FFííssiiccaa ddeellSSuueelloo

Cátedra de Edafología

Facultad de Agronomía y Zootecnia

Universidad Nacional de Tucumán

Contenido:

• El suelo como sistema trifásico

• Textura del suelo

• Densidad de las partículas

• Densidad aparente

• Estructura del suelo

• Porosidad

• Bibliografía

FÍSICA DEL SUELOIng. Agr. Rafael Gimenez

2Física del Suelo

EL SUELO COMO SISTEMA TRIFÁSICO

Un sistema natural puede consistir de una o más sus-tancias y una o más fases. Una región, dentro de un sis-tema, que presente similares propiedades físicas en todosu volumen, es llamada fase. En la naturaleza existentres fases principales: sólida, líquida y gaseosa.

Un bloque de hielo es un ejemplo de un sistema deuna sola sustancia (agua) y una sola fase. Una mezcla dehielo y agua, en cambio, define un sistema de un solocompuesto pero con dos fases. Una solución de agua ysales es un sistema monofásico compuesto de dos susancias diferentes.

En un sistema heterogéneo y polifásico, sus propieda-des difieren no solo entre una fase y otra sino tambiénentre la parte interna de una fase y la zona de separacióncon la fase o fases vecinas: interfase. Precisamente de lamagnitud del área de estas interfases, van a dependeruna serie de procesos o fenómenos físico-químicos im-portantes, como ser adsorción, tensión superficial, fric-ción, etc.

Un sistema que presenta al menos una de sus fasessubdividida en pequeñas partículas, las cuales presentan,en conjunto, una gran área interfase, es llamado sistemadisperso.

En base a lo expuesto, podemos considerar al suelocomo un sistema heterogéneo, polifásico y disperso, enel cual el área interfacial por unidad de volumen, puedeser muy grande. El carácter disperso del suelo da lugar auna serie de procesos que se producen en la zona de in-terfase; ejemplos de estos procesos son la floculación,intercambio iónico, adsorción de agua y nutrientes, capi-laridad, etc.

Las tres fases que ordinariamente se presentan en lanaturaleza, se manifiestan también en el suelo: fase só-lida, es llamada la matriz del suelo, constituida por unafracción mineral y una orgánica; fase líquida, la cual con-siste de diversas sustancias disueltas en agua, de ahí quese llama solución del suelo y fase gaseosa, llamada tam-bién la atmósfera del suelo (Figura 1).

PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS SUELOS

La fase sólida del suelo está compuesta de sustanciasde diferente naturaleza química y mineralógica, de va-riada forma, tamaño y orientación.

El comportamiento mecánico de la fase sólida delsuelo determina, a su vez, las propiedades físicas delsuelo, las cuales pueden ser divididas en dos grupos prin-cipales:

• a) Características físicas fundamentales: tex-tura, estructura, color, consistencia, densidad ytemperatura.

• b) Características físicas derivadas: porosidad,capacidad de aire, capacidad de agua, compacta-ción y profundidad radicular efectiva.

DISTRIBUCIÓN DE LAS PARTÍCULAS DE SUELOPOR TAMAÑO

La fase sólida del suelo está constituida por compo-nentes minerales de diferentes tamaños. La distribuciónpor tamaño de estas partículas está relacionada, comose mencionó, con diversas propiedades físico-químicasdel suelo.

Las partículas del suelo varían en tamaño en formacontínua, sin embargo, con un fin práctico, se han defi-nido, arbitrariamente, grupos de tamaños de partículas.A cada agrupamiento de partículas, definido en funciónde un límite máximo y uno mínimo de diámetro equiva-lente, se lo denomina .

El material de suelo con diámetro equivalente inferiora 2 mm corresponde a la fracción fina del suelo, dondese encuentran la arena, el limo y la arcilla (Figura 2); alcomprendido entre 2 mm y 25 cm, se le denomina frag-mentos gruesos y con más de 25 cm, hablamos de pe-dregosidad o rocosidad, ésta última ya no forma parte dela masa del suelo.

Grava: se origina directamente del proceso de mete-orización de la roca madre, por lo tanto presenta,prácticamente, su misma constitución. Su forma y an-Figura 1: Fases del suelo.

Figura 2: Representación visual de los tamaños relativos de arena,

limo y arcilla.

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gulosidad van a variar con el medio, intensidad y dis-tancia de transporte.Arena: esta fracción también proviene de la desinte-gración física de la roca madre, manifestando, por lotanto, una mineralogía similar a ésta. Se presentan,además, algunos minerales primarios, principalmentecuarzo (Figura 3), también fragmentos de mineralessecundarios como feldespatos, mica, etc.Limo: esta fracción consiste en partículas de tamañointermedio entre la arena y la arcilla. Mineralógica-mente son similares a las arenas pero, debido a su pe-queño tamaño y, consecuentemente, mayor superficieespecífica que la arena, pueden exhibir, hasta ciertogrado, atributos físico-químicos semejantes a los delas arcillas.Arcilla: está constituida por materiales secundarios(formados a partir de las transformaciones químicasde minerales primarios contenidos en la roca madre).Generalmente aluminosilicatos de forma laminar. Supequeño tamaño y su forma característica, originanuna elevada superficie por unidad de masa, lo quetrae como consecuencia una gran actividad físico-quí-mica. De ahí que ésta fracción sea la que más influyeen las propiedades y características de los suelos (fe-nómenos de expansión y contracción, procesos de ad-sorción de agua y nutrientes, etc) (Figura 4).

TEXTURA DEL SUELO

El término textura hace referencia a la proporción re-lativa de arena, limo y arcilla, en la masa del suelo, esdecir, a las partículas inferiores a 2 mm de diámetroequivalente.

Bajo un punto de vista “dinámico”, se puede definirla textura como el conjunto de propiedades que resultandirectamente del tamaño de sus elementos individuales.

La textura es, quizás, la característica más perma-nente del suelo aunque puede ser modificada por la re-moción de horizontes superficiales por laboreo y eldesarrollo de una nueva superficie de textura diferente;o por la acumulación de materiales acarreados por elviento o por el agua de riego, etc.

Las partículas del suelo varías en tamaño en formacontinua, sin embargo, con un fin práctico, se han defi-nido, arbitrariamente, grupos de tamaños de partículas.A cada agrupamiento de partículas, definido en funciónde un límite máximo y uno mínimo de diámetro equiva-lente, se lo denomina .

Los sistemas de clasificación de partículas de acuerdoa sus tamaños, más conocidos y utilizados son, el pro-puesto por el Departamento de Agricultura de Nortea-mérica (USDA) y el elaborado por la SociedadInternacional de Ciencia del Suelo (ISSS) (Tabla 1).

CLASES TEXTURALES

El suelo generalmente no presenta una sola fraccióngranulométrica, sino una mezcla de fracciones en dife-rentes proporciones. Una combinación de fracciones gra-nulométricas en una determinada proporción defina unaclase textural.

En la Figura 5 se presenta un esbozo de términos ge-nerales aceptables, divididos en cinco clases, relaciona-das con los nombres de las clases texturales básicas.

