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

    El método de la pipeta es una determinación directa del contenido de arcilla, por lo que se considera como referencia y adecuado en comparación con el método del densímetro. Además, en ciertos tipos de suelo, el método del densímetro puede sobrestimar o subestimar el contenido de arcilla, dando como resultado errores en la cuantificación del limo.

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 de Wagner (TE-160/24) con capacidad para 24  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.

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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/.