1. Universidad Central de Venezuela
Facultad de Agronomía
Departamento de Edafología
Edafología General
Estructura del suelo
Profa. Mansonia A. Pulido M.
Enero, 2008

2. Objetivos
- Conocer la descripción y clasificación de la estructura del suelo
- Conocer los mecanismos y factores responsables de la formación
y estabilidad de la estructura del suelo
- Conocer las relaciones masa – volumen derivados del grado de
estructuración
- Identificar la influencia de la estructura del suelo sobre el
comportamiento del mismo

3. Estructura del suelo
Ordenamiento de las
partículas individuales en
partículas secundarias y/o
agregados y el espacio poroso
que llevan asociado, todo ello
como el resultado de
interacciones físicas químicas
entre las arcillas y los grupos
funcionales de la materia
orgánica (Porta et al. 1994).

4. Agregado
Unidad estructural que define la
disposición de partículas del suelo,
que se mantienen unidas con fuerza
suficiente, por lo cual se diferencia
de la masa de partículas individuales.
Terrón
Agregado artificial causado por una disturbancia mecánica
tal como el arado del suelo.

5. Descripción y clasificación de la estructura del suelo
• Forma y orientación
• Tamaño
• Grado de desarrollo
1. Forma y orientación de los agregados (USDA, 1993; Pagliai,
2005), originados por la combinación y arreglo espacial de los
diferentes tipos de poros y agregados
• Granular simple: granos sueltos, la
porosidad esta representada por el
espacio entre partícula y partícula
(porosidad textural), el material fino
entre espacios intergranulares es
muy raro. Típica de suelos arenosos.

6. • Estructura migajosa
Es una estructura granular compuesta muy porosa, típica de
epipedones con materia orgánica, también es frecuentemente
originada por la actividad antropogénica (labranza)
• Estructura blocosa subangular
Los agregados están separados por poros continuos elongados, los
agregados presentan aristas agudas y caras curvas y se acomodan las
caras de agregados unas con otras. Desde el punto de vista agronómico,
este es el mejor tipo de estructura de suelo porque la continuidad de
sus poros favorece el movimiento del agua y facilita el desarrollo
radical.

7. • Estructura blocosa angular
Los agregados de suelo presentan aristas rectas y caras
rectangulares con interacciones curvas. Los agregados se arreglan y
se separan por poros elongados y de forma regular. Es típica de
suelos arcillosos.
• Estructura laminar
Tiene su dimensión horizontal mayor que la vertical, los agregados son
finos y separados por poros elongados orientados paralelamente a la
superficie del suelo, no son continuos en sentido vertical. Los suelos
con este tipo de estructura están sujetos a aguachinamiento o
escorrentía y erosión dependiendo de la pendiente, es típica de los
suelos compactados.

8. • Estructura prismática
Constituida por agregados mas largos que anchos, los planos de
debilidad corresponden a las grietas de retracción. Este tipo de
estructura es típico de suelos arcillosos con endopedones argilicos
(Bt). Los prismas se separan en orientación vertical por poros
elongados, no son muy estables porque el humedecimiento ocasiona un
cierre de los poros.

9. • Estructura columnar
Corresponde a prismas cuya parte superior tiene forma de
cúpula. Típica de suelos alcalinos o sodicos, epipedones
natricos (Btna)
• Estructura masiva
El material del suelo esta muy compactada, la
separación de los suelos no es visible. La
porosidad es muy baja y representada por
poros pequeños dentro de la matriz del suelos.
Este tipo de estructura es común en suelos
degradados con bajo contenido de materia
orgánica.

10. Blocosa Prismática
Laminar Columnar
Granular Grano simple Masiva

11. 2. Tamaño de los agregados
Los agregados generalmente se agrupan por tamaño según su
diámetro equivalente:
> 250 µm
20 – 250 µm
2 – 20 µm
Macroagregados (>250 µm) y microagregados (< 250 µm).
• Los microagregados se unen unos con otros con agentes cementantes
como la materia orgánica para formar los macroagregados.
• Los microagregados son las unidades más pequeñas que se pueden
separar por planos de rupturas naturales.
• La elección del tamaño 0,2 mm como límite inferior del agregado
obedece a que la porosidad desarrollada por tamaños menores son poco
eficaces para el movimiento del agua.

