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Textura y granulometría del suelo: comprenda esta relación
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La textura del suelo y la granulometría son términos relacionados y generalmente se utilizan incorrectamente como sinónimos, generando dudas cuando el tema es el análisis físico del suelo.
La textura es una propiedad física del suelo que expresa la distribución
cuantitativa de partículas minerales en una masa de suelo definida mediante un
análisis granulométrica. Es una de las propiedades del suelo que menos cambia
con el tiempo, siendo considerado uno de los principales indicadores de la
calidad y productividad del suelo, ya que influye en la infiltración y
retención del agua en el suelo, la aireación, así como el ciclo de nutrientes, entre
otros factores.
ANÁLISIS GRANULOMÉTRICO
El análisis granulométrico, también llamado análisis de textura, es un
tipo de análisis físico que determina la textura del suelo resultante de la
proporción relativa entre los diferentes grupos de partículas primarias (arena,
limo y arcilla existentes en una masa de suelo) según sus diámetros. El
propósito del análisis es determinar la proporción de partículas menores de 2
mm en clases de tamaño. En la figura 1, es posible ver, hipotéticamente, la
comparación entre los tamaños de partículas de arena (arena), limo (limo) y
arcilla (arcilla).
Figura 1. Tamaño de las partículas minerales del suelo (Fuente: Soil Science Society of American).
Los principios del análisis granulométrico son: rotura de agregados del
suelo por desagregación mecánica, dispersión química para individualizar
partículas minerales, separación de estas partículas por tamaño mediante
tamizado y sedimentación en medio acuoso. La separación de la fracción de arena
se realiza mediante tamizado y su determinación mediante pesaje. Las fracciones
de arcilla y limo se separan según el principio de velocidad diferencial de
sedimentación de partículas de acuerdo con la Ley de Stokes. Después de la
sedimentación, la arcilla se determina pesando (método de pipeta) o usando un
densímetro (método de hidrómetro).
Después de obtener los porcentajes de arena, arcilla y limo
(determinados por diferencia), se conectan entre sí, de modo que el punto de
encuentro de las tres fracciones apunta a la textura del suelo, definida
mediante un triángulo textural (Figura 2).
Figura 2. Triángulo de textura simplificado para determinar la textura del suelo. Fuente: Embrapa (2018).
MÉTODO DE LA PIPETA
Ø Preparación de la muestra
La muestra debe secarse a 40°C en una Estufa con Renovación y Circulación de Aire (TE-394). Tras el secado, se debe pasar toda la muestra por un tamiz con abertura de malla de 2 mm, rompiendo los áridos manualmente, sin utilizar martillos y molinos, obteniendo la denominada Tierra seca al Aire (TFSA). Los granos de más de 2 mm (gravas, guijarros y cantos rodados), que no se deshacen manualmente, no se utilizan en el análisis del tamaño de partículas.
Ø Preparación de la muestra
La muestra debe secarse a 40°C en una Estufa con Renovación y Circulación de Aire (TE-394). Tras el secado, se debe pasar toda la muestra por un tamiz con abertura de malla de 2 mm, rompiendo los áridos manualmente, sin utilizar martillos y molinos, obteniendo la denominada Tierra seca al Aire (TFSA). Los granos de más de 2 mm (gravas, guijarros y cantos rodados), que no se deshacen manualmente, no se utilizan en el análisis del tamaño de partículas.
Ø Pre-tratamientos
El pre tratamiento de muestras tiene como objetivo eliminar agentes cementantes (como materia orgánica), iones floculantes (por ejemplo, carbonatos) y sales solubles que pueden afectar la dispersión (o acción dispersante) y estabilización de la suspensión del suelo. Para suelos calcáreos, salinos y ricos en materia orgánica, se requieren pre tratamientos específicos.
Ø Humedad de la muestra
Con una balanza analítica,
transfiera entre 4 y 6 g de TFSA a un recipiente de aluminio. Tenga en cuenta
el peso de la muestra húmeda (Mu). Secar en Estufa con renovación y circulación de aire (TE-394) a 110 ° C
durante 8 horas. Pese y anote el peso de la muestra seca (Ms). Calcule la
humedad de la muestra (U) y el factor de corrección (Fc), de acuerdo con las
ecuaciones siguientes. El Fc se utilizará más adelante en el cálculo de la
fracción de arcilla.
El valor de la humedad de la TFSA, en general, está entre de 1 e 2 %.
Ø Procedimiento
- Utilizando una balanza analítica, pesar 10g de muestra (TFSA)
- En seguida transferir para probetas de 500mL y adicionar 50mL de solución
de dispersión
- *Solución de dispersión: Solución de hidróxido de sodio 0,1 mol L-1 y
hexametafosfato de sodio 0,016 mol L-1. Para preparar la solución: 4 g de
hidróxido de sodio PA y 10 g de hexametafosfato de sodio PA. Disuélvalos en 200
mL de agua destilada. Agitar y transferir a un matraz aforado de un litro
usando un embudo. Completar con agua destilada y mezclar.
- Transferir el contenido para un Agitador vertical y agitar por 16
horas a 30 rpm. Para esta etapa, puede ser utilizados los siguientes equipos:
- Agitador de Wagner (TE-160) con capacidad para 8 pruebas
-
- Agitador para análisis físico de suelos (TE-161) con capacidad para 60 pruebas
- Agitador para análisis físico de suelos (TE-161/2) con capacidad para 12 pruebas
Se recomienda que la agitación sea realizada en un período nocturno, optimizando
la rutina del laboratorio.
