En esta unidad encontrarás la dinámica de los componentes del suelo, iniciando con el tema: Agua en el suelo, el cual incluye: propiedades del agua; fuerzas responsables de la retención del agua en el suelo; potencial de agua en el suelo y métodos para determinar el contenido de agua en el suelo.

1. Facilitadora: Hebandreyna González
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL SUR DEL
LAGO
“Jesús María Semprum”
La Universidad Productiva a Cielo Abierto
PROGRAMA:INGENIERÍADELAPRODUCCIÓNAGROPECUARIA
U.C.RECURSOSUELOI
Unidad IV
Dinámica de los componentes del
suelo
Tema: 7
Agua en el suelo

2. Contenido
⮚ Generalidades.
⮚ Propiedades del agua.
⮚ Propiedades físico-químicas del agua.
⮚ Fuerzas responsables de la retención del agua en el suelo.
⮚ Potenciales del agua en el suelo.
⮚ Movimiento del agua en el suelo.
⮚ Medición de infiltración.
⮚ Determinación del contenido de humedad en el suelo.
⮚ Curva de retención de humedad.

3. Objetivos
Objetivo General:
1.- Comprender la dinámica del agua en el suelo.
Objetivos Específicos:
1.- Conocer las propiedades del agua.
2.- Analizar las fuerzas responsables de la retención del agua en el
suelo.
3.- Entender el concepto de potencial de agua en el suelo.
4.- Conocer los métodos para determinar el contenido de agua en el
suelo.

4. AGUA EN EL SUELO
1.- Generalidades
✔ Relacionado directamente con el crecimiento y desarrollo de la
planta.
✔ Influye en la temperatura del aire y del suelo.
✔ Constituye el solvente por excelencia de las sales.
✔ Responsable de los fenómenos erosivos y del proceso de lavado.
✔ El agua constituye el 90% de las plantas.

5. 2.- Propiedades del agua
✔ Es una sustancia liquida inodora, incolora e insabora.
✔ Al igual que el aire tiene una fuerza que la empuja, denominada
presión.
✔ La temperatura y la presión atmosférica determinan su estado:
1. A temperatura < 0°C el agua se congela (Estado sólido).
2. A temperatura > 0°C el agua se descongela (Estado liquido).
3. A temperatura >100°C el agua se evapora (Estado gaseoso).
✔ La superficie adopta una posición horizontal.
AGUA EN EL SUELO

6. 3.- Propiedades físico-químicas del agua
1.- ACCIÓN DISOLVENTE.
Formación de puentes de hidrógeno con otras sustancias haciendo que estas se
disuelvan al interactuar con las moléculas del agua.
2.- POLARIDAD DEL AGUA.
Moléculas de agua son atraídas por iones cargados + (Ca++, Na +, K+), estos se
hidratan.
3.- PRESIÓN DE VAPOR.
Presión de la fase gaseosa del agua cuando está en equilibrio con su fase líquida.
AGUA EN EL SUELO

7. 3.- Propiedades físico-químicas del agua
4.- FUERZA DE COHESIÓN.
La presencia del polo negativo del átomo de oxigeno ejerce atracción sobre los
polos positivos de los átomos de hidrógenos de otras moléculas de agua
adyacentes.
5.- FUERZA DE ADHESION.
La atracción que ejercen las moléculas de agua hacia las superficies sólidas por
su acción polar se conoce como adhesión.
AGUA EN EL SUELO

8. 3.- Propiedades físico-químicas del agua
6.-TENSION SUPERFICIAL.
Fenómeno que resulta de una mayor atracción de las moléculas de agua entre si,
que la atracción que el aire ejerce sobre ellas. Se considera una medida de
resistencia que ofrecen los líquidos a la ruptura de sus superficies.
7.- LA VISCOSIDAD.
Fricción molecular interna del agua, cuando fluye, característica importante sobre
la infiltración del agua en el suelo.
AGUA EN EL SUELO

9. AGUA EN EL SUELO
Tabla 1. Uso de texturas del suelo como indicador para conocer la humedad aprovechable.

10. 4.- Fuerzas responsables de la retención del agua en el
suelo
1.- FUERZA MATRIZ O MATRICA.
Fuerza de adhesión y cohesión que se crea cuando las partículas sólidas son
atraídas por el agua, que marcadamente reduce la energía de las moléculas y aun
aquellas enlazadas por cohesión.
2.- FUERZA OSMOTICA.
La atracción del agua por iones y otros sólidos y que tiende a disminuir la energía
de la solución del suelo.
AGUA EN EL SUELO

