Propiedades Físicas del Suelo

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Las partículas de arcilla normalmente son laminares como la mica, y si se humedecen son muy plásticas. Cuando se moja la arcilla con una cantidad adecuada de agua, se expande y se vuelve pegajosa Las partículas de limo tienden a ser irregulares, distintas en forma y raras veces lisas o pulidas. Son en su mayoría partículas microscópicas, siendo el cuarzo el mineral dominante. La fracción limo posee alguna plasticidad, cohesión y adsorción debido a una película de arcilla que recubre las partículas de la fracción, pero desde luego, en mucho menor grado que la propia fracción de arcilla. La dominancia de fracciones finas en un suelo, le determina una textura que tiende a retardar el movimiento del agua y aire. Un suelo así será altamente plástico y fuertemente adhesivo cuando esté demasiado mojado, y será pesado y convertido en terrones al secarse, a menos que se trabaje adecuadamente. La expansión y contracción suele ser grande, al mojarse y secarse alternativamente, y la capacidad de retener agua de los suelos de textura fina es alta en general. Como acaba de decirse tales suelos se llaman pesados por sus cualidades de difícil laboreo, en contraste marcado con los livianos, de fácil laboreo, los suelos arenosos. Sin embargo, suelos de textura fina pueden poseer buenas características de drenaje y aereación, si tienen una buena estructura. Esta propiedad se discute adelante. Superficie específica de fracciones del suelo. La Superficie específica de una partícula, se define, como el total de superficie de partículas por unidad de volumen (m 2 /m 3 ) o de masa (m 2 /gr), por lo que a menor tamaño de partículas, mayor será su superficie especifica. También depende de la forma de las mismas. En la Tabla 2 se observa el cambio de superficie de una esfera, de un determinado volumen, al cambiar de forma, a discos de diferente radio. Tabla 2. Area de la superficie en relación con la forma de las partículas. Fuente: Baver et al., 1972 En general las partículas alargadas o aplanadas tienen mayor superficie específica que las cúbicas o esféricas. La forma de las partículas es muy importante en determinar su superficie específica ya que está determinando el "arreglo" de las mismas en determinado volumen. Las arcillas, al ser laminadas, se caracterizan por presentar una alta superficie específica. Algunas como la montmorillonita presentan superficie interna además de externa. La figura 2 y Tabla 3. muestran como algunas propiedades varían a medida que el tamaño de las partículas se hace menor.
Figura 2.- A mayor finura de la textura de un suelo, mayor es la superficie eficaz presentada por sus partículas. Nótese que la adsorción, la plasticidad y todas las demás propiedades físicas citadas siguen la misma dirección y que sus intensidades suben rápidamente a medida que se acercan al tamaño coloidal. Tabla 3. Superficie específica, capacidad de intercambio de cationes y densidad de carga de varios minerales de arcilla Mineral de Arcilla Superficie específica m 2 /gr Capacidad de intercambio catiónico (me/gr.) Densidad de carga (me/m 2 x 10 3 ) Caolinitas 5 - 20 * 0.03 - 0.15 ** 6 - 7.5 *** Illitas 100 - 200 * 0.10 - 1040 ** 1.0 - 2.0 *** Montmorillonitas 300 - 500 * 1.00 - 1.50 ** 3.0 - 3.3 *** Vermiculitas 700 - 800 * 0.80 - 1.50 ** 1.1 - 1.9 *** * Fripiat (1964) ** Grim (1962) (Usado con permiso de Mc. Graw - Hill Book Co.) *** Calculado según los datos de las columnas segunda y tercera. Fuente: Baver et al., 1972 Densidad de carga. La carga total en la superficie de un mineral se denomina densidad de carga. Corresponde a la suma de cargas generadas por sustituciones isomórficas + las cargas generadas por las disociaciones de los grupos funcionales en bordes. La mayoría de los suelos tienen carga negativa por que el balance de la carga en arcillas y materia orgánica es negativa. Solo algunos suelos que tienen altos contenidos de alofano y óxidos, desarrollan cargas positivas netas en superficie de partículas, a pH suficientemente bajos. La densidad de carga se determina midiendo la superficie específica (unidad de superficie)y la CIC (centimoles) de la arcilla y luego se calcula los centimoles por unidad de superficie.
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