

Peso de la lata con muestr a extraída

(g) 217.9 g

Peso de la lata con muestr a seca

Peso del suelo seco a estufa

(g)

(g)

187.8 g

142.5 g

Densida d aparent e

(g/cm3) 1.549

Textura al tacto

Pegajos a

   Método del terrón en parafina: 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 cálculo 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. Mas como quiera que todos ellos desaparecen al humedecerse el suelo, si sirve para determinar el comportamiento del suelo húmedo. Resultados:

Peso del terrón seco a estufa

Peso del terrón con parafina

3.54 g

3.91 g

Peso del terrón con parafina sumergid o en agua 1.11 g

Volumen del terrón con parafina 2.8 cm3

Volumen de la parafina (Ptp-Pt)/ 0.89 0.415 cm3

Volumen del terrón

Densidad aparente Da= Pt/Vt

2.385 cm3

1.484 g/cm3

   Método de la probeta:  Procedimiento: 1) Pesar 50 gr de suelo seco. 2) Depositarlo en la probeta. 3) Golpear la probeta de arriba hacia abajo 20 sobre una franela doblada. 4) Medir el volumen del suelo en la probeta y anotarlo. Resultados: PoM Da = ---------- V Donde: P o M = peso o masa de suelo seco V = volumen de suelo seco

Agregados Arenas Muestra Problema

PESO DEL SUELO SECO A ESTUFA 50g 50g 50g

Volumen

Densidad

41 29 29

1.22 1.72 1.72

   Método del picnómetro: Este método consiste en determinar la densidad real midiendo el volumen de fluido desplazado por una masa conocida de suelo en un frasco volumétrico o picnómetro. Para esta determinación se utiliza el principio de Arquímedes.

 Procedimiento: 1) Se pesa 20 gramos de suelo. P1 2) Llenar las fiolas o picnómetros hasta la marca de enrazado y pesar (el exterior de la fiola debe estar completamente seco). P2 3) Vaciar el agua de la fiola hasta 1/4 de su volumen con el líquido. 4) Depositar los 20 gramos de suelos a las fiolas y con la ayuda de una bagueta de vidrio agitar.

5) Luego llenar la fiola con agua destilada hasta la marca de enrazado y pesar. P3 6) Hallar el peso de desplazamiento.

Resultados: Muestr as

Suelo con agrega do Suelo arenos o Muestr a proble ma

Cap acid ad de fiola

Peso de la fiola

Pes o del suel o P1

Peso de la fiola con agua P2

Peso de la fiola con agua y suelo P3

200 ml

84 g

20 g

281.9 g

294.4 g

Peso del agua desplaza da(empuj e) P2-(P3P1) 7.5 g

Volume n de los solidos

Densidad real

7.5 cm3

2.667

200 ml

82.4 g

20g

281.6 g

294.2 g

7.4 g

7.4 cm3

2.703

250 ml

91.6 g

20g

338.9 g

351.3 g

7.6 g

7.6 cm3

2.632

(g/cm3)

IV. RESOLVER EL SGUIENTE PROBLEMA:  Se tiene un cubo de suelo de medidas 10x10x10 cm, con una masa total de 1500g, de los cuales 250g son de agua. Si la densidad del agua es 1g/cm3 y el volumen ocupado por el aire es 278cm3 calcule: VT= 10x10x10=1000 cm3, mT=1500g , mW=250g , dW=1 g/cm, VA=278 cm3 *para hallar el V del agua(VW): 1=mW/dW ---- VW=250/1 =250 cm3 *VT=VS + VW + VA mS=mT -mW 1000= VS +250+278 m S=1500-250 VS=472 cm3 mS=1250 g a) b) c) d) e)

Densidad aparente(g/cm3)=1,50 Densidad real(g/cm3)=2,65 Volumen de solidos=472cm3 % de porosidad=[1-1,5/2,65]x100%=43,40% % de espacio aéreo=278/1000x100=27,8%