11. 3.- FUERZA DE GRAVEDAD.
Fuerza que tiende a atraer el agua hacia abajo y es responsable de la infiltración y
percolación del agua en el perfil del suelo.
AGUA EN EL SUELO
4.- Fuerzas responsables de la retención del agua en el
suelo

12. 1.- El Potencial de agua en el suelo: la energía del agua cuando está
retenida por el suelo, implica efectuar un trabajo para sustraerla de su
ambiente. Este ambiente es la matriz del suelo. En tanto más seco se
encuentre el suelo, mayor será el trabajo que tendrá que ejercer la planta
para extraer el agua desde el suelo. Es interesante, entonces, conocer la
energía con que el agua es retenida por el suelo. Esta varía según sea el
contenido de humedad del suelo en ese momento.
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo

13. 1.- El Potencial de agua en el suelo: el potencial de retención del agua, se
expresa comúnmente en unidades de medida de metros de columna de
agua, m.c.a. (energía por cantidad unitaria de peso), en kPa, bar o
centibar (energía por cantidad unitaria de volumen), o en Joule*kg-1
(energía por cantidad unitaria de masa).
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo
Unidad Equivalencia
1 bar ≈ 100 kPa ≈ 1 atm
1 bar 100 Joule/kg
1 bar 10 m.c.a.
1 bar 100 centíbar
Tabla 3. Equivalencia para expresar el potencial de agua en el suelo.

14. 1.- El Potencial de agua en el suelo: se define como la cantidad de trabajo que
debe realizarse para transferir, reversible e isotérmicamente, una cantidad
infinitesimal de agua desde el estado de referencia a la fase líquida del suelo en el
punto considerado, en comparación con el agua pura y libre.
Comúnmente se han utilizado como unidades para expresar el potencial; sin
embargo, las que se utilizan son las del sistema métrico internacional, señaladas
anteriormente.
Bar ~ Atm 1 Bar ~ 1 atm = 100 kPa
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo

15. 1.-Componentes del Potencial total
ΨT= Ψ g + Ψ o + Ψ p + Ψ m
Donde:
Ψ t: Potencial total
Ψ g: Potencial gravitacional
Ψ o: Potencial osmótico
Ψ p: Potencial de presión
1.1.- Potencial gravitacional:
Ψ g > 0: El punto se halla por encima del nivel de referencia, corresponde a Z > 0
Ψ g = 0: El punto se halla en el nivel de referencia, Z = 0
Ψ g < 0: El punto se halla por debajo del nivel de referencia, Z < 0
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo

16. 1.2.- Potencial Osmótico:
yo < 0: Porque el nivel de referencia es el agua pura.
1.3.- Potencial de Presión:
Ψp = Ψ p
m + Ψ p
a + Ψ p
u
Donde:
Ψm: Potencial de presión mátrico o matricial
Ψa: Potencial de presión neumático
Ψu: Potencial de presión hidrostática o de sumersión
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo

17. 1.4.- Potencial Hidráulico: determina la magnitud de las fuerzas que regulan el
movimiento de agua Ψ h= Ψ g + Ψ p (Ya que el Potencial Osmótico no influye en
el movimiento de agua en el suelo, debido a que las sales en solución se mueven
junto con el agua; a menos que su concentración sea muy alta).
AGUA EN EL SUELO
5.- Potenciales del agua en el suelo
Figura 1. Representación esquemática de los componentes del potencial total del agua del suelo, en un suelo no
expansivo.

18. AGUA EN EL SUELO
6.- Movimiento del agua en el suelo
Ver video: https://youtu.be/RS4Z3bOMJY0

19. AGUA EN EL SUELO
6.- Movimiento del agua en el suelo
Textura (proporción de sus partículas)
Tamaño de los poros
Uniformidad de los poros

20. AGUA EN EL SUELO
Figura 2. Disponibilidad de agua para las plantas según textura de suelo.
6.- Movimiento del agua en el suelo

21. AGUA EN EL SUELO
✔ El agua de infiltración es rápida a través de los grandes y continuos poros del
suelo (macroporos). Se disminuye por cualquiera de los factores, que reducen el
tamaño o cantidad de los poros o la permeabilidad; tales como: destrucción de la
estructura, taponamiento de los poros por partículas y movimiento lento del agua
cuando alcanza subsuelos más densos.
6.- Movimiento del agua en el suelo