Separación de la fracción de arena
- Al final del tiempo de agitación, transferir todo el contenido a otra
probeta de 500 mL, pasando por un tamiz con malla de 0.053 mm (ASTM/TYLER/ABNT
260) utilizando un frasco con agua destilada para lavar el tapón y la boca del
recipiente de la muestra en el tamiz de 0,053 mm. Si hay espuma, se puede usar
alcohol a 70 ° con una botella rociadora.
- Con la ayuda de una piseta, lavar el material retenido en el tamiz de
0.053 mm y transferirlo a otro vaso de precipitados de vidrio. Secar en Estufa con renovación y circulación de aire (TE-394) a 105-110°C durante al menos 8 horas. Dejar enfriar y pesar en una
balanza analítica. El material retenido en el tamiz de 0.053 mm es la masa de
la fracción de arena total.
- Cuando sea necesario, la arena total se puede fraccionar, utilizando
tamices (0.106; 0.210; 0.50; y 1.00 mm) y un Agitador electromagnético (B-AGIT).
Preparación de la suspensión
- Preparar una probeta con la suspensión de la prueba en blanco: añadir 50
mL de la solución de dispersión* y completar con agua destilada.
- Completar el volumen de la probeta (que contiene arcilla y limo,
obtenido anteriormente) a 500 mL con agua destilada.
- Homogeneizar la muestra en el Agitador verticial de probetas (TE-167) con una varilla agitadora, de modo que cada probeta se agite aproximadamente 10 veces.
- Después de agitar, marque el tiempo de suspensión de reposo cero y mida
la temperatura de la prueba en blanco en la probeta.
Separación de la fracción de arcilla (pipeta)
- El tiempo para obtener la fracción de arcilla está determinado por la ley de Stokes y varía con la temperatura de la suspensión. Compruebe el tiempo de recogida de la alícuota de la fracción de arcilla según la temperatura inicial (Cuadro 1).
Tabela 1. Tiempo de sedimentación de partículas de suelo con peso específico de 2.60 g cm-3 y diámetro mayor a 0.002 mm en función de la temperatura para recolectar la fracción de arcilla a una profundidad de 5 cm en la suspensión.
- Pasado el tiempo necesario para la estabilización de la suspensión y
sedimentación de partículas mayores a 0.002 mm (arena y limo), introducir la
pipeta a una profundidad de 5 cm para recolectar 10 mL de la suspensión que
contiene arcilla. Aspire continuamente para evitar remolinos.
- Transfiera la alícuota a una cápsula de porcelana. Realice el mismo
procedimiento con la prueba en blanco, que contiene la solución de dispersión y
agua.
- Secar las cápsulas en Estufa con Renovación y Circulación de Aire (TE-394) a 105-110°C por 8 horas.
- Retirar las cápsulas de la estufa, dejar enfriar en desecador (TE-3950/1) y pesar rápidamente en balanza analítica, para obtener la masa de arcilla + solución de dispersión (MARG+D) y la masa de la solución de dispersión (MD).
Ø Cálculos
FRACCIÓN DE ARCILLA
ARG = Fracción arcilla, g kg -1
MARG+D = masa de 10 mL de la suspensión de arcilla + solución de dispersión, g
MD = masa de 10 mL de la suspensión con solución de dispersión, g
MTFSA = masa inicial de tierra fina seca al aire (10 g)
Valiq = volumen de la alícuota de la suspensión (10 mL)
Vprov = volumen de la probeta utilizada (500 mL)
Fc = factor de corrección de la humidad (Ecuación 2).
FRACCIÓN DE ARENA
ARENA = Fraccíon de arena, g kg-1
Mareia = masa de arena secada al horno(estufa), g
Si la arena está fraccionada, la arena total será la suma de las fracciones.
FRACCIÓN DE LIMO
La fracción de limo se calcula por diferencia, de acuerdo con la siguiente ecuación:
CONSIDERACIONES FINALES
El análisis granulométrico se utiliza para la clasificación del suelo, para ayudar en las recomendaciones de fertilización, encalado, adición de yeso, y en la caracterización del suelo con el fin de planificar las prácticas agronómicas. El éxito de este análisis depende de la preparación de la muestra y un adecuado fraccionamiento de la muestra y los componentes granulométricos, es importante utilizar procedimientos y equipos de laboratorio que estén en línea con las metodologías de análisis oficiales.
SOBRE TECNAL
Tecnal tiene como misión contribuir para el desarrollo científico, tecnológico y con la industria nacional e internacional por medio de la fabricación y comercialización de equipos científicos, de la prestación de servicios especializados, y de la difusión del conocimiento.
REFERENCIAS
DE MARIA,
I.C (Org). Métodos de Análise Física de Solos do Instituto Agronômico de
Campinas: Boletim Técnico Análise Granulométrica. Campinas, Instituto Agronômico, 2021.33 p. Disponible en: http://lab.iac.sp.gov.br/Publicacao/boletim_tecnico_analise_granulometrica_v12Mai2021.pdf
EMBRAPA
Solos. Sistema Brasileiro de classificação de solos. 5a ed.,Brasília: EMBRAPA
Solos, 2018. 356p. Disponible en:
https://www.embrapa.br/busca-de-publicacoes/-/publicacao/1107206/sistema-brasileiro-de-classificacao-de-solos
Soil Science Society of American: Physical Properties of Soil. Disponible en: https://www.soils4teachers.org/physical-properties/.
