UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA INFORME DE LABORATORIO DISTRIBUCÍON DE AGREGADOS (OBSERVACIÓN DE MINERALES) MELISSA PEREA, DANIELA PALMA, ÁNGELA FLORIAN, DIANA ZARCO, BRAYAN FLOREZ Y YINETH TORRES Universidad del Magdalena, Estudiantes del Programa Ambiental y Sanitaria, Facultad De Ingeniería. Carrera 32 No 22 – 08. Santa Marta, Colombia. RESUMEN En este laboratorio tomamos una muestra de suelo para identificar su composición física. Por medio de un tamiz de varias capas con agujeros de distintos tamaños, tomamos una cantidad específica de suelo y separamos las piedras de la tierra y otros elementos que contenía, en este proceso se hizo el respectivo pesaje de la muestra de suelo antes y después del proceso. Para la segunda parte de la práctica, utilizando un estereoscopio observamos un terrón de suelo, una porción de suelo y una de arena, en seco y luego de agregar unas gotas de agua con el fin de reconocer las propiedades físicas de cada uno como la porosidad, tamaño, color, etc… Palabras clave: suelo, limo, micas, porosidad y tamaño. INTRODUCCIÓN La distribución de las partículas del suelo puede describirse en términos de grado, tamaño y tipo de agregado influenciadas por los factores climáticos (FAO, 2009). Los agregados son aquella combinación de variedades de partículas primarias (arena, limo y arcilla) que permiten a través de los poros la filtración de sustancias (InfoAgro, 2019); estas partículas también proporcionan propiedades organolépticas como textura y color, entre otras, así como su composición y las condiciones pasadas o presentes de óxido-reducción del suelo que dan paso a los procesos como mineralización, humificación, etc. Lo que pretendemos visibilizar con este informe es la importancia de los agregados en la vida y desarrollo del suelo a través de parámetros como la porosidad y la permeabilidad que reflejan las condiciones del recurso, fueron medidos en el laboratorio de física del suelo; aplicaciones en la ingeniería ambiental tales como identificación de contaminantes, determinación de riesgo para la salud, de remediación del suelo, riesgo potencial para las especies de flora y fauna que se encuentran en el hábitat. La relevancia de la estructura, variación del tamaño del fragmento rocoso y cómo las partículas presentes inciden en propiedades como la estabilidad, control de humedad, concentración de minerales, serán de gran incidencia en la toma de decisiones acertadas y analíticas en el campo laboral. GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA OBJETIVOS • • • • Desarrollar capacidades de observación e identificación en una muestra de suelo Analizar la estructura y propiedades del suelo Detallar la permeabilidad y porosidad del suelo Determinar la estabilidad del suelo MATERIALES • • • • • • • • • • • • Baker Tamiz Estereoscopio Agua cruda Porción de arena Porción de suelo Terrón de suelo Muestra de 500 gr de suelo Trozo de antracita Pipeta plástica Báscula Recipiente de aluminio METODOLOGÍA Se realizaron dos prácticas en el laboratorio la primera consistía en observar el suelo para identificar sus componentes y reconocer que éstos están presentes en diferentes porciones y proporciones para esto utilizo el estereoscopio en el que se colocó una caja de Petri con diferentes muestras y se realizaron distintos tipos de observaciones a estas muestras. En la segunda practica se realizó la distribución de agregados, en esta se utilizaron unas porciones de suelo de 500g después de que pesaron en una báscula y se procedieron a colocar esos 500g de suelo en una torre de 4 tamizadores con un fondo y se agito durante 5 minutos para ver que porciones de suelo se quedaban en cada tamizador, se realizaron los debidos pesos de cada porción de suelo que quedaba en cada tamizador, el suelo restante en el fondo se pasaba a otra torre de tamizadores y se volvía a repetir el procedimiento de agitamiento durante 5 minutos y realizar el pesaje de cada porción de suelo en cada tamizador en la báscula, el restante en el fondo se pasaba a la última torre de tamizadores, se agitaba 5 minutos y realizábamos su respetivo pesaje en la báscula, todos los pesajes de cada uno de los tamizadores darían los 500g del inicio de la practica o un aproximado a este aplicando una serie de fórmulas. Practica 1 GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 1. Observamos bajo el estereoscopio. Utilizamos una caja Petri en la que coloque lo siguiente: • • • • Terrón suelo. Porción de arena. Porción de suelo. Un trozo de antracita 2. Observamos los granos, su tamaño, colores, presencia de raíces, la agregación de las partículas. ¿Son del mismo tamaño? ¿Qué otras cosas encuentran en ese terrón?, Tiene espacios porosos? hay granos de diferentes colores? ¿Cuáles encontró? 