22. AGUA EN EL SUELO
El límite superior de la zona saturada de agua se
conoce como nivel freático.
Cuando el nivel freático intercepta la superficie, el
agua brota de manera natural a través de surgencias
en las laderas o en fondos de valle (manantiales).
Las aguas subterráneas alimentan el flujo base de
ríos y arroyos durante los periodos secos.
6.- Movimiento del agua en el suelo
La única fuente de agua dulce que
tiene la Península de Yucatán
(México) son sus aguas
subterráneas. Los cenotes son
ventanas abiertas a estas aguas.
Algunos de ellos eran sagrados para
los mayas, hace más de 500 años.

23. AGUA EN EL SUELO
7.- Infiltración

24. AGUA EN EL SUELO
7.- Infiltración
La tasa o velocidad a la que entra el agua en el suelo, es decir, la cantidad de agua infiltrada por
unidad de superficie y de tiempo se conoce como INFILTRACIÓN INSTANTÁNEA. Si el suelo está
seco, esta velocidad disminuye progresivamente a lo largo del proceso y tiende a estabilizarse
asintóticamente a un valor que se denomina INFILTRACIÓN BÁSICA. La INFILTRACIÓN
ACUMULADA es la cantidad de agua que ha infiltrado en una unidad de superficie de suelo a lo
largo de un determinado tiempo.

25. AGUA EN EL SUELO
7.- Infiltración

26. AGUA EN EL SUELO
7.- Infiltración

27. AGUA EN EL SUELO
1. Métodos Directos
Método termo gravimétrico: determinación del contenido de agua en una muestra
de suelo, cuando se somete a 105 ºC, hasta peso constante.
Donde:
w: contenido gravimétrico de agua.
Msh: masa de suelo húmedo.
MSs: masa de suelo seco en estufa a 105ºC; %H: Porcentaje de humedad (g/g).
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

28. AGUA EN EL SUELO
2. Métodos Indirectos
2.a. Atenuación de neutrones: se utiliza una sonda de neutrones que permite realizar
mediciones rápidas del contenido volumétrico de agua (θ) en el campo.
2.b. Atenuación de rayos gamma (γ): utiliza una fuente emisora de radiación gamma, que
refleja la relación entre la radiación atenuada y el contenido volumétrico de agua (θ).
2.c. Reflectometría de dominios magnéticos de tiempo (TDR): se basa en la relación entre
la permisividad o constante dieléctrica, “ε”, de la matriz del suelo con el contenido
volumétrico de agua “θ” , entendiendo que ε = f(θ).
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

29. AGUA EN EL SUELO
MÉTODOS PARA MEDIR EL POTENCIAL TOTAL DE AGUA EN EL SUELO Y SUS
COMPONENTES
1. Potencial Gravitacional: se determina midiendo la distancia vertical entre el punto donde
se quiere determinar el potencial del agua y el nivel de referencia.
2. Potencial Osmótico: se determina midiendo la presión osmótica (Л), la
concentración de sales (Cs) o la conductividad eléctrica (CE) en un extracto de la solución
del suelo.
3. Potencial de Presión: Piezómetros; Tensiómetros; Bloques de Yeso; Sensores de
humedad.
4. Potencial Mátrico + Osmótico: Psicrómetros.

30. AGUA EN EL SUELO
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
1. Piezómetro: consiste en un tubo de pocos centímetros de diámetro (2 a 3 cm), abierto
por ambos extremos (Figura 3), se utiliza para hacer mediciones en suelos saturados. El
Piezómetro mide:
Donde:
Donde: Ψu: potencial de presión hidrostática o de sumersión.
Ψe: potencial de sobre carga.
ρw: densidad del agua.
Zx : distancia desde la superficie del suelo hasta el fondo del piezómetro.
Z0 : distancia desde la superficie del suelo hasta la superficie del agua dentro del
piezómetro.
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

31. AGUA EN EL SUELO
2. Tensiómetro o irrómetro: consiste en un tubo, en cuyo extremo inferior hay una cápsula
porosa, mientras que en superior está conectado a un manómetro (Figura 4). Se utiliza para
hacer mediciones en suelos no saturados hasta valores de potencial mátrico de – 0,8 bares
ó – 80 kPa.
El tensiómetro mide:
En condiciones de equilibrio:
Donde:
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