Para que un material sea considerado arenoso debe

Figura 3: Composición mineralógica de las diferentes fracciones

granulométricas.

Figura 4: Variación de las propiedades del suelo con el tamaño de

las partículas.

Tabla 1: Sistemas de clasificación de partículas según su tamaño.

El tamaño de las partículas está directamente relacionado con sus pro-piedades físico-químicas.

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contener más de 85% de arena, en cambio, un suelo ar-cilloso debe poseer más de 40% de arcilla y menos de

45% de arena. Un suelo franco (menos de 52% dearena y entre 7 a 27% de arcilla) se caracteriza por pre-sentar una mezcla “balanceada” de partículas finas ygruesas, de tal manera de manifestar un equilibrio ensus propiedades cualitativas.

Las proporciones significativas de fragmentos gruesosmás de 2 mm y menos de 25 cm de diámetro) se expre-san en el nombre de la clase textural del suelo por mediode adjetivos apropiados (Tabla 2). Tales fragmentos seconsideran parte de la masa del suelo pues influencian lainfiltración, el almacenamiento de agua y el escurri-miento, etc.

Estas clases texturales se resumen en un triángulo tex-tural (Figura 6), en el cual se indican los límites máximos ymínimos de tamaño de las fracciones arena, limo y arcilla.

Las definiciones de las clases texturales son el resultadode la experiencia y de investigaciones especiales para es-tablecer los límites entre clases texturales, de tal maneraque ofrezcan un buen uso en las interpretaciones de lossuelos.

DETERMINACIÓN DE LA TEXTURA

MÉTODO ORGANOLÉPTICO

La determinación de la clase textural se lleva a caboen el campo mediante el método organoléptico o deltacto. Este método requiere mucha práctica por parte del

evaluador y, aunque puedan obtenerse apreciacionesmuy próximas a las reales, no deja de ser un método es-timativo. Si se requiere una determinación más precisade la textura del suelo, debe recurrirse al análisis de la-boratorio.

ANÁLISIS MECÁNICO O GRANULOMÉTRICO

El análisis mecánico es el procedimiento, realizado enel laboratorio, para determinar la distribución de tamañode las partículas de una muestra de suelo.

El primer paso consiste en dispersar la muestra en unmedio acuoso. Las partículas del suelo, normalmenteagregadas, deben dispersarse. Para ello se eliminan losagentes cementantes y ligantes (como carbonato de cal-cio, materia orgánica e hidróxidos de hierro) y se pepti-zan las arcillas. La remoción de la materia orgánica selogra, generalmente, a través de la oxidación con peró-xido de hidrógeno y la de los carbonatos, disolviéndoloscon ácido clorhídrico. La dispersión se logra con unagente dispersante como ser el metafosfato de sodio ycon agitación mecánica. La función del agente disper-sante es reemplazar los cationes adsorbidos en las arci-llas, particularmente di y trivalentes, con sodio, catiónque favorece la peptización de las partículas. Una defi-ciente dispersión resultaría en una floculación de las ar-cillas, registrando un tamaño similar al de la arena o limo,subestimando, por lo tanto, el real contenido de arcillade la muestra de suelo.

La distribución de las partículas por tamaño se basaen el diámetro que presenten. Si dichas partículas fuerangeométricamente regulares no habría ningún problemapara su evaluación. Sin embargo, las partículas del sueloson muy irregulares, de tal manera que es difícil asignar-les alguna longitud, anchura, espesor y diámetro.

No existe un método preciso para medir el tamaño deas partículas. Para tal fin se hace necesario introducir elconcepto de diámetro nominal y diámetro efectivo.

La única alternativa al problema de la irregularidad delas partículas es asignarles una dimensión equivalente.Si este diámetro está basado en el tamaño de la partículaque pudiera pasar a través de un tamiz con perforacioneso aberturas conocidas, la partícula podría tener ese diá-metro nominal, igual a la sección transversal del cilindro.

Otra expresión indirecta del tamaño de la partícula esel diámetro efectivo o diámetro equivalente esférico. Estediámetro está basado en la ley de Stoke.

De acuerdo a la ley de Stokes, en un fluido de deter-minada densidad y viscosidad, la velocidad Terminal deuna partícula esférica, bajo la influencia de la gravedad,será proporcional al cuadrado del radio de dicha partícula.Esta ley se aplica, principalmente en partículas mayoresde 1 μ y menores de 50 a 80 μ.

Una partícula de suelo, de cualquier forma, tendrá undiámetro efectivo igual al diámetro de una esfera quetenga la misma densidad, es decir, que caería con la

misma velocidad considerando que exactamente obe-dece a esta ley.

Para determinar la distribución de tamaño de las par-

Figura 5: Clasificación de las clases texturales.

Tabla 2: Denominaciones usadas en suelos para fragmentos gruesos.

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tículas de una muestra de suelo, por un lado, las partícu-las superiores a 50 μ son separadas en grupos de dife-rentes tamaños, haciendo pasar el material disperso através de un juego de tamices con mallas de diferentesaberturas, lo que define un determinado diámetro nomi-nal de partículas. Por otro lado, las partículas más finasson clasificadas en diferentes tamaños (diámetro efec-tivo) a través de métodos de sedimentación. Uno de losmétodos más exactos y difundidos para medir tamañosde partículas, basado en la ley de Stokes, es el métodode la pipeta.

• Método de la pipeta: la diferencia de cantidad dematerial sólido que permanece en suspensión a unaprofundidad dada en dos tiempos dados, representanla cantidad de material que se ha asentado o despla-zado más allá de la profundidad de medida, en el in-tervalo de tiempo. La distancia recorrida por laspartículas, en un determinado tiempo, define una ve-locidad de sedimentación la cual, a través de lo ex-puesto, puede relacionarse con el tamaño de estaspartículas.Uno de los métodos más difundidos y exactos para

medir la concentración de las partículas en suspensiónes tomar con una pipeta una muestra de la suspensióna la profundidad deseada. Se puede determinar lacantidad de sólido en el volumen que se ha tomadocomo muestra, evaporando el agua, secando el resi-duo y pesándolo. Este método necesita que la pipetasea llenada a una velocidad uniforme.

• Método del hidrómetro: consiste en determinar, endiferentes tiempos, la cantidad de sólidos en el ma-terial en suspensión. La densidad de la suspensión semide por medio de un hidrómetro especial (la pro-fundidad del centro de flotación del hidrómetro varíacon la densidad de la suspensión). A su vez, la den-sidad del medio se relaciona con la cantidad o por-centaje de partículas en suspensión, para lo cual fuenecesario calibrar la metodología con numerosossuelos. El diámetro equivalente de estas partículasen suspensión se estima a través de la velocidad desedimentación, aplicando la ley de Stokes. Se reali-zan lecturas con el hidrómetro a diferentes tiempos,obteniéndose una curva de distribución de tamaño departículas.

Figura 6: Grafico que muestra los porcentajes de arcilla (menos de 0,002 mm), limo (0,002- 0,05 mm) y arena (0,05-2,0 mm) en las clases

texturales básicas del suelo.