3. Utilizamos un gotero con agua y agregamos unas gotas en cada una de las porciones y observamos lo que ocurrió al aplicar el agua. Practica 2 • • • • • Usamos 400g o 500 de muestra de suelo. Colocamos en una torre de tamizar y agitamos 5 minutos. Pesamos en una báscula lo que quedo de suelo en cada tamiz y su fondo. Realizamos los cálculos que permitieron determinar el Índice de Estructura (IE) de su muestra de suelo. ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños medios? ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños extremos? Establecimos la relación de los agregados intermedios respecto a los de tamaño extremo. RESULTADOS • Practica 1 COMPONENTE OBSERVACIÓN TERRÓN DE SUELO Los terrones no presentan macroporos y predominan microporos dentro del terrón, la superficie un poco lisa, masiva y con aristas, sus colores predominan el marrón oscuro, y naranja. GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA PORCIÓN DE ARENA Se caracteriza por tener variedad de granos, no todos ellos del mismo tamaño, sus colores pueden variar ya sea transparente, amarrillo o brillante (diamantino) Como lo son las micas un mineral presente en estos grupos PORCIÓN DE SUELO El suelo representa una estructura pulverizada con predominio de agregados finos sin presencia significativa de terrones, los granos que encontramos tienen el mismo color significativo, con poca presencia de raíces, presenta agregados finos, porosos como las aristas que están presentes. ROCA ANTRACITA Esta roca sedimentaria de color negro brillante es rica en carbono, con otros componentes como azufre, nitrógeno, este mineral se caracteriza por tener una capa de dureza y lisa, no tiene porosidad y por tanto es casi impermeable a líquidos y gases Fuente: propia Tabla 1: materiales observados bajo estereoscopio. GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA • PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA Practica 2 DISTRIBUCIÓN DE AGREGADOS Peso de la muestra: 500 gramos. Tamiz (mm) 8 4 2 1 0,71 0,5 0,355 0,25 0,18 0,125 0,09 0,063 Fondo Sumatoria Pérdidas Rango de diámetro de agregados (mm) Tamaño de agregados Diámetro medio xi (mm) 8-4 6 4-2 3 2-1 1,5 Agregados muy gruesos 1 - 0,71 0,855 0,71 - 0,5 0,605 Agregados gruesos 0,5 - 0,355 0,4275 0,355 - 0,25 Agregados medios 0,3025 0,25 - 0,18 0,215 Agregados finos 0,18 - 0,125 0,1525 0,125 - 0,09 Agregados muy finos 0,1075 0,09 - 0,063 0,0765 0,063 - 0 0,0315 Limos y arcillas ------------- --------------------- ------------------------ --------------------- ------------- Peso del Suelo retenido en cada tamiz (g) MSSR 151 102 66 40,6 9,4 8,5 9,3 11,6 13,5 20,3 22,3 15,2 23.1 492,8 7,2 Suelo retenido Mssi (%) W 30,2 20,4 13,2 8,12 1,88 1,7 1,86 2,32 2,7 4,06 4,46 3,04 4,62 98,56 ---------------- DMP (Mssi*xi)/100 0 1,224 0,396 0,609 0,08037 0,051425 0,0397575 7,018x10-3 5,805x10-3 6,1915x10-3 4,80788x10-3 2,3256x10-3 1,4553x10-3 ----------------- Tabla 2. Distribución de agregados INDICE DE ESTRUCTURA Donde: IE: Índice de Estructura. W1: % de agregados estables con diámetro > 2 mm. Wn: % de agregados estables con diámetro < 0.25 mm. W2, W3, W4, …: % de agregados estables en cada uno de los rangos de tamaño utilizados en la determinación, comprendidos entre 2 y 0.25 mm de diámetro. W1 y Wn, representan los tamaños extremos W2, W3, W4, representan los tamaños medios • Realice los cálculos que le permitan determinar el Índice de Estructura (IE) de su muestra de suelo. ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños medios? ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños extremos? GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA 𝐼𝐸 = • PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 8,12 + 1,88 + 1,7 + 1,86 + 2,32 ∗ 100 = 19,20 30,2 + 20,4 + 13,2 + 2,7 + 4,06 + 4,46 + 3,04 + 4,62 Establezca cuál es la relación de los agregados intermedios respecto a los de tamaño extremo. 