Quinto informe - Agua

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA
FACULTAD DE AGRONOMÍA
DEPARTAMENTO DE SUELOS
CURSO: LABORATORIO DE EDAFOLOGÍA
Agua en el suelo
Profesor(a):
● Sara Inés Malpica Ninahuanca
Integrantes: Mesa N°5
● Ayala Ingaroca, Nayelie Anabel 20181280
● Alca Arzapalo, Andres Alejandro 20161331
● Custodio Jaimes, Rosa María 20181002
● Rojas Espinoza, José Miguel 20181022
Horario de práctica:
● Martes de 8:00 a 10:00 a.m.
LIMA, PERÚ
2023
1. INTRODUCCIÓN
El suelo y el agua son dos recursos importantes que ya sea directa o indirectamente estas
afectan nuestra vida diaria. El suelo está compuesto por una fracción sólida, una líquida y
una gaseosa. Estos elementos actúan en el interior del suelo para formar arreglos de
poros y vacíos (estructura) que determinan los flujos de calor, aire y agua en el suelo. El
suelo es un material poroso lo que facilita que el agua se almacene en estos y fluya en la
red conectada de poros (Sela, 2022). El agua se retiene en el suelo en los poros entre las
partículas del suelo. Por lo tanto, la cantidad máxima de agua que un suelo específico
puede contener es igual a su porosidad (el volumen total de los poros). La relación
agua-suelo se refiere a la capacidad de los suelos de retener humedad, la cual depende de
varios factores (Proain, 2021). El agua que circula en el suelo está compuesta en tres
fracciones: higroscópica, capilar y gravitacional. En el presente informe se explaya
conceptos e ideas que hemos considerado de importancia en nuestra investigación sobre
el contenido de agua en el suelo y su cálculo.
2. OBJETIVOS
● Saber aplicar el método gravimétrico para determinar el contenido de humedad en
muestras de suelo, los coeficientes hídricos del suelo (capacidad de campo y punto de
marchitez) a partir de la humedad equivalente (H.E.)
● Saber comparar el movimiento del agua a través de tubos capilares conteniendo suelo
de textura arenosa y franca
3. MARCO TEÓRICO
El agua. Es uno de los componentes fundamentales en la productividad para los
ecosistemas agrícolas. El agua del suelo debe ser considerada como retenida en los
poros del suelo a diferentes niveles de energía, y que al contener sustancias orgánicas
e inorgánicas disueltas constituye la solución del suelo.
Sus propiedades son:
● Densidad baja: 1 gr/cm3 a 4 °C
● Peso molecular bajo
● Gran calor específico.
● Alto punto de ebullición.
● Compresibilidad casi despreciable: 1gr de agua = 1cm3 de agua.
● Tensión superficial alta
Fuerzas que afectan la energía potencial del agua del suelo
Tres son las fuerzas que afectan el estado energético:
1. La adhesión o adsorción, la atracción del agua por la fracción sólida del suelo
determina la fuerza matricial.
2. La atracción del agua por los iones y otros solutos generando las fuerzas osmóticas.
3. La fuerza gravitacional es lo que determina el movimiento del agua hacia abajo.
Formas de agua en el suelo
● Agua de escorrentía: Circula sobre y a través de los horizontes superiores, de manera
paralela a la superficie del suelo. La escorrentía se forma tras el inicio de la lluvia
sobre la superficie del suelo cuando existe una cierta pendiente, aunque sea muy baja
● Agua gravitacional: Es el agua que pierde un suelo saturado por gravedad.
● Agua gravitacional de flujo rápido. Circula a través de los poros de diámetro
superior a 50 µm de diámetro durante las primeras horas después de la lluvia.
● Agua gravitacional de flujo lento. Circula durante varias semanas después de la
lluvia a través de los poros de diámetro comprendido entre 50 y 10 µm
● Agua retenida: Es el agua retenida por el suelo en los poros más finos (<10 micras)
● Agua capilar: Es el agua retenida en los mesoporos, y que es utilizable por las
plantas.
● Agua higroscópica: Es el agua que queda retenida en los microporos, formando una
película muy fina que recubre la pared de las partículas del suelo. Está tan
fuertemente retenida que no es absorbible por las raíces
Mecanismos de retención del agua por parte del suelo
Agua higroscópica:
Debido al carácter dipolar de agua, su extremo es atraído por las cargas negativas del coloide,
por lo cual se forma una nueva capa superficial negativa que orienta y retiene otra capa de
agua, llegando de 3 a 4 capas.
Coeficiente higroscópico:
Máxima proporción de agua que retiene un suelo en forma higroscópica y es igual al H% que
un suelo en forma higroscópica y es igual al H% que un suelo es capaz de adsorber a partir de
una atmósfera con 100% de humedad
Capilaridad:
Debido al pequeño tamaño algunos poros del suelo retienen agua por capilaridad y la fuerza
con que la retienen es inversamente proporcional a su tamaño. Es un fenómeno de adhesión.
Repulsión de partículas:
En el suelo la concentración de cationes cerca de los coloides (doble capa difusa) es mayor
que en el seno de la solución, aumentando el potencial osmótico entre las micelas tendiendo
agua a fluir a esa zona, separándose la lámina de arcilla y así el sistema se hincha.