12. Clases de estructura de suelo.
Clases de Tipos de estructuras
tamaños Laminar Prismática Blocosa Granular
(mm)
Muy fina <1 < 10 <5 <1
Fina 1–2 10 – 20 5 – 10 1–2
Media 2–5 20 – 50 10 – 20 2–5
Gruesa 5 – 10 50 – 100 20 – 50 5 – 10
Muy gruesa > 10 > 100 > 50 > 10
Fuente: USDA (1993)

13. ESTRUCTURA GRANULAR:
Fino Medio Grueso
ESTRUCTURA BLOCOSA
Muy fino Fino Medio
ESTRUCTURA LAMINAR
Fino Medio Grueso

14. 3. Superficies de debilidad o grado de desarrollo
En las observaciones de la estructura en campo es posible identificar
diferentes niveles de organización tales como:
• Sin estructura: granos sueltos con ausencia de
elementos finos.
• Estructura maciza: no se observan agregados un
fragmento se rompe arbitrariamente.
• Estructura débil: agregados escasamente formados
e indistintos, superficies de debilidad muy poco
definidas entre agregados.
• Estructura fuerte: agregados separados por planos
de debilidad bien definidos cuando el horizonte se
seca. Agregados duraderos.

15. La estructura del suelo es una propiedad dinámica y esta
sujeta a procesos de formación y degradación
Formación de agregados
Generalmente, la estructura de un suelo se desarrolla a partir de
una condición de grano simple o masiva. Para formar los agregados
debe haber un mecanismo que mantiene juntas las partículas de
suelo de manera que las formas estructurales en el suelo persistan
en el tiempo.
Los principales factores que afectan la génesis de la estructura del suelo
están representados por:
-El efecto de los cationes
- La interacción entre las partículas de arcilla
- El efecto de la MO
- El desarrollo radical y la acción de los micro y macroorganismos del suelo

16. Teoría de la agregación
Partículas primarias
Arcilla – MO - Cationes
A – MO - C
Acumulación
Jerarquía
Microagregados Macroagregados
Bacterias o MOP
• los microagregados se juntan para formar macroagregados, siendo el enlace dentro
de los microagregados mas fuerte
• Los microagregados están formados por moléculas orgánicas unidas a las arcillas y
cationes polivalentes formando partículas compuestas, las cuales se unen para formar
macroagregados
. Los macroagregados pueden formarse alrededor de la MOP (materia orgánica particulada.
La MOP y los exudados microbiales libres hacen a los macroagregados mas estables, las
tasa de C:N decrecen y los microagregados se forman internamente; sin embargo la MO se
puede descomponer y formar microagregados.

17. Las raíces de las plantas pueden mantener unidas las partículas
(Formando una red o a través de exudados radicales).

18. Cationes
La precipitación de óxidos e hidróxidos, fosfatos y carbonatos
favorecen la agregación. Cationes tales como Si4+, Fe 3+, Al 3+ y Ca
2+ , estimulan la precipitación y forman puentes entre las arcillas
y la MO. Compuestos orgánicos pueden unirse con Fe 3+ y Al 3+ a
pH bajos y formar compuestos órgano metálicos.

19. Los procesos pedogeneticos
Son un factor dominante en el desarrollo estructural del suelo. El
conjunto de adiciones y perdidas del suelo, la acción de los organismos
y los efectos del clima. El clima altera los materiales, los cuales son
transportaos a través del lavado, bioturbación, eluviación e iluviación
resultando en horizonación, dando lugar al horizonte B (estructurado)

20. Propiedades del suelo
Tipo de suelo. En suelo con bajo CO o concentración de A, la
agregación esta dominada por cationes, y viceversa. En oxisoles y