Métodos de edafología

Práctica 1: Análisis Granulométrico
Material y Reactivos
• Probetas de 1 l, vasos de 600 ml, cápsulas o vasos de 50 ml, embudos, filtros, soporte, tamiz de
50 y 200 µm, botellas de boca ancha, agitador de botellas, estufa, pipeta Robinson.
• Solución N de HCl, H2O2, agente dispersante (Calgón: 35,7 g de hexametafosfato sódico y 7,94 g
de carbonato sódico en 1 l de agua), NO3Ag.
Fundamento
Este análisis nos va a permitir conocer la distribución ponderal de las partículas minerales
individuales del suelo con un diámetro equivalente inferior a 2 mm, que se conocen como tierra
fina.
Esta técnica implica la disociación completa del material edafológico hasta el estado de partículas
elementales, destruyendo totalmente los agregados y suprimiendo la acción de los cementos. Una
vez disociada la muestra, se determina la distribución estadística de sus partículas según su
tamaño.
Procedimiento
El primer paso sería pesar 20 g de suelo seco, tamizarlo a 2 mm y añadirle H2O2 al 6% para
eliminar la materia orgánica. Tras destruir la materia orgánica se añaden 50 ml de HCl 1N para
disolver los compuestos de Fe y Al, que participan en la agregación. Se esperan 20 minutos
agitando de vez en cuando, se filtra y lava con agua destilada hasta que en el test de cloruros de
positivo con NO3Ag (no hay cloruros).
Esta primera parte ya estaba realizada, por lo que comenzamos directamente con la dispersión
de partículas. Tras filtrar, el contenido resultante se transfiere a botellas de plástico de 1 l y
añadimos 20 ml de Calgón que actuará como agente dispersante. A continuación se agitará
durante dos horas para que se dispersen las partículas.
Tras estas dos horas se tamizan las muestras en húmedo con el tamiz de 50 µm de luz, para
separar la arena del resto de las fracciones, que quedará en la parte superior del tamiz, debido a
que el tamaño del poro impide que atraviese el tamiz. Las arenas se pasarán posteriormente por
un tamiz de 200 µm para separarlas en arenas gruesas y finas (AG y AF). Las arenas las
depositamos en flaneras, previamente lavadas con agua y taradas.
El agua resultante de lavar las arenas la enrasamos hasta el litro de agua en el interior de una
probeta. Este líquido se homogeneiza agitándolo con intensidad para tomar alícuotas de 20 ml con
una pipeta Robinson a tres tiempos:
t=0
(LG + LF + A)
t = 4min 48seg (LF + A)
t = 8 horas (A)
Homogeneizado antes de cada tiempo
Las alícuotas las recogemos en crisoles para secar el material en una estufa a 110 º C.
La suma de todas la fracciones (AG + AF + LG + LF + A) representará el total de las partículas del
suelo, expresado en porcentaje sobre peso seco.
Resultados
• Peso de las flaneras vacías:
Flanera 1 → 2,926 g (será para la AF)
Flanera 2 → 2,950 g (será para la AG)
• Peso de las flaneras con la arena tras pasarla por el tamiz de 200 µm para separar la arena
gruesa de la fina:
Flanera 1 (AF) → 5,755 g
Flanera 2 (AG) → 4,437 g
- Cálculo de la cantidad (en g) de arena gruesa y arena fina de la muestra:
AF = (Peso flanera 1 + AF) – (Peso flanera 1 vacía)
AG = (Peso flanera 2 + AG) – (Peso flanera 2 vacía)
AF = 5,755 g – 2,926 g = 2,829 g
AG = 4,437 g – 2,950 g = 1,487 g
AF = 2,829 g
AG = 1,487 g
• Peso de cada crisol vacío:
A → 45,192 g (para t = 0)
B → 43,128 g (para t = 4min 48seg)
t = crisol vacío
C → 42,978 g (para t = 8h)
• Peso de cada crisol con muestra (a tres tiempos), tras secarse en la estufa a 110 ºC:
A → 45,498 g (para t’ = 0)
B → 43,371 g (para t’ = 4min 48seg)
t’ = crisol con alícuota
C → 43,073 g (para t’ = 8h)
- Cálculo del resto de fracciones de la muestra (LG, LF, A):
(t’ = 0) – (t = 0) = A + LF + LG = Valor 1
(t’ = 4min 48seg) – (t = 4min 48seg) = A + LF = Valor 2
(t’ = 8h) – (t = 8h) = A = Valor 3
45,498 g – 45,192 g = 0,306 g = Valor 1 = A + LF + LG
43,371 g – 43,128 g = 0,243 g = Valor 2 = A + LF
43,073 g – 42,978 g = 0,095 g = Valor 3 = A
A = 0,095g
LF = Valor 2 – Valor 3 = 0,243 – 0,095 = 0,148 g
LG = Valor 1 – Valor 2 = 0,306 – 0,243 = 0,063 g
Estos tres valores de A, LG y LF los multiplicamos por 50, ya que cogimos alícuotas de 20ml de un
volumen total de 1l y queremos conocer las cantidades en relación al volumen total.
LF = 0,148 x 50 = 7,4 g
LG = 0,063 x 50 = 3,15 g
A = 0,095 x 50 = 4,75 g
LF = 7,4 g
LG = 3,15 g
A = 4,75 g
- Cálculo del total de partículas minerales del suelo:
AG + AF + LG + LF + A = Z gramos de suelo
1,487 + 2,829 + 3,15 + 7,4 + 4,75 = 19,616 g de suelo ≈ 20 g iniciales
AG + AF + LG + LF + A = 19,616 gramos de suelo
- Cálculo del porcentaje de las distintas fracciones con respecto al valor total de gramos de suelo:
19,616 g suelo
AG = 1,487 g
19,616 g suelo
AF = 2,829 g
19,616 g suelo
LG = 3,15 g
19,616 g suelo
LF = 7,4 g
19,616 g suelo
A = 4,75 g
100
X
X = 7,59% de AG
100
X
X = 14,42% de AF
100
X
X = 16,06% de LG
100
X
X = 37,72% de LF
100
X
X = 24,21% de AF
AG = 7,59%
AF = 14,42%
LG = 16,06%
AG + AF + LG + LF + A = 100%
LF = 37,72%
A = 24,21%
Total = 100%
Arcilla = 24%
Limo = LG + LF = 54%
Arena = AG + AF = 22%
Según el diagrama textural de la USDA nuestro suelo pertenece a la clase textural (F-L), que
se corresponde con un suelo franco-limoso.
Práctica 2: Densidad Real. Método del Picnómetro
Objetivos
Determinación de la densidad real (Dr) de las partículas sólidas del suelo. La densidad real
generalmente expresada en g/cm 3 suele encontrarse entre valores de 2,5-2,7 g/cm3.
Materiales
• Picnómetro:
• Balanza de precisión
Procedimiento
Comenzamos pesando los picnómetros vacíos para así conocer la tara de los mismos (P0).
A continuación se llenan los picnómetros con agua destilada y enrasamos; y se efectúa una
segunda pesada con los picnómetros llenos de agua (P1).
Se saca aproximadamente la mitad del agua que contenía cada picnómetro y echamos dos
cucharadas de suelo seco a cada picnómetro (aproximadamente 10 g), ayudándonos de un
embudo de papel.
El siguiente paso es otro enrasamiento, pero dejamos que el suelo se humedezca durante 30
minutos, debido a que el alto contenido en materia orgánica retarda este proceso. Una vez
trascurrida la media hora enrasamos y pesamos de nuevo (P2).
Se seca el contenido del picnómetro en una estufa a 105º C y pasados 2 días realizamos la
tercera pesada del picnómetro, con el material ya seco (PS).
Resultados
• Pesos de los picnómetros vacíos → (P0)
1 → 45,950 g
2 → 44,192 g
Trabajaremos con medias de los dos picnómetros:
P0 = 45,071 g
• Pesos de los picnómetros llenos de agua → (P1)
1 → 92,916 g
2 → 91,981 g
P1 = 92,448 g
• Pesos de los picnómetros con el suelo húmedo → (P 2)
1 → 98,081 g
2 → 96,840 g
P2 = 97,460 g
• Pesos de los picnómetros con el suelo seco → (PS)
1 → 55,440 g
2 → 53,008 g
PS = 54,224 g
* El suelo que hemos utilizado pertenecía a la bolsa 62
- Cálculos de la densidad real de acuerdo con la siguiente expresión:
Densidad real = (Peso del suelo) / (Volumen de agua desplazada)
Dr = (PS – P0) / (P1 – P2 + PS – P0)
P0 = 45,071 g
P1 = 92,448 g
Dr = (54,224 – 45,071) / (92,448 – 97,460 + 54,224 – 45,071) = 2,21g/cm3
P2 = 97,460 g
PS = 54,224 g
Dr = 2,21 g/cm3
Práctica 3: Densidad Aparente. Método del cilindro.