𝐴𝑔𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝑠 15,88 = = 1,58 ∶ 8,26 𝐴𝑔𝑟 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 82,68 Por cada 1,58 agregados medios hay 8,26 agregados extremos Ahora realice los siguientes cálculos: CALIFICACIÓN DEL DIÁMETRO MEDIO PONDERADO DMP (mm) Estabilidad Estructural <5 Inestable 0,5 – 1,5 Ligeramente estable 1,5 – 3,0 Moderadamente estable 3,0 – 5,0 Estable >5 Muy estable 98,56 ∗ 13,27 = 13,07𝑚𝑚 100 A partir del resultado se infiere que el suelo analizado es muy estable debido a que el diámetro medio ponderado (DMP) es mayor a 5 𝐷𝑀𝑃 = CALIFICACIÓN DEL ESTADO DE AGREGACIÓN % Agregados Estado de agregación > 90 Muy alta 90 - 80 Alta 80 – 35 Media 35 – 25 Baja < 25 Muy baja GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA 492,8 ∗ 100 = 400% 98,56 Se infiere a partir de los resultados que el estado de los agregados es muy alto. Para interpretar los resultados: 𝐸𝐴 = 100 − 1. Elabore una gráfica de tamaño medio de agregados (xi) vs porcentaje acumulado de agregados de un determinado tamaño promedio (Mssi). Esto le permite observar que tan homogénea es la distribución de los agregados del suelo. Figura 1. tamaño medio de agregados (xi) vs porcentaje acumulado Se puede inferir que predominan tres de los agregados correspondiente al tamiz 8,4 y 2 con un porcentaje de 30.2, 20.4 y 13.2 respectivamente. Esto demuestra que en la granulometría de los agregados la homogeneidad se encuentra con una alteración 2. Matemáticamente, ¿cómo es la relación de los agregados intermedios respecto a los de tamaño extremo? 𝐴𝑔𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝑠 15,88 = = 1,58 ∶ 8,26 𝐴𝑔𝑟 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 82,68 Por cada 1,58 agregados medios hay 8,26 agregados extremos 3. Compare estos resultados y establezca un análisis teniendo en cuenta los valores que obtuvo de DMP y el Estado de Agregación. De acuerdo con los valores de DMP, el cual se encuentra en un rango >5 teniendo este un valor de 13,07 mm, dando paso a concluir que el suelo es muy estable y poco susceptible a la erosión o escorrentía gracias al elevado porcentaje de agregación que se implementó que fue de 400% GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA CONCLUSIÓN Y DISCUSIÓN De acuerdo con los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio, se pudo evidenciar los parámetros caracterizados en la calidad de cada una de las rocas y suelos; donde se obtuvieron las observaciones de cada uno de los minerales, y así mismo se especifica el hecho de que no todas están compuestas entre sí, evaluamos la porosidad del suelo, la distribución de agua, lo cual están encargados los poros, así como la distribución del tamaño de las partículas del suelo. Los suelos con buena estructura tienen una porosidad de algunas de estas rocas las hace más impermeables a líquidos y gases, alta entre y dentro de los agregados, pero los suelos con las unidades estructurales grandes (terrones) no tienen macroporos, solo microporos. Adicionalmente, se considera que, En general, cuanto más oscuro es el suelo, mayor es la presencia de materia orgánica. El cambio de color ya sea naranja, marrón puede dar una idea general de los cambios en materia orgánica bajo una determinada forma de uso y manejo del suelo. La materia orgánica en el suelo juega un papel importante en la mayoría de los procesos biológicos, químicos y físicos que ocurren en el suelo. La aglomeración del suelo es un fenómeno que se produce en dos etapas: la primera consiste en la aglomeración de las partículas y la segunda en la estabilización de las mismas mediante agentes cementantes. El resultado final de estos procesos es la formación de agregados, las unidades estructurales, que en conjunto determinan la estructura del suelo. Durante la práctica de laboratorio, se pudieron observar diferentes factores que afectan a la formación de una buena estructura del suelo. Por ejemplo, un valor de DMP superior a 5 es un buen indicador de que el suelo tiene una baja susceptibilidad a la erosión difusa y a la escorrentía superficial, según la bibliografía. Teniendo en cuenta que la formación de conglomerados estables requiere que las partículas primarias estén firmemente unidas, que sean difíciles de dispersar en el agua y que el porcentaje de conglomerados implementados es del 400%, los suelos formados por estos conglomerados requieren un esfuerzo considerable para ser erosionados y son suelos estructuralmente muy fuertes que soportan las actividades humanas y, por tanto, se degradan por su mal uso. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS • • https://suelosandinos.files.wordpress.com/2013/12/presentacion-biologia-de-suelosfonte.pdflibro biología de suelos Taboada Castro, M. M., & Castro, M. T. T. (2003). ESTABILIDAD ESTRUCTURAL DE HORIZONTES SUPERFICIA-LES DE SUELOS DE PRADO Y CULTIVO DE LA PROVINCIA DE A CORUÑA (NO, ESPAÑA). EDAFOLOGÍA, 10(3), 131–137. GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA