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El método del hidrómetro es más rápido pero menospreciso que el de la pipeta. El primero es un método ca-librado (estimativo) que, además, da una lectura prome-dio de la densidad de toda la suspensión. Con la pipeta,en cambio, se realizan lecturas puntuales dentro de lasuspensión, determinándose directamente la cantidad departículas presentes. Sin embargo, con el método de lapipeta tampoco se obtiene una determinación completa-mente real de la distribución de tamaño de partículaspues, en el mismo, se aceptan como ciertos, una serie decondiciones que, en la realidad no se cumplen o bien sólose dan en forma parcial. Por ejemplo, para que la ley deStokes se aplique correctamente debe cumplirse, entreotras cosas, lo siguiente:• 1. Las partículas deben ser lo suficientemente grandes

para no ser afectadas por el movimiento Browniano.• 2. Las partículas deben ser esféricas y todas de igual

densidad.• 3. La suspensión debe ser lo suficientemente diluida

para que no exista interferencia de una partícula consus vecinas.

En definitiva, el análisis mecánico del suelo sólo brinda

un resultado aproximado de la real distribución de ta-maño de partículas. Otro inconveniente del mismo es queno hace distinción entre los diferentes tipos de arcillaspresentes en el material analizado.

PROPIEDADES Y SIGNIFICACIÓN AGROLÓGICA DELA TEXTURA

En la Tabla 3 se indican algunas de las propiedadesmás relevantes de las diferentes fracciones granulomé-tricas y su efecto en la actividad agrícola.

DENSIDAD DE LAS PARTÍCULAS ÓPESO ESPECÍFICO REAL

La densidad de las partículas (DP) o peso específicoreal (PER) se define como la relación entre la masa totalde los sólidos y el volumen de los mismos, sin incluir elespacio poroso. Las unidades de expresión son g/cm3 ot/m3. La DP permite calcular, entre otras cosas, la poosi-dad total del suelo, junto con la densidad aparente, es-tableciéndose las relaciones volumétricas entre las fasessólida, líquida y gaseosa.

Tabla 3: Significación agrológica de la textura.

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Aunque pueden observarse considerables variacionesen la densidad de los suelos minerales individuales (Ta-blas 4 y 5), las cifras para la mayor parte de los mismosvarían entre los estrechos límites de 2,60 a 2,75. Esto esasí porque el cuarzo, feldespato y silicatos coloidales, condensidades dentro de estas cifras constituyen, por lo re-gular, la mayor parte de los suelos minerales. Por excep-ción, cuando están presentes cantidades anormales deminerales pesados, como magnetita, granates, epidota,etc., la densidad de las partículas de un mineral puedeexceder de 2,75.

Debido a que la materia orgánica pese mucho menosque un volumen igual de sólidos minerales, la cantidadde ese constituyente en un suelo, afecta marcadamentea la densidad de las partículas.Para cálculos generales, el término medio de la DP, en unsuelo mineral, puede considerarse igual a 2,65 g/cm3.

DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LAS PARTI-CULAS

El método del picnómetro es el más empleado paraedir la DP. Se basa en determinar la masa y el volumende los sólidos del suelo a través de un frasco (picnóme-tro) de volumen conocido.

Procedimiento1. Pesar el picnómetro limpio y seco (P).2. Agregar 10 g de suelo seco y pesar (Ps).3. Agregar agua destilada1 hasta llenar el picnómetro.

El aire se elimina llevando a ebullición y agitando.4. Pesar el picnómetro con el suelo y el agua (Ps+a).

5. Limpiar el picnómetro y aforarlo con agua destiladahervida y pesarlo (Pa).

Cálculos

DENSIDAD APARENTE O PESO ESPECÍ-FICO APARENTE

Es la relación entre la masa del suelo seco y el volu-men total del mismo, incluyendo el espacio poroso. Susunidades de medida son las mismas de la DP.

Es una característica del suelo que reviste importanciapara el agrónomo pues, a través de ella, se puede calcu-lar el espacio poroso total, transformar la humedad gra-vimétrica en volumétrica, para conocer el peso de la capaarable, para calcular láminas de riego, etc.

La Densidad Aparente (DA) varía con la textura, es-tructura, compactación, materia orgánica, actividad bio-lógica composición mineralógica del suelo.

• Textura: los suelos de textura fina tienen valores deDA menores que los suelos de texturas gruesas. Estose explica por el mayor espacio poroso total de los pri-meros (aunque en la geometría porosa abunden losporos pequeños).

• Estructura: las partículas elementales del suelo sehallan agrupadas en agregados que originan un mayorespacio poroso originando por lo tanto, una DA másbajo. El tipo de estructura también tiene importancia:estructuras con agregados pequeños generan unamayor porosidad que con agregados gruesos.

• Compactación: en la medida en que disminuya el es-pacio poroso, la DA aumentará, de ahí que, por efectode la compactación, éste parámetro aumente. Lascapas inferiores del suelo suelen registrar un valor deDA mayor que las superiores debido al menor conte-nido de materia orgánica, a la presión de las capas su-periores y a su, generalmente, menor estructuración.El laboreo excesivo o el tránsito de maquinarias, pue-den generar, fuerte compactación.

• Materia orgánica: influye en la DA en la medida queafecta la estructura del suelo. Por otro lado, en sueloscon elevado contenido de materia orgánica, la DA serápequeño dado el bajo valor de DA del material orgá-nico.

• Actividad biológica: la actividad de la mesofauna yde raíces originan canalículos y bioporos, especial-mente en los horizontes superiores, aumentando laporosidad y, consecuentemente, disminuyendo los va-lores de DA.

• Composición granulométrica: Como ya se men-cionó, el material constituyente del suelo presenta di-ferentes valores de DP, a la cual se le asigna un valor

Tabla 4: Densidad de las partículas de distintos componentes de la

fase sólida del suelo.

Tabla 5: Densidad de las partículas de distintos suelos.

1 Para determinaciones más precisas, especialmente en suelos con partículas de superficies muy activas (arcillas), debe usarse un líquido no

polar.

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promedio de 2.65. Sin embargo, en suelos con predo-minio de materiales livianos (materia orgánica, vidriovolcánico, etc.) el valor de de DP será bajo y conse-cuentemente también lo será el valor de DA. Casocontrario con materiales pesados, tendremos elevadosvalores de DP y DA (Tabla 6)

En resumen, la DA es un parámetro importante comovalor diagnóstico del estado estructural de los suelos, delgrado de compactación de los mismos del estado delsuelo como medio para el crecimiento y desarrollo de lasplantas.

MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE LA DA

• Método del cilindro: este método consiste en tomaruna muestra de suelo no alterada en un cilindro devolumen conocido. Se seca a estufa a 105º hasta pesoconstante. La DA será igual a:

• Método del orificio: se realiza un orificio en el suelomediante el uso de barrenos especiales y se deter-mina el peso de la muestra secada a estufa a 105º. Elvolumen se determina recubriendo el orificio con unamembrana de material plástico y llenando el espaciocon agua; posteriormente se determina el volumenocupado por el agua con la ayuda de una probeta.

• Métodos radiométricos: consiste en utilizar apara-tos emisores y receptores de rayos gamma. La pér-dida de energía de los rayos emitidos está en relacióncon el número de choques efectuados hasta llegar alreceptor y por lo tanto, en relación también con la DAy el contenido de humedad del suelo. Las ventajas sonla rapidez y la escasa o nula perturbación del suelocon lo que se pueden realizar numerosas muestras enun mismo lugar, a través del tiempo. Pero son apara-tos de elevado costo y de menor precisión que losmétodos de medición directa de la DA.

• Método del terrón parafinado: se pesa un agre-gado de suelo y luego se lo recubre e impermeabiliza

con parafina. El volumen del agregado se determinaa través del desplazamiento de un líquido de densidadconocida.

ESTRUCTURA DEL SUELO

Un conjunto de ladrillos dispuestos desordenadamentey al azar constituye sólo una pila o estriba de ladrillos.Sin embargo, los mismos ladrillos dispuestos ordenada-mente y unidos entre sí, puede dar lugar a una casa o auna fábrica. De la misma manera, el suelo puede ser sóloun conjunto de partículas sueltas, desordenadas; o bienestar constituido por estas mismas partículas unidasentre sí conformando un arreglo espacial, con una deter-minada forma y tamaño, bien definidos.

El arreglo y la organización de las partículas constitu-tivas del suelo, se conoce como estructura del suelo. Lasunidades secundarias que se forman de la unión de laspartículas primarias o individuales del suelo, se denominaagregados. Tales patrones o arreglos espaciales nece-sariamente incluyen espacios porosos.

Existen fuerzas que mantienen unidos esos compo-nentes y que permiten que los agregados se comportencomo una unidad. Tales fuerzas son mayores que aque-llas que unen agregados adyacentes, de esa forma, alaplicarse una presión sobre una masa de suelo, los agre-gados se separan por superficies naturales de fragilidad,que representan los límites entre agregados.

A diferencia de un agregado, un terrón es causado poruna perturbación, por ejemplo de aradura, que moldeael suelo en forma temporal, deshaciéndose al someterlaa humedecimientos y secados repetidos.

Las partículas del suelo difieren en forma, tamaño yorientación, sus masas pueden estar asociadas e interli-gadas en diferentes formas, presentando configuracionescomplejas e irregulares, las cuales son, en general, difí-ciles de caracterizar en términos exactos. Por otro lado,la estructura del suelo tiene una naturaleza variable, muyafectada por condiciones climáticas, biológicas y de ma-nejo. Por estas razones, la estructura del suelo denota unconcepto cualitativo más que una propiedad cuantitativa.

Desde un punto de vista teórico, pueden distinguirsemicroagregados, con diámetros menores a 0,250 mm ymacroagregados, con diámetros entre 0,250 y 10 mm.

FUERZAS QUE INTERVIENEN EN LA FORMACION DEAGREGADOS

Los microagregados están formados por coloides or-gánicos y partículas minerales (arcilla, limo y arenas finasy muy finas), que se mantienen unidas entre sí por fuer-zas intermoleculares, capilares y químicas.

• Fuerzas capilares: cuando un suelo está seco, laspartículas individuales están rodeadas por aire, no ac-túan las fuerzas intermoleculares. El humedecimientoprovoca la formación de una película de agua alrede-dor de cada partícula. El contacto entre películas dalugar a la formación de un menisco, el cual ejerce una

Tabla 6: Valores comunes de DA.

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fuerza de tracción (de igual valor a la tensión capilar),acercando las partículas entre sí. Dicho fenómeno seincrementa al disminuir el contenido hídrico, posibili-tando que actúen fuerzas de Van der Waals. Al dismi-nuir el contenido hídrico, aumenta la curvatura delmenisco, aumentando la tensión capilar, la cual es in-versamente proporcional al radio del menisco (Figura7). Por el contrario, cuando el contenido de agua esexcesivo, las partículas tienden a separarse, fluyen.Existe un contenido de humedad en el cual las partí-culas están lo suficientemente cerca como para quecomiencen a actuar las fuerzas intermoleculares: con-tenido de humedad crítico. Es el contenido de hume-dad que favorece la formación de estructura y es elideal para laborear el suelo. Normalmente se consi-dera que este contenido crítico de humedad corres-ponde a un 60 a 70% de la capacidad de campo.

• Fuerzas intermoleculares (Van der Waals): sonfuerzas muy grandes que actúan a distancias muycortas, la intensidad de la atracción disminuye con ladistancia a la sexta potencia. Cuando predominanestas fuerzas sobre las de repulsión, el suelo se en-cuentra floculado, estado previo y necesario para lle-gar a la agregación. Para que el acercamiento entrepartículas, debido a fuerzas capilares, provoque unafloculación de las mismas, las fuerzas de atracción(Van der Waals) deben prevalecer sobra las de repul-sión. Para esto último, la doble capa eléctrica debeestar contraída.

• Fuerzas químicas: son las responsables de la esta-bilización de los agregados, especialmente frente a laacción dispersante del agua. Esto se logra a través dela cementación.Un pre-requisito para la agregación es que la arcillaesté floculada. Sin embargo, la floculación no es sufi-ciente, por sí sola, para que exista agregación. Laagregación es floculación y algo más. Este “algo” máses la cementación. Un agente cementante es un com-puesto que, sufriendo un cambio químico (provocado

por cambios en el contenido hídrico) provoca un en-durecimiento.Existen diferentes sustancias cementantes:• Elementos ferruginosos: el hierro férrico (Fe3+)

al reducirse, por ejemplo cuando hay exceso deagua en el suelo, pasa a formas ferrosas (Fe2+). Elhierro ferroso es móvil y puede difundir al interiorde los microagregados. Cuando el exceso de aguadesaparece y el hierro pasa a su forma oxidada,precipita como óxido férrico. Posteriormente, esteúltimo, al ir deshidratándose, va transformándoseen óxidos con diferentes cantidades de moléculasde agua.

El Fe(OH)3 explica la mayor estabilidad de los sue-los que sufren cortos períodos de hidromorfía. Losóxidos de hierro, típicos de suelos tropicales (Oxi-soles, principalmente), favorecen la mayor estabi-lidad estructural de estos suelos, pues actúancomo cementantes.

• Bicarbonato de Calcio y Magnesio: el carbonatode calcio, al hidratarse, se transforma en calcita,la cual actúa como cementante.

• Fosfatos de Calcio: el fosfato diácido de calcio,soluble, puede transformarse en monoácido, formamenos soluble y, finalmente en fosfato tricálcico,el cual es aún menos soluble, actuando, bajo estaforma, como agente cementante.

Los macroagregados están formados por las partículasminerales más grandes (arenas medias y gruesas) y/opor los mismos microagregados unidos por coloides or-gánicos e inorgánicos floculados; estos últimos actúancomo ligantes.

En la Figura 8 se presenta un modelo que da una basepara considerar cómo se reúnen las partículas para con-formar unidades mayores.

Las partículas de arcillas se muestran como dominios,consistentes en varias partículas de arcilla mantenidasjuntas cara con cara; los dominios pueden unirse, a suvez, a través de fuerzas electrostáticas o por polímerosorgánicos. Estos polímeros pueden también ligar partícu-las de arcilla a la superficie de las partículas de limo oarena.

Se puede observar el importante papel que cumple lamateria orgánica en la estabilidad de los agregados.

Figura 7: Fuerzas capilares actuando entre las partículas del suelo.

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Cualquiera sea el mecanismo interviniente, el efecto dela materia orgánica en la estabilidad de los agregados, seresume en lo siguiente:

• Reduce el hinchamiento de los coloides: la mate-ria orgánica puede formar, junto con las arcillas, com-plejos arcillo-húmicos, reduciéndose la capacidad dehinchamiento de la arcilla y, como consecuencia, au-mentando la estabilidad de los agregados. Este com-plejo arcillo-húmico reduce, también, la humectabilidadde los agregados, como consecuencia de la condiciónhidrófoba de la materia orgánica.

• Reduce la fuerza destructiva del aire entram-pado: si un agregado es sumergido rápidamente enagua, el aire contenido en los poros no tiene tiempo deescapar y ejerce una presión, la cual se incrementa conel calor de mojadura. Si esta presión es mayor que lasfuerzas que mantienen unido el agregado, éste se des-truye. La materia orgánica retarda el humedecimientopues es hidrófoba, permitiendo que el aire tenga opor-tunidad de escapar.

La relación entre la agregación y la materia orgánicaes un proceso dinámico. La estabilidad de los agregadosestá cambiando continuamente a medida que se añade ydescompone materia orgánica. Los agentes cementantesque se forman estabilizan los gránulos y luego se descom-ponen haciendo los agregados menos estables (Figura 9).

En la figura, el punto máximo de la curva representala agregación producida por los cuerpos microbianos delsuelo. El efecto más importante, el cual ocurre en el pe-ríodo de intensa actividad biológica, es la ligadura mecá-nica por los micelios de los hongos, actinomicetes ycélulas bacterianas. Este tipo de estabilidad de los agre-gados es sólo temporal, pues los micelios y las células sedescomponen por acción bacteriana al declinar la inten-sidad de la acción biológica. La estabilización de la es-tructura entra luego en la fase en que los productos

transitorios de la síntesis microbiana promueven la esta-bilidad de los agregados. Estos productos de lenta des-composición biológica son los polisacáridos y compuestossimilares.

Los polisacáridos, en particular, parecen favorecen laestabilidad de los agregados naturales, sus moléculasconforman una estructura alargada, lineal y flexible (ca-racterísticas que facilitan la constitución de la red) quefavorece el contacto estrecho con las partículas, unién-dolas entre sí; en la cadena contienen gran número degrupos oxhidrilos, carboxilos, fenólicos, etc. No obstantesu labilidad, ya que los microorganismos las descompo-nen rápidamente, estas sustancias constituyen una parteconsiderable de la materia orgánica del suelo.

Estas curvas resaltan la necesidad de llevar abundantemateria orgánica a los suelos para mantener una granu-lación estable.

FACTORES QUE AFECTAN LA GÉNESIS DE LA ES-TRUCTURA

Los macroagregados resultan de la asociación de losmicroagregados entre sí o estos últimos con partículas in-dividuales (arena o limo). En estas asociaciones la materiaorgánica juega, probablemente, el rol más importante:como sustancia ligante. La macroestructura puede gene-rarse también a través de la fragmentación de masamayor de suelo, a través de los procesos que se verán acontinuación.

Los principales factores que controlan la formación yestabilización de los macroagregados son el humedeci-miento y secado, hielo y deshielo, efecto de la raíces, ac-tividad biológica y clima.

• Humedecimiento y secado: estos fenómenos origi-nan planos de debilitamiento ocasionados por tensionesy presiones diferenciales en el suelo. Los planos de rup-tura debido a la eliminación del agua son, principal-mente en sentido vertical. El secado, por otro lado,tiende a incrementar la estabilidad de los agregados alproducir la deshidratación de los cementantes y ligan-tes del suelo.

Figura 8: Modelo de unión de los agregados.

Figura 9: Estabilización de la estructura del suelo por la materia or-

gánica.

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• Congelamiento y descongelamiento: la formaciónde hielo y su acción agregante depende del contenidode aguan en el suelo, la distribución de poros y la ve-locidad de congelamiento. El congelamiento afecta laagregación debido a la expansión del agua al pasar ahielo dentro del suelo. En suelos de texturas gruesas,el agua se congela en su lugar, pero en suelos de tex-turas finas, se presenta movimiento de agua hacia lossitios congelados formándose allí, lentes de hielo. Amedida que las capas lenticulares crecen, el suelo secomprime y se levanta. Las fisuras agrandadas por laexpansión del agua al congelarse, presentan mayor ca-pacidad de agua cuando el hielo se ha derretido y pue-den agrandarse más cuando se congela de nuevo.Enfriamientos rápidos ocasionan un congelamientobrusco y el rompimiento de agregados, al dispersar elsuelo. Los efectos de la congelación-descongelaciónpueden ser también desfavorables, especialmente si lalluvia o el drenaje pobre causan el amasado durante lafase de descongelamiento.

• Efecto de las raíces: las raíces de las plantas en cre-cimiento influyen en la agregación de varias formas:las presiones ejercidas por las raíces en el suelo pro-ducen compresión y separación de los agregados; latoma de agua a través de las raíces causa una deshi-dratación diferencial, con la formación de numerosas ypequeñas grietas y posterior formación de agregados.Las pequeñas raicillas mantienen juntas las partículasa través de la exudación de sustancias orgánicas, lascuales, mediante transformación microbiana, se con-vierten en sustancias ligantes.

• Efecto de los microorganismos: los residuos vege-tales, tanto del follaje como de las raíces muertas, fa-vorecen la actividad biológica del suelo (importantefactor de agregación). La actividad microbiana originaproductos capaces de unir las partículas del suelo entresí. Los micelios de los hongos, por otro lado, puedenunir las partículas y microagregados entre sí por acciónmecánica, favoreciendo la formación de agregados.

• Efecto de la fauna del suelo: la acción combinada dearañas, nematodos, insectos, y, en especial, la lombrizde tierra, entre otros, determinan un efecto pronun-ciado sobre la formación estructural. Las lombrices detierra promueven una mejor agregación, tanto en ta-maño como en estabilidad de los agregados. La presiónejercida en el suelo en la deposición de las heces de laslombrices, favorece la agregación. Los pellets fecalesde las lombrices de tierra presentan una estabilidad es-tructural elevada debido a su alto contenido de materiaorgánica.

• Efecto del clima: debemos considerar el efecto delclima a corto y a largo plazo.

A corto plazo: el clima obra a través de su influen-cia en los procesos de desecación y humectación yde congelamiento y descongelamiento.

A largo plazo: se debe considerar el efecto zonalde las precipitaciones y de la temperatura, básica-mente como determinantes de la cantidad y calidadde la materia orgánica. Al mantener la temperaturaconstante y la precipitación como variable, se pro-duce un cambio en el porcentaje de los agregados.

En el ejemplo de la Figura 10, la fracción de agregadoses baja en los Aridisoles, es máxima en los Molisolesy desciende en los Espodosoles. La explicación puederelacionarse con la presencia de arcilla y materialeshúmicos: escasos en los Aridisoles y máximo en losMolisoles. En los Espodosoles, en cambio, la clase dematerial húmico, la lixiviación de elementos cemen-tantes y destrucción de arcillas, ayudan a explicarestos resultados.

Cuando la precipitación se mantiene constante y latemperatura es variable, se aprecia una disminuciónen los agregados de limo y arcilla en los Molisoles de-bido, aparentemente, al menor contenido de materiaorgánica a medida que aumenta la temperatura (Fi-gura 11). En los Espodosoles y Oxisoles, las causasparecen estar relacionadas, con los materiales húmi-cos y la lixiviación y destrucción de arcillas, en los Es-podosoles y lo altos contenidos de hierro y aluminio,en los Oxisoles (cementación mediante compuestosdeshidratados de hierro y aluminio).

Figura 10: Relación entre agregados y la precipitación.

Figura 11: Relación entre agregación y temperatura.

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• Acción del hombre: el hombre a través del uso ymanejo del suelo, afecta la estructura del mismo. Ellaboreo pone en evidencia la estructura preexistentedel suelo pero no la mejora y, a la larga, la deteriora.El hombre puede favorecer la formación de estructuramanejando los factores mencionados. Por ejemplo, in-corporando materia orgánica, no trabajando el sueloen exceso ni en condiciones desfavorables; modifi-cando, en los suelos sódicos, la constitución del com-plejo de cambio con el agregado de calcio, etc.

CLASIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA EN EL CAMPO

Un criterio de clasificación de la estructura, en des-cripciones a campo, se basa en determinar los siguientesaspectos.

a) Tipo y subtipo de estructura, según la forma gene-ral y la ordenación de los agregados.

b) La clase de estructura, según el tamaño de losagregados

c) El grado de estructura, determinado por la distin-ción y durabilidad de los agregados.

Se reconocen cuatro tipos primarios de estructura,con sus respectivos subtipos, a saber:

1. Bloque: partículas dispuestas alrededor de unpunto y limitadas por superficies lisas o redondas.Bloques angulares: cando los bloques se encuen-tran limitados por planos que se interceptan en án-gulos relativamente agudos.Bloques subangulares: cuando los bloques pre-sentan caras redondeadas y planas con vértices,en su mayoría, redondeados.

2. Esferoidal: las partículas se encuentran alrededorde un punto, limitadas por superficies convexas omuy irregulares que no se acomodan a los agrega-dos laterales.Granular: relativamente no poroso.Migajoso: relativamente poroso.

3. Prismática: semejantes a prismas, con las partí-culas arregladas alrededor una línea vertical y limi-tadas por superficies verticales relativamente lisas.Prismática: sin los extremos superiores redonde-ados.Columnares: con los extremos superiores redon-deados.

4. Laminar: con las partículas dispuestas alrededorde un plano horizontal.

Un material puede no presentar estructura, esto ocu-rre cuando no se observa agregación o arreglo ordena-damente definido de superficies naturales de debilidad.Se dice que el material es masivo, cuando es coherentey de grano simple, si no es coherente.

Muchos horizontes de suelo tienen estructuras com-puestas que consisten de uno o más conjuntos de agre-gados pequeños unidos en agregados mayores; cuandolos agregados mayores son perturbados, pueden desha-

cerse en los agregados menores.Una estructura mixta es cuando coexisten en un

mismo horizonte, dos tipos de estructura.

SIGNIFICADO AGRONÓMICO DE LA ESTRUCTURA

La estructura del suelo tiene influencia en la mayoríade los factores de crecimiento de las plantas, siendo, endeterminados casos, un factor limitante de la producción.

Una de las primeras consecuencias de la estructura eshacer del suelo un medio poroso; ese espacio poroso, asu vez, puede estar ocupado por agua y por aire. De ahíque la estructura afecta marcadamente la relación volu-métrica porcentual de las tres fases constitutivas delsuelo (sólida, líquida y gaseosa), con directa influenciaen las relaciones suelo-agua-planta.

La estructura afecta directamente muchas de las pro-piedades del suelo, entre ellas, la retención y la conduc-ción del agua, que dependen del espacio poroso, deltamaño y la distribución de los poros; influye en las ope-raciones de labranza y en el crecimiento vegetal a travésde sus efectos sobre el ambiente del suelo en el queopera el sistema radical. La estructura afecta tanto el su-ministro de agua como la capacidad de aire, la tempera-tura del suelo y la resistencia que ofrece al crecimientode las raíces.

Una estructura desfavorable puede acarrear proble-mas en el desarrollo de las plantas, tales como el excesoo deficiencias de agua, la falta de aire, la incidencia deenfermedades, la baja actividad microbiana, el impedi-mento para el desarrollo de las raíces, etc. Por el contra-rio, una estructura favorable permitirá que los factoresde crecimiento actúen eficientemente y se obtengan, enconsecuencia, los mayores rendimientos en las cosechas.

ESTABILIDAD DE LA ESTRUCTURA

Se dijo que la estructura del suelo tiene una natura-leza variable, muy afectada por condiciones climáticas,biológicas y de manejo. Así un suelo virgen o con muypocos años de agricultura puede presentar un buen des-arrollo estructural con una porosidad que asegure una re-lación equilibrada entre las fases líquida y gaseosa.Sometido o expuesto a las diferentes fuerzas disociantes,se producirá una degradación de su estructura y con ella,una pérdida de sus características agronómicas favora-bles.

Se entiende por estabilidad estructural a la medida dela resistencia de los agregados a la ruptura cuando sonsometidos a procesos potencialmente destructivos. Talmedida no es absoluta ya que depende del suelo y de laintensidad y naturaleza de las fuerzas aplicadas.

Existen varios mecanismos involucrados en la destruc-ción de los agregados, los cuales se mencionan a conti-nuación.

• Dispersión: este proceso se manifiesta en los suelossódicos o por la acción de aguas sódicas en el suelo.Es conocido el efecto dispersante del catión sodio

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cuando se encuentra en cantidades apreciables en elcomplejo de cambio. La manera de controlar este me-canismo de destrucción de la estructura es a travésdel reemplazo, en el complejo de cambio, del catiónsodio por cationes bivalentes, de tal forma de promo-ver la floculación. Además, evitar el riego con agua dealto contenido en sodio.

• Efecto del aire entrampado: si un agregado desuelo con escaso contenido de humedad es sumergidorápidamente en agua, ésta ingresará por toda su pe-riferia, por sus poros capilares, interconectados entresí. A medida que el frente de humedecimiento vaavanzando, el agua comprime el aire atrapado en elinterior del agregado, el cual no puede escapar puesel agua ocupa las salidas. Por otro lado se produce uincremento de temperatura del aire como consecuen-cia del calor de mojadura. El aumento de la presióndel aire entrampado y de su temperatura destruirá elagregado en el momento que las fuerzas de cohesióninterna de este, sean superadas. El proceso se visua-liza a través de la liberación de burbujas de aire, que,finalmente, logra escapar.La intensidad del proceso va a depender de la inten-sidad de las fuerzas que mantienen unidas a las par-tículas que constituyen el agregado, de la velocidadde humectación, de la humectabilidad de los agrega-dos y del contenido inicial de humedad. A medida queel contenido inicial de los agregados sea bajo, el aguaingresará con mayor rapidez ocasionando un agrava-miento del proceso. La presencia de sustancias ce-mentantes y ligantes, aumentara la resistencia de losagregados a destruirse. La materia orgánica juega unrol muy importante pues, actúa como ligante y ade-más por su carácter hidrófobo, el cual provoca unadisminución de la velocidad de ingreso del agua a losagregados, minimizando el efecto destructivo. La ten-sión superficial y la viscosidad del agua afectarán,igualmente, la velocidad de ingreso del agua a losagregados, pero son factores que no manejamos enforma práctica.

• Impacto de la gota de lluvia: las gotas de lluvia im-pactan sobre el suelo superficial con una fuerza pro-porcional a la masa y a la velocidad de caída de dichasgotas (Energía cinética = m x v2). Esta fuerza de im-pacto lleva a la degradación del suelo. Cuando el aguaprecipitada comienza a superar la velocidad de infil-tración del suelo, se forma una película de agua sobrela superficie, en la cual quedan en suspensión las par-tículas del suelo (dispersas por efecto mecánico de lasgotas al impactar). Si la superficie se presenta incli-nada, el agua de escorrentía arrastrará las partículasdispersas (erosión), caso contrario, sobre una super-ficie plana o cóncava, el agua permanecerá en el sitio,produciéndose la decantación de dichas partículas. Sedepositarán primero las arenas, luego el limo y, final-mente, sellando los poros más pequeños, las arcillas.Se forma así una costra que se irá secando, endure-

ciéndose y transformándose en un sello superficial(suelo planchado)Este sello o costra, que solo presenta unos pocos mi-límetros de espesor, por sus escasa porosidad, reducenotablemente el paso de agua y gases desde la su-perficie a las capas inferiores del suelo. Por otro lado,según su dureza, puede ser un severo impedimentomecánico para la emergencia de plántulas de los cul-tivos, obligando al agricultor, en casos extremos, a re-alizar una resiembra.

• Sistemas de cultivo y labranza: la influencia de losdistintos cultivos sobre la agregación, es una funciónde la potencialidad de sus raíces en la formación deagregados, del efecto sobre la actividad biológica, delgrado de protección que ofrezcan al suelo y de lasprácticas de cultivo incluidas.Así cultivos que provean de poca cobertura, poca ma-teria orgánica y que requieran labranzas intensivas,tienden a degradar la estructura. Lo contrario ocurrecon los cultivos perennes, con extensos sistemas ra-diculares, con aportes continuos de materia orgánicay una efectiva protección contra la erosión.Muchas prácticas agrícolas afectan la estructura delsuelo. La maquinaria y los animales compactan elsuelo, mientras que la labranza los afloja modificandolos agregados hasta lograr el tamaño deseado. La la-branza también puede tener efectos adversos debidoa que expone los agregados y puede compactar y des-lizar el suelo debajo de la profundidad del labranza,formando un “pie de arado”. También acelera la velo-cidad de descomposición de la materia orgánica, afec-tando con ello la estabilidad de los agregados. Laoportunidad de labranza es también un efecto impor-tante pues, cuando el laboreo se realiza en condicio-nes no adecuadas de humedad, se produce undeterioro de la estructura.

METODOS DE DETERMINACIÓN DE LA ESTABILI-DAD DE LA ESTRUCTURA

Muchos investigadores prefieren utilizar la estabilidadde los agregados más que, por ejemplo, la distribucióndel tamaño de los mismos, como índice de la estructuraen el campo. Esta decisión se basa, principalmente, enel hecho que la resistencia a la ruptura de los agregadosfrente a furzas destructivas, parece relacionarse en granmedida con importantes fenómenos observados acampo.

Los poros de mayor tamaño, relacionados con la es-tructuración del suelo, favorecen la tasa de infiltración,una buena aireación para el desarrollo de las plantas, etc.Inmediatamente de ocurrido el laboreo del suelo, gene-ralmente estos poros son abundantes. Sin embargo, supermanencia en el suelo va a depender, fundamental-mente, de la estabilidad de los agregados.

Por otro lado, la erodabilidad de los suelos va a dis-minuir a medida que la estabilidad estructural aumenta.

Para evaluar la estabilidad estructural, los físicos de

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suelo someten a los agregados a fuerzas destructivas in-ducidas artificialmente, de forma de simular los fenóme-nos, que, naturalmente, se producen en el campo. Lanaturaleza de estas fuerzas aplicadas artificialmente vaa depender de la percepción particular que tiene el in-vestigador del fenómeno que pretende reproducir. De talmodo que algunas metodologías se basan en el efectodestructivo del viento; otras en la acción degradante delagua y sea por inmersión o por efecto mecánico de lasgotas de lluvia, etc.

Sin embargo, el concepto de estabilidad estructural serelaciona, principalmente, con la resistencia de los agre-gados a la acción del agua. A continuación se describenbrevemente algunas de las metodologías más utilizadaspara la determinación de la estabilidad de la estructura.

• Método francés (Henin): este método destaca elefecto del aire entrampado como agente deteriorantede la estructura. El mismo consiste en someter elsuelo a tres pre-tratamientos: agua, alcohol etílico ybenceno y luego evaluar la cantidad de suelo quequeda retenido en un tamiz. El tamizado se realizabajo el agua, se utiliza un aparato que produce un mo-vimiento helicoidal análogo al que se le imprime altamiz cuando la operación se hace a mano. Con losresultados se puede establecer un índice de estabili-dad estructural.Con el pre-tratamiento con alcohol etílico (o líquido si-milar), se atenúa el efecto de estallido pues favorecela expulsión del aire contenido en los agregados. El al-cohol etílico, de mayor viscosidad y menor tensión su-perficial que el agua, penetra más lentamente queesta, de tal manera que favorece la expulsión del aireinterno. Cuando la muestra se sumerge a continuaciónen agua, el efecto estallido disminuye.Para destacar la característica hidrofóbica de la mate-ria orgánica, se utiliza el pre-tratamiento con benceno(líquido orgánico no miscible con el agua ni fijado porla materia mineral), la materia orgánica presente fijael benceno, rodeándose de una película que protegeal agregado del contacto con el agua.En general, se comprueba que el pre-tratamiento delsuelo con alcohol permite obtener más agregados es-tables (siempre que el suelo no sea sódico) que conagua. El suelo con materia orgánica da, después deltratamiento con benceno, tantos o más agregados quedespués del tratamiento con alcohol; el mismo suelosódico, con contenido de materia orgánica, se dispersamenos.

• Método de la gota (McCalla): este método destaca elefecto destructivo de la gota de agua al impactar sobrelos agregados desnudos.Agregados individuales del suelo son sometidos a la ac-ción destructiva de gotas de agua aplicadas de una ma-nera estandarizada. El número total de gotas requeridaspara la destrucción total del agregado o la fracción desuelo que aún permanece agregado luego de un tiempodado, son indicativos de la estabilidad estructural.

• Método del tamizado en seco y en húmedo (DeLeenheer and De Boodt): con esta técnica se pre-tende evidenciar, principalmente, el efecto disgre-gante del agua saturando el suelo.Una muestra de suelo seco en estufa es colocada enun juego de tamices de diferentes tamaños. Se tamizael suelo y se pesan los agregados de diferentes tama-ños obtenidos. Por otro lado, una muestra similar, previamente hu-medecida con agua, se tamiza en forma similar a laanterior pero bajo el agua. El humedecimiento previoal tamizado bajo el agua, evita la destrucción de losagregados por efecto del aire entrampado. En amboscasos, el tamizado se realizará con movimientos as-cendentes y descendentes constantes y sistemáticos.Con los agregados obtenidos en ambos tamizados(seco y mojado) se elaboran gráficos que muestran elporciento en peso de los diferentes tamaños de agre-gados (Figura 12).

Con un planímetro se determina la superficie com-prendida entre ambas curvas. Este valor de área esutilizado para la elaboración de un índice de estabili-dad estructural. Mientras más pequeña es el áreaentre las curvas, más estables serán los agregados yviceversa.

POROSIDAD

El porcentaje de espacio poroso que hay en el suelose puede calcular del DA y del DP, si ambos se expresanen la misma unidad de medida. Con la formula siguientese obtiene el porcentaje de suelo que está formado porpartículas sólidas.

Ese porcentaje, restados del volumen total, nos daráel porcentaje de espacio poroso, de allí la formula:

Figura 12: Determinación gráfica de los cambios en el diámetro

medio ponderado, en húmedo y en seco, en un suelo arenoso (A) y

en uno franco (B).

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Mediante esta expresión se conoce el porcentaje, envolumen, del espacio poroso, pero no las dimensiones deestos poros. Los suelos con texturas gruesas, en general,tiene un porcentaje menor (30–50%) que los suelos detexturas finas (40–60%); mientras que los orgánicostiene una porosidad total superior a ambos. De manerasimilar, estructuras finas generan porosidades superioresa las ocasionadas por estructuras gruesas.

Un suelo idea es aquel que tiene espacio poroso divi-dido por igual entre poros grandes y pequeños. Tal suelotiene un alto grado de características físicas favorablesen relación con la aireación, permeabilidad y retenciónde humedad.

Como se mencionó, el DP tiene muy pocas variacionesen los suelos, de ahí que la porosidad total guarda unaestrecha relación con los valores de DA. A mayores valo-res de DA, menor porosidad y viceversa.

Diversos autores han clasificado a los poros del sueloen función a la relación existente entre el tamaño de losmismos y la fuerza con que estos retienen el agua.

Estas clasificaciones son solo aproximadas a la reali-dad, puesto que fueron obtenidas a partir de técnicas queno toman en cuenta todas las variables que participan enla transmisión y almacenamiento de agua. Por otro lado,el tamaño de los poros fue determinado a través de mé-todos indirectos como por ejemplo mediante el uso decurvas de retención de agua del suelo.

Cuando se considera la movilidad del agua a travésdel suelo es necesario considerar no solo el tamaño delos poros del suelo, sino también otros aspectos morfo-lógicos de dicho poros como su forma, orientación, tor-tuosidad y continuidad. La evaluación de estos últimosparámetros requiere la aplicación de técnicas de análisismicromorfológicos, las cuales están fuera del alcance deeste curso.

Una clasificación de tamaño de poros en función a re-laciones suelo-agua es la de la Tabla 7.

Los poros útiles son aquellos que pueden retener yalmacenar agua y, por otra parte, permiten la libre y rá-pida circulación del agua a fin de asegurar una adecuadaaireación.

El agua solo drena rápidamente en el suelo, bajo la ac-ción de la gravedad, si puede moverse a través de porosmayores de 30 a 60 µm (poros que necesitan succiones

de de más o menos 5 a 10 KPa. para vaciarse); las raícesjóvenes de muchas plantas necesitan también poros dealrededor de ese tamaño para una penetración fácil. A tra-vés de poros comprendidos entre 10 a 30 µm, el aguapuede permanecer entre 24 a 48 horas antes de vaciarse.Los pelos radiculares y los miembros mayores de los mi-croorganismos del suelo, como protozoos y hongos conmicelios gruesos, necesitan poros mayores a10 µm paracrecer o moverse, y los microorganismos más pequeñosnecesitan poros mayores a 1 µm (requieren una succiónde 300 KPa. para vaciarse) para su movimiento.

La geometría del espacio poroso es variable según lossuelos y puede ser crítica en algunos casos. Por ejemplo,en un suelo arenoso, los poros de retención o almacena-miento pueden resultar escasos, mientras que los porosde drenaje pueden encontrarse en exceso. En un sueloarcilloso, en cambio, con mayor porosidad total que losarenosos, puede existir un exceso de poros de retencióne inútiles, en detrimento de los de drenaje.

Un buen estado estructural puede revertir las condi-ciones extremas mencionadas. Por otro lado, una buenaestructuración en todo el perfil del suelo está, general-mente, asociada a una adecuada continuidad o efectivi-dad de los poros en el transporte y almacenamiento deagua (Figura 13).

Los diferentes tipos de macroporos presentes en elsuelo se originan a partir de procesos particulares. Algu-nos de estos poros se relacionan directamente con las es-tructura del suelo y suelen ser, por su grado deinterconexión, altamente efectivos en el movimiento delagua. Otros, no se relacionan con unidades estructurales,entre estos últimos aquellos poros elongados, asociadosa la actividad de la mesofauna del suelo, son, general-mente, poros transmisores de agua.

DIFERENTES TIPOS DE POROS

• Poros estructurales: relacionados a unidades es-tructurales.a. Poros de empaquetamiento: resultan del em-

Tabla 7: Clasificación de los poros por tamaño.Figura 13: Densidad y continuidad de macroporos (>30 µm) en un

suelo franco limoso sometido a laboreo continuo (más de 25 años)

y bajo pastura permanente (más de 25 años).

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paquetamiento de partículas individuales (porosde empaquetamiento simples o texturales) o deagregados (poros de empaquetamiento compues-tos); son de forma irregular y altamente interco-nectados.

b. Fisuras: creados por procesos de humedeci-miento y secado y otros procesos mecánicos,son de forma alargada y aplanada, más o menosconectados.

• Poros no estructurales: no se encuentran relacio-nados a unidades estructurales.a. Cavidades: se originan por desconexión de los

poros de empaquetamiento ocasionada por com-pactación o reconsolidación. Presentan una formairregular.

b. Cámaras: se encuentran al final de las cavidadesde los gusanos de tierra y de hormigas. Son deforma esférica y elipsoide.

c. Vesículas: se encuentran inmediatamente pordebajo de las costras originadas por el impactode las gotas de lluvia. Son de forma esférica.

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