Objetivos
Determinación de la densidad aparente (Da), que se define como la masa de suelo por unidad
de volumen, incluyendo el espacio poroso. El tamaño y organización de las partículas si afectan a
la densidad aparente, a diferencia de la densidad real.
Materiales
• Cilindro de acero
• Sonda (aplicador de cilindros)
• Balanza de precisión
Sonda
• Pesa muestras
Cilindro de acero
Procedimiento
En primer lugar pesamos la bandeja sobre la que colocaremos la muestra de suelo. En el
exterior hacemos un agujero en el suelo con la sonda y en el interior del agujero, colocamos una
bolsa que rellenaremos con agua y cuyo volumen procederemos a medir.
La tierra contenida en el cilindro de acero se lleva al laboratorio, y una vez allí se saca el suelo
del cilindro y pesamos la tierra húmeda. Se determina el volumen del cilindro. Dejamos secar la
tierra húmeda en la estufa a 105º C, hasta que alcance peso constante; por lo que se espera 24 h,
que es el tiempo que suele necesitar. A las 24 h pesamos el suelo seco (PS).
Resultados
• Peso de la bandeja sobre la que recogemos la muestra de suelo
P bandeja = 6,03 g
• Cálculo de la densidad aparente según la siguiente expresión:
Da = PS / Volumen del cilindro
PS (Peso Seco) tras 24h en la estufa a 105º C:
PS’ = 340,57 (sin incluir los datos de la bandeja)
PS’ – P bandeja = 340,57 – 6,03 = 334,54 g
PS = 334,54 g
El volumen del cilindro lo calculamos como el volumen de agua que metemos en la bolsa que
recubre el agujero hecho por la sonda, medido con una probeta.
Volumen del cilindro = 320 ml
Da = 334,54 g / 320 ml = 1,045 g/ml
Da = 1,045 g/cm3
• Cálculo de la humedad gravimétrica según la expresión siguiente:
Humedad gravimétrica = {Peso húmedo (Ph) – Peso seco (PS) / Peso seco} x 100
El peso húmedo determinado en el laboratorio fue:
Ph = 399,57 g
Humedad gravimétrica = {(399,57 – 334,54) / 334,54} x 100
Humedad gravimétrica = 19,438%
Práctica 4: El color
Objetivo
Determinación del color en húmedo y en seco de dos tipos diferentes de suelo. El color es una
propiedad física relacionada con la pérdida o ganancia de energía radiante. La determinación del
color permite conocer el contenido en materia orgánica y otras características de los suelos, por lo
que se usa como criterio auxiliar en algunas clasificaciones.
Las tablas de Munsell determinan tres propiedades del color: matiz, valor y croma.
Materiales
• Tablas de Munsell
• Muestras de suelo
• Papel secante
Procedimiento
El color se va a determinar tanto en seco como en húmedo. Colocando las muestras sobre un
papel secante se introducen bajo las hojas de la clave y se realiza una comparación. Lo primero
que se anota será el matiz, que se corresponde cada uno con cada hoja de la tabla de Munsell, y
expresa la longitud de onda dominante en la radiación reflejada.
A continuación se determina el brillo que expresa la proporción de luz reflejada. Por último, se
anota el croma que corresponde a la intensidad del color espectral dominante o saturación
cromática.
Resultados
• Determinación del color del suelo seco:
- Muestra suelo 1 ö 10R 3/6 → Dark red
- Muestra suelo 2 ö 10YR 4/3 → Brown
• Determinación del color del suelo húmedo (tras mojar las muestras anteriores con agua
destilada):
- Muestra suelo 1 ö 10R 3/4 → Dusky red
- Muestra suelo 2 ö 7,5YR 2,5/3 → Very Dark Brown