Hallar el peso de la capa arable de 1 hectárea(ha) y el porcentaje de poros (%) de los siguientes suelos (profundidad=20cm) a. Arcilloso b. Franco c. Arena franca

V. CUESTONARIO: 1) Señale algunas propiedades físicas del suelo que afectan a la densidad aparente. - La estructura del suelo - El contenido de la materia orgánica - La labranza 2) ¿Qué está sucediendo cuando la textura de un suelo no se altera, pero su densidad aparente incrementa o disminuye? -Si aumenta el volumen puede ser que las partículas se estén dilatando por absorción de agua. -Si disminuye puede ser que el suelo este entrando en un estado de sequía y el agua de éste se este evaporando. 3) ¿Qué propiedades del compactación del suelo?

suelo

se

ven

afectadas

por

la

Las propiedades que se verían afectadas serian la filtración y drenación. Una de las actividades agrícolas que producen más este fenómeno es la ganadería. 4)¿Qué otros métodos de medición de la densidad aparente se pueden aplicar en campo? Se pueden aplicar el método del cilindro y el método dcel terrón revestido en parafina. 5) ¿Un cilindro hueco por ambos extremos, cuyo diámetro es de 7 cm y su altura de 2 pulgadas, nos sirvió para extraer una muestra de suelo sin disturbar, la que peso 300 g conteniendo 15% de humedad gravimétrica. por otro método se determinó que la densidad real era de 2.5 g/cm3. Calcule todas las otras propiedades físicas que le sea posible.

VC=185,5cm3, dREAL=2,5g/cm3, peso en seco=255g dAP=1,3g/cm3 PCA= 260Kg PT= 48 % 6) Se tomó una muestra de suelo húmedo que peso 55.2 g (15% de humedad gravimétrica), cuyo volumen medido en una probeta fua de 40 cm3. Luego se agregaron 50 ml de agua destilada y el volumen de la mezcla con este suelo húmedo fue de 76,4 cm3. Hallar: - Densidad aparente y real - % de porosidad - % de espacio aéreo para las condiciones de suelo húmedo - Inferir la textura de suelo

Wm = 55.2 g ; Ws = 44.16 g Vm)= 40 cm3 40+50-76.4= 13.6 g Vs= 40-13.6= 26.4 a) Pr= 44.16/26.4= 1.67 Pa= 55.2/40= 1.38 b) Porosidad= 17.37 c) %Espacio Aereo= 13.6/40 x 100% = 34%

7) Un terrón secado a estufa de 23.4 g de peso se cubrió con una película de parafina; luego al volverlo a pesar, éste pesaba 25,9 g (densidad de la parafina=0.9 g/cm3). ¿Cuál debería ser el peso de ese terrón cubierto de parafina al sumergirlo en agua, si se sabe que su densidad aparente es de 1.45 g/cm3. PSECADO=23,4g peso total = 25,7g PPARAFINA=2,5g VT=17,86cm3 VS= 15,16cm3

mS=21,98 8) 100 g de suelo húmedo contienen 20 g de agua (lo que representa el 100% de los espacios porosos). Si la densidad aparente de este suelo es de 1.5g/cm3, determinar. - Volumen total de la muestra de suelo (cm3) - Volumen de los solidos - Densidad real (g/cm3) - Volumen de agua (%) - Porosidad - Inferir la clase textural Pa= m/v= 100/v=1.5g/cm3 V=100/1.5= 66.67 cm3 Vt= Vs + Vp 66.67 =20 + Vs 46.67 = Vs Pr= 80/46.67= 1.71 /p= 12.28%

VI.

BIBLIOGRAFIA - Jaume Porta- Introducción a la Edafologia :Uso y protección de suelos pag: 150-154 - Ing. M.S. Ph.D. José R. Davelouis Mc. Evoy. 1991. Edafología Tomo II. Editorial CEA. Perú. Pag.110-11 - http://www.exactas.unlpam.edu.ar/academica/catedras/edafolo gía/practicos/TEXTO4.htm