En esta presentación se muestran los aspectos físicos de los Suelos

1. PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO
Prof. Pastor Mogollón
Febrero de 2009

2. Propiedades Físicas del Suelo
Propiedades Físicas: son aquellas relacionadas con la organización estructural de un
suelo, que son utilizadas en su descripción en campo, o determinadas en el laboratorio y
que equivalen a su arquitectura.
El suelo está compuesto de tres fases:
Solida, líquida y gaseosa; es la naturaleza y la interrelación entre estas tres fases lo que
determina las propiedades físicas del suelo.
Agua
25%
Aire
25%
Material
Mineral
45%
Materia
Orgánica
5%
Figura 1. Composición esquemática de un suelo de textura media en condiciones
consideradas optimas para el crecimiento vegetal. Hillel, 1998.

3. Propiedades Físicas del Suelo
Textura
Estructura
Color
Peso (Densidad Aparente y Densidad Real)
Porosidad Total
Plasticidad

4. Propiedades Físicas del Suelo
Textura: Se refiere a la proporción relativa de arena, limo y
arcilla expresados como porcentaje en peso. A diferencia de otras
propiedades físicas, la textura es una característica invariable de
los suelos.
El método tradicional de caracterización del tamaño de las
partículas del suelo, es la determinación del arreglo de las
partículas dentro de tres clases de diámetro conocidas como
fracciones texturales (arena, limo y arcilla).
El procedimiento es denominado Análisis Mecánico o Análisis de
Distribución de Tamaño de las Partículas.
Se realiza la determinación a través del método del hidrómetro o
método de Bouyoucos (1962).

5. Método del Hidrómetro o Método de Bouyoucos
• El suelo es tratado con una solución dispersante y mezclado en una batidora
• Se transfiera la suspensión a un cilindro (llevar a 1 litro con H2O destilada).
• Se agita varias veces y se toman lecturas a los 40 segundos, y a las dos horas.
La lectura a los 40 seg se utiliza para conocer la cantidad de limo y arcilla (g/l)
en suspensión. La arena (partículas de 2 a 0,05 mm) ha sedimentado en la base
del cilindro.
• La lectura a las dos horas determina los g/l de arcilla en suspensión.
Por simples cálculos se encuentra los porcentajes de arena, limo y arcilla.
• El principio básico de este método es la velocidad diferencial de
sedimentación que tienen las partículas, la cual es definida por la Ley de
Stokes:
V = 2/9 g (D – d) r2/n

6. Figura 3. Esquema planteado para la determinación textural

7. Figura 4. Tamaño relativo de las partículas minerales del suelo (Hillel, 1998)
Arena
Limo
Arcilla

11. Arena gruesa Macroporosidad alta
Permeabilidad alta
Compactabilidad baja
Facilidad de laboreo
Energía de retención de humedad baja
Almacenamiento de nutrientes bajo, CIC baja
Capacidad de retención de agua disponible para las plantas (CRAD) baja
Arena fina Minerales poco meteorizables
Riesgo de erosión eólica alto
Limo (franco-limoso) Fertilidad física deficiente
Riesgo de sellado y encostramiento superficial
Velocidad de infiltración baja
Inestabilidad estructural alta
Erosionabilidad alta
Compacidad media
permeabilidad de media a baja
CRAD de media a baja
Arcilla Fertilidad química alta, según mineralogía
Superficie específica muy alta
CIC alta, dependiendo de la mineralogía
CRAD alta
Compacidad alta; dificultad de laboreo
Energía de retención de humedad alta
Dificultad para penetración de raíces
Cuadro 3. Acción de las distintas fracciones granulométricas en
algunas propiedades del suelo. Fuente: Porta et al., (1999).

12. Fracción Diámetro
aparente
mm
N° de partículas
por gramo
Superficie específica
cm2 g-1
Arena muy gruesa 2,00 – 1,00 90 11
Arena gruesa 1,00 – 0,50 720 23
Arena media 0,50 – 0,25 5.700 45
Arena fina 0,25 – 0,10 46.000 91
Arena muy fina 0,10 – 0,05 722.000 227
Limo 0,05 – 0,002 5.776.000 454
Arcilla 0,002 90.260.853.000 8.000.000
Variable según la
mineralogía de la arcilla
Cuadro 4. Valores orientativos de la superficie específica para las
distintas fracciones granulométricas. (Porta et al., 1999).

13. El Triángulo Textural
•Los contenidos de arena, limo y arcilla en el suelo, permiten clasificarlo
texturalmente usando el triángulo textural. El mismo esta dividido en doce
áreas las cuales representan todas las posibles proporciones de arena, limo
y arcilla.
•Las doce clases texturales representan tres grupos de suelos:
• Arenosos: La arena representa más del 70% de la fracción sólida del
suelo. Se reconocen en este grupo las texturas arenosa y areno-francosa.
• Arcillosos: Possen mínimo 35% de arcilla y en la mayoría de los casos más
de 40%. Son típicas las texturas arcillo-arenoso, arcillo-limoso y arcilloso.
• Francos: Es un suelo con una mezcla ideal de arena, limo y arcilla. En
este grupo existen 6 clases texturales (ver el triángulo). La mayoría de los
suelos de importancia agrícola pertenecen a este grupo.

14. Figura 5. Triángulo Textural.

15. Propiedad TEXTURA
Arenosa Franco-Franco
Limosa
Arcillosa
Capacidad de agua
aprovechable
Baja Media-Alta Alta
Permeabilidad Alta Media Baja
Compactación Baja Media Alta
Fertilidad Baja Media Alta
Facilidad de labranza Alta Media Baja
Macroporosidad Alta Media Baja
Área Superficial Baja Media Alta
Cuadro 5. Influencia de la textura sobre algunas propiedades del
suelo. (Casanova, 1996)

17. La estructura del Suelo
Estructura: Se refiere al arreglo espacial de las partículas del suelo,
(arena, limo y arcilla) en unidades más complejas (Hillel, 1998).
Agregados del suelo: Son las unidades estructurales, también
llamadas terrones o peds. Pueden tener diferentes grados de
desarrollo (débil, moderado, fuerte) y varios tamaños (pequeño,
mediano y grande).
Se clasifican en base al tipo o forma, las cuales son: esférica,
laminar, blocosa y prismática. Estas cuatro formas dan origen a
siete tipos de estructuras (ver cuadro 4).
• Estructura: Es el ordenamiento de los granos individuales en
partículas secundarias o agregados y el espacio de huecos que
llevan asociados, todo ello como resultado de interacciones físico-
químicas entre las arcillas y los grupos funcionales de materia
orgánica

19. Propiedad Afectada Efectos Positivos
Características de la
superficie del suelo
.- Una buena estructura evita el sellado del suelo y la posterior
formación de costra superficial al secarse la superficie.
.- Facilita la emergencia de las plántulas y la infiltración del
agua.
Infiltración del agua en el
suelo
El aumento de la infiltración:
.- Disminuye la escorrentía y con ello el riesgo de degradación
por erosión.
.- Aumenta las reservas de agua en el suelo.
Espacio Poroso Uun horizonte bien estructurado:
Permite una buena circulación del aire, agua y nutrientes.
.- Favorece el desarrollo de microorganismos aerobios.
.- Favorece la actividad de la fauna del suelo.
.- Es más penetrable por las raíces, que podrán explorar un
mayor volumen.
Compacidad La baja compacidad de un horizonte:
.- Favorece el laboreo.
.- Hace disminuir la densidad aparente.
.- Favorece el crecimiento de las raíces.
Erosionabilidad Un suelo bien estructurado es más resistente a la erosión que
las partículas sueltas de arena, limo y arcillas y la materia
orgánica.
Cuadro 6. Efectos de la estructura sobre otras propiedades
del suelo

20. Figura 2. Tipos de Estructuras del Suelo

21. Figura 3. Tipos de Estructuras del Suelo.
Porosa

22. Figura 4. Tipos de Estructuras del Suelo
Bloques subangulares Prismáticas
Columnares
Estructuras muy raras

23. Figura 5. Tipos de Estructuras del Suelo
Laminar

25. • Un agregado es un grupo de dos o mas partículas primarias,
las cuales se unen, una a otra, más fuertemente que con las
partículas de su alrededor.
• La distribución del tamaño de los agregados del suelo es
importante porque determina la susceptibilidad al movimiento
(erosión) por viento y agua, y el tamaño de los poros en suelos
cultivados. Los poros, a su vez, afectan el movimiento y
distribución de agua y aire en el suelo, que influyen en el
crecimiento de las plantas.
Agregación

26. • Físicos: Contracción-Expansión
Humedecimiento-secado
• Químicos: Cationes del suelo
Cementantes orgánicos e inorgánicos
• Biológicos: La materia orgánica
Las raíces
Organismos del suelo
Los factores que intervienen en la
agregación son:

27. Efectos de la vegetación en la formación de la
estructura del suelo
a) produce residuos que son la fuente de energía para la
actividad microbiana en la producción de
polisacáridos y humus;
b) el sistema radicular no solo contribuye a la cantidad de
residuos, sino que influye en la formación de
agregados;
c) la cubierta vegetal protege la estabilidad de los
agregados superficiales contra la acción destructora de
la lluvia.

28. Mecanismo de formación de agregados por parte de
los sistemas radiculares
a) Efectos de presión producidos por las raíces al crecer.
b) Desecación desuniforme de la masa del suelo.
c) Secreción de sustancias con efecto agregante por parte de las
raíces.
d) Interacción en la rizósfera, en la que intervienen microorganismos
productos secretados por las raíces, y residuos de las mismas.

29. Célula epidérmica de raíz de maíz creciendo en las paredes de un grano de arena.

30. Ingenieros de suelos. Lombriz de tierra Lumbricus terrestris. Los montones
de “pelotas de suelo” son sus excrementos, juegan un papel muy importante
en el mantenimiento y mejoramiento de la salud de los suelos.

31. Estabilización de los Agregados: Agentes
Cementantes
La estructura del suelo se desarrolla a partir de una
condición de grano simple.
La fracción coloidal del suelo es el constituyente que
actúa como agente cementante.
Existen tres grupos de agentes cementantes
coloidales:
1. Minerales de Arcilla
2. Oxidos coloidales de hierro y manganeso
3. Coloides orgánicos (materia orgánica)

32. MECANISMO PROPUESTO PARA LA
FORMACION DE ESTRUCTURA
+ - + - + - - +
CATIÓN
+
-
Superficie
de arcilla
cargada
negativa-
mente
- + - +
Superficie
de arcilla
cargada
negativa-
mente
H2O
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

33. Peso del Suelo
En el suelo, como en cualquier otro cuerpo físico, la densidad se define como
la masa por unidad de volumen. Ahora bien, dado su carácter poroso,
conviene distinguir entre la densidad de sus componentes solidos y la del
conjunto del suelo, incluyendo los huecos, por ello nos referiremos a dos tipos
de densidad.
Densidad real.
Se designa de esta forma a la densidad de la fase sólida. Es un valor muy
permanente pues la mayor parte de los minerales arcillosos presentan una
densidad que está alrededor de 2,65 gramos por centímetro cúbico. Muy
semejante es la de los minerales más abundantes en las arenas, como
cuarzo, feldespatos, etc.

34. Peso del Suelo
Densidad real.
• La densidad real se expresa en: Mg/m3, Ton/m3, g/cm3.
• Los suelos orgánicos tienen densidades reales muy bajas (1,10 – 1,40
Mg/m3)
•El Promedio aproximado para todos los suelos es de 2,65 Mg/m3, y se
refiere al peso ponderado de los minerales más abundantes de los suelos.
•En el suelo la DR es practicamente constante en el tiempo, ya que es
independiente de la estructura, y la poca variación de las partículas.

35. Peso del Suelo
Densidad aparente.
Refleja la masa de una unidad de volumen de suelo seco y no
perturbado, para que incluya tanto a la fase sólida como a la
gaseosa englobada en ella. Para establecerla debemos tomar un
volumen suficiente para que la heterogeneidad del suelo quede
suficientemente representada y su efecto atenuado.

36. Porosidad del Suelo
Representa el porcentaje total de huecos que hay entre el material
sólido de un suelo.
Es un parámetro importante porque de él depende el
comportamiento del suelo frente a las fases líquida y gaseosa, y
por tanto vital para la actividad biológica que pueda soportar.

37. LOS POROS DEL SUELO
LOS POROS DEL SUELO
.- Intercambio Liquido y Gaseoso del suelo

40. ESPACIO POROSO TOTAL DEL SUELO
Es la fracción ocupada por aire y agua, y es
definida principalmente por el arreglo de las
partículas minerales.
% Espacio Poroso Total (EPT) = (1 – Da/Dr) x 100

41. Cálculo del Peso de una hectárea
Si se conoce la densidad aparente del horizonte
superficial de un suelo, se puede calcular cuanto
pesa una hectárea de ese suelo usando la
siguiente formula:
P = S x Pr x Da
Donde:
P = peso de una hectárea en toneladas
S = Área de una hectárea en m2
Pr = Profundidad del horizonte superficial en m
Da = Densidad aparente en tn/m3

42. Problema
Calcule el peso (Ton) de una hectárea de un
suelo superficial (0 -10 cm), de textura franca,
conociendo que la densidad aparente es igual a
1,53 Tn/m3. Además, calcule el espacio poroso
total de este suelo. (densidad real = 2,65 Tn/m3).

43. PROPIEDADES FÍSICAS DEL SUELO
COLOR Y CONSISTENCIA

44. El Color del Suelo
El color del suelo es una de las características
morfológicas más importantes, es la más obvia y
fácil de determinar, permite identificar distintas
clases de suelos, es el atributo más relevante
utilizado en la separación de horizontes y tiene
una estrecha relación con los principales
componentes sólidos de este recurso

45. Los Elementos descriptivos del Color de Suelo son:
• El nombre del color
• La notación Munsell
• El estado de humedad
• y el estado físico de la muestra
• Ejemplo: Marrón (10YR 5/3), seco, en terrones.
Figura 1. Hoja del matiz 10YR de la tabla Munsell

46. Color de Suelo
Notación Munsell
El codigo Munsell que está debajo de cada color en la Carta de
colores es una notación universal que describe el color del suelo.
7.5 YR 4/3
El primer grupo de números y letras representa el Hue o Matiz .
El Hue representa la posición del color en la escala de colores (Y=Yellow,
R=Red, G=Green, B=Blue, YR=Yellow Red, RY=Red Yellow).
Propiedades del Suelo

47. El Chroma o saturación describe la
intensidad de un color. Los Colores
de bajos valores de “chroma” son
llamados claros, mientras que
aquellos de alto “chroma” son
saturados, o fuertes.
Color de Suelo
Notación Munsell
7.5 YR 4 / 3
El numerador indica el Value.
El Value indica la claridad o
brillo del color. La escala del Value
va desde 0 para colores oscuros o
negros y 10 para blancos puros.
El denominador indica el Chroma.
Propiedades del Suelo

48. Chroma
Color de Suelo
Notación Munsell
Hue Value
Hue o
Matiz
Value Chroma
Páginas de la Carta de Colores de Suelo
Propiedades del Suelo

49. Interpretación del color del suelo
El color del suelo puede ser utilizado como una clave del contenido de ciertos
minerales en el suelo, basado en que los minerales férricos proveen la mayoría y la
mayor variedad de pigmentos al suelo.
Cuadro 1. Colores asociados con los componentes minerales y orgánicos del
suelo.
Componente Formula Munsell Color
goetita FeOOH 7.5YR 5/6 marrón fuerte
hematita Fe2O3 10R 4/8 rojo
lepidocrocita FeOOH 5YR 6/8 amarillo rojizo
ferrihidrita Fe (OH)3 2.5YR 3/6 rojo oscuro
glauconita K(SixAl4-x)(Al,Fe,Mg)O10(OH)2 5Y 5/1 gris oscuro
maghernita -Fe2O3 2.5YR-5YR rojo
sulfuro de hierro FeS 10YR 2/1 negro
pirita FeS2 10YR 2/1 negro (metálico)
humus 10YR 2/1 negro
calcita CaCO3 10YR 8/2 blanco
dolomita CaMg (CO3)2 10YR 8/2 blanco
yeso CaSO4. 2H2O 10YR 8/3 marrón muy pálido
cuarzo SiO2 10YR 6/1 gris claro

50. Algunas informaciones del Color del Suelo
Color negro: se asocia a la
incorporación de materia orgánica que
se descompone en humus que da la
coloración negra al suelo. Este color ha
sido asociado con niveles altos de
materia orgánica en el suelo,
condiciones de buena fertilidad, en
especial presencia de cationes tales
como el Ca2+ y Mg2+ y K+;
colateralmente tiene asociado otras
condiciones físicas relacionadas con la
materia orgánica, tal como la presencia
de una buena estructuración del suelo y
rica actividad biológica

51. Algunas informaciones del Color del Suelo
Color rojo: se asocia a procesos de
alteración de los materiales parentales bajo
condiciones de alta temperatura, baja
actividad del agua, rápida incorporación de
materia orgánica, alta liberación de Fe de
las rocas. Es indicativo de condiciones de
alta meteorización, se asocia a niveles
bajos de fertilidad del suelo, pH ácidos y
ambientes donde predominan los procesos
de oxidación. En términos generales se
asocia con la presencia de:
Óxidos de Fe3+, como es el caso de la
hematita cuyo nombre es de origen griego
con el significado de parecido a la
sangre.

52. Algunas informaciones del Color del Suelo
Color marrón: este color está muy
asociado a estados iniciales a intermedios
de alteración del suelo; se relaciona con
condiciones de niveles medios a bajos de
materia orgánica y un rango muy variable
de fertilidad. En general se asocia con la
ocurrencia de:
• Materia orgánica ácida parcialmente
descompuesta.
• Combinaciones de óxidos de Fe más
materiales orgánicos.

53. Algunas informaciones del Color del Suelo
Color blanco o ausencia de color: se
debe fundamentalmente a la
acumulación de ciertos minerales o
elementos que tienen coloración
blanca, como es el caso de calcita,
dolomita y yeso, así como algunos
silicatos y sales. En general se asocia
con la presencia de:
• Óxidos de Al y silicatos (caolinita,
gibsita, bauxita).
• Sílice (SiO2).
• Tierras alcalinas (CaCO3, MgCO3)
• Yeso (CaSO4. 2H2O).
• Sales altamente solubles (cloruros,
nitratos de Na+ y K+)

54. Algunas informaciones del Color del Suelo
Color gris: puede ser indicativo del
ambiente anaeróbico. Este ambiente
ocurre cuando el suelo se satura con
agua, siendo desplazado o agotado el
oxígeno del espacio poroso del suelo.

55. Color verde: en algunos suelos bajo
condiciones de mal drenaje se genera
este color, como es el caso de los
suelos lacustrinos del Lago de
Valencia; estos suelos están
constituidos por materiales altamente
calcáreos. Estos materiales calcáreos,
bajo un ambiente anaeróbico, generan
el color verde que se transforma en
blanco de forma irreversible una vez
que se oxida.
Algunas informaciones del Color del Suelo

56. Algunas informaciones del Color del Suelo

57. Algunas informaciones del Color del Suelo

58. Algunas informaciones del Color del Suelo

59. Algunas informaciones del Color del Suelo

60. Algunas informaciones del Color del Suelo

61. La consistencia del Suelo
La consistencia del Suelo
La consistencia del Suelo
La consistencia del Suelo
La consistencia se refiere a la resistencia para
la deformación o ruptura. Según la resistencia el
suelo puede ser suelto, suave, duro, muy duro,
etc. Esta característica tiene relación con la
labranza del suelo y los instrumentos a usarse.
A mayor dureza será mayor la energía (animal,
humana o de maquinaria) a usarse para la
labranza.

62. Bibliografia recomendada
• Porta, J.; López-Acevedo, y Roquero, C. 1998. Edafología para la
agricultura y el medio ambiente. Cap. 3, Pp:41-44; Cap. 6, Pp:83-98.; Cap.
11, Pp:237-255.
• Casanova, E. 1996. Introducción a la ciencia del suelo. Cap. 3, Pp:
61-73; Cap. 4, Pp: 75-82; Cap. 8, Pp:143-147.
•Wild, A. 1992. Condiciones del suelo y desarrollo de las plantas
según Russell.
•Gavande, S. 1982. Física de suelos. Principios y aplicaciones.
•Honorato, R. 2000. Manual de Eedafología. Cap. 4, Pp: 75-89; 123-
124.
•Curso Interactivo de Suelos en la Pagina Web de la Universidad de
Grenada; http://edafologia.ugr.es/IntroEda/Tema04/