Cuantificación de la humedad en el suelo
Para cuantificar la humedad en el suelo se debe determinar la cantidad del componente agua
de la fase líquida.
El contenido de humedad se puede cuantificar en unidades de masa (peso) y volumen, y
también se puede expresar en porcentaje (%)
Peso Humedad Gravimétrica
Volumen Humedad Volumétrica
Determinación del porcentaje de humedad:
Método gravimétrico
La humedad del suelo se puede expresar gravimétricamente con base en la masa, o
volumétricamente, con base al volumen, se entiende por la masa de agua contenida por
unidad de masa de sólidos del suelo. Frecuentemente, se expresa como un porcentaje
El suelo seco se obtiene luego de introducir el suelo húmedo a la estufa durante 24 horas,
como mínimo, a 105°C. La humedad gravimétrica puede expresarse en forma de humedad
volumétrica, utilizando la siguiente fórmula:
% 𝐻𝑢𝑚𝑒𝑑𝑎𝑑 𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 (𝐻𝑑𝑣) = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑑𝑒 𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜 *100𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒𝑙 𝑠𝑢𝑒𝑙𝑜
Sin embargo, la relación entre la humedad volumétrica y la humedad gravimétrica es la
siguiente:
𝐻𝑑𝑣 = 𝑑𝑎*𝐻𝑑𝑔𝑑𝐻2𝑂
𝑯𝒖𝒎𝒆𝒅𝒂𝒅 𝒗𝒐𝒍𝒖𝒎é𝒕𝒓𝒊𝒄𝒂 (𝑴𝒈/𝒉𝒂) =𝑷𝒄𝒂 ∗ 𝑯𝒅𝒗
4. CONCLUSIONES
● Para cada textura de suelo arenoso, suelo franco arenoso, franco arcilloso, arcilloso,
franco,franco limo arenoso pudimos apreciar como varía el porcentaje de humedad de
cada uno ya sea por el método gravimétrico o el de Humedad equivalente.
● De igual forma pudimos apreciar también la magnitud de la velocidad o movimiento
(ascenso del agua) por efecto de la capilaridad para cada tipo de textura
5. CUESTIONARIO
1. ¿Qué factores afectan los valores de las constantes de humedad en el suelo?
Las constantes del suelo son:
● Coeficiente de marchitez permanente
● Capacidad de campo
● Coeficiente higroscópico
Los cuales pueden ser afectados por factores determinantes como la pendiente, textura, la
materia orgánica, estructura, espesor y cantidad de agua que recibe el suelo
2. Una muestra que al secarse a la estufa eliminó 6 cm3 de agua se determinó que
contenía 15% de humedad gravimétrica. ¿Cuál era su peso original en húmedo?
V=6 cm3
m=1g.cm-3*6 cm3
15 = 6*100𝑃𝑠𝑠
Pss = 40
Como se eliminó 6 cm3 se le añade lo que se eliminó al Pss dando como resultado del
Psh =40+6 = 46
3. ¿Qué cantidad de agua debe agregarse a 100 g de suelo para saturar completamente
el suelo, si su densidad aparente es de 1.3 g cm-3 y su densidad real de 2.6 g cm-3?
Hallando el % de porosidad:
%P = (1 - D.a/D.r) x 100
%P = (1 - 1.3/2.6) x 100 = 50% es la Humedad actual en volumen
Necesitamos % de H (peso):
H (peso) = H (volumen)/ g.e.a.
H (peso) = 50 / 1.3 g/cm3 = 38.46%
%H(peso) = Psh - Pss / Pss x 100
38.46 =Agua/ 100g x 100
Agua = 38.46g deben agregarse.
4. Haga un esquema o gráfico del agua del suelo indicando: formas, coeficientes
hídricos, tensión de retención en atmósferas, clasificación biológica, clasificación física,
apariencia del suelo, etc.
5. Complete el cuadro anexo, en baseal gráfico referente a curvas características de
humedad.
SUELO Hd v
SATURACIÓN
(%)
Hd v
CC
(%)
Hd v
PM
(%)
POROSIDA
D (%)
ESPACIO
AÉREO
(%)
AGUA
ÚTIL (%)
A (Arenoso)
B (Arcilloso)
40
60
9
38
2
24
40
60
31
32
7
14
6. A partir de la siguiente tabla de datos ¿Cuál de los tres suelos está más próximo a la
saturación? ¿Por qué?
TEXTURA DENSIDAD
APARENTE
(g cm-3)
PESO DEL
SUELO
HÚMEDO (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
38.00
40.02
41.70
A partir de los datos podemos ver que el suelo más cercano a la saturación de los tres es la
arena franca. Su porosidad es del 39.62 % y la cantidad de agua en el momento es de 38 % lo
que significa que el agua casi ocupa todo el espacio de los poros en el suelo (saturación).
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Proain. (2021). Relación agua y suelo en la agricultura. ]Recuperado de
https://proain.com/blogs/notas-tecnicas/relacion-agua-y-suelo-en-la-agricultura
Sela, G. (2022). EL AGUA DEL SUELO. Cropaia. Recuperado de
https://cropaia.com/es/blog/el-agua-del-suelo/
https://proain.com/blogs/notas-tecnicas/relacion-agua-y-suelo-en-la-agricultura
https://cropaia.com/es/blog/el-agua-del-suelo/