32. AGUA EN EL SUELO
3. Métodos Eléctricos: (Bloques de Yeso, Sensores de humedad): permiten conocer el
potencial mátrico en el suelo, (ψp
m), mediante la medición de la resistencia eléctrica. La
resistencia aumenta cuando el bloque tiende a secarse o disminuye cuando se humedece.
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

33. AGUA EN EL SUELO
4. Mesa de tensión, Placa de Succión, Equipo de presión (ollas y platos o placas de
presión): permiten determinar el contenido de humedad en equilibrio con cada uno de los
valores de potencial mátrico aplicado.
La mesa de tensión y placas de succión permiten hacer mediciones desde 0 a -100 kPa.
El equipo de presión permite un intervalo de trabajo desde -10 a -2000 kPa.
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

34. AGUA EN EL SUELO
5. Psicrómetro: permite conocer la sumatoria del potencial mátrico y el potencial osmótico
(yp
m + yo), mediante la medición de la humedad relativa con un psicrómetro de termopar.
Permite mediciones desde –500 a –2000 kPa.
Donde:
HR: humedad relativa.
Pv: presión parcial de vapor de agua en el aire en equilibrio con el agua del suelo a la
temperatura T (en grados Kelvin).
Pvs: presión parcial de vapor de agua en el aire saturado a la temperatura T.
Mw: peso molecular del agua.
Ψw: Ψ p
m + Ψ o
R: constante universal de gases (8,31 * 10-6 m3 MPa mol-1 °K-1).
ρw: densidad del agua.
8.- Determinación del contenido de agua en el suelo

35. AGUA EN EL SUELO
✔ Son muy útiles para obtener el potencial mátrico del agua del suelo, una vez
determinado el contenido de humedad. Con base, a estos valores es posible
definir el momento oportuno de riego y calcular la lámina de agua que debe
aplicarse.
✔ Estas curvas también se utilizan para conocer la distribución del tamaño de los
poros y, con base a esta información, para saber la fracción del espacio poroso
que puede drenar fácilmente después de un riego y contribuir a la aireación del
suelo.
9.- Curva de retención de humedad

36. AGUA EN EL SUELO
CAPACIDAD DE CAMPO
Máxima cantidad de agua que un suelo puede retener en contra de la fuerza de
gravedad, es decir, el contenido de humedad que permanece en el suelo después
de un riego pesado o de una lluvia fuerte, cuando cesa prácticamente el
movimiento descendente del agua.
PUNTO DE MARCHITEZ PERMANENTE
Contenido de humedad existente en un suelo cuando una planta indicadora, como
el girasol, recién marchita no es capaz de recobrar su turgencia ni en una atmósfera
saturada de humedad.
Constantes de humedad

37. AGUA EN EL SUELO
Constantes de humedad
MÁXIMO DE CAPACIDAD RETENTIVA
Cuando el suelo esta saturado de agua. Todos los poros de la parte superior del
suelo quedan o están rellenos de agua.
COEFICIENTE HIGROSCÓPICO
Es el contenido de humedad del suelo, asociada a las partículas coloidales del
suelo. Corresponde a la cantidad de agua contenida en el suelo cuando esté
está en equilibrio con la humedad del aire y cuando ha terminado el proceso de
evaporación.

38. AGUA EN EL SUELO
9.- Curva de retención de humedad
Figura 5. Curva de retención de agua en el suelo para diferentes
texturas.

39. AGUA EN EL SUELO
9.- Curva de retención de humedad
Efecto sobre la textura Efecto sobre la estructura

40. AGUA EN EL SUELO
Referencias bibliográficas
Jaramillo, D. (2002). Introducción a la ciencia del suelo. Medellín,
Colombia: Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias.
Rucks, L., García, F., Kaplán, A., Ponce de León, J., y Hill, M. (2004).
Propiedades Físicas del Suelo. Montevideo, Uruguay: Universidad de la
República, Facultad de Agronomía.
Sepúlveda, R. (1999). El infiltrómetro de cilindro simple como métodos de
cálculo de la conductividad hidráulica de los suelos. Experiencias de campo
en ámbitos de montaña mediterránea. Baética. Estudios de Arte, Geografía
e Historia, 21, 9-34.

41. hebandreyna@gmail.com
Gracias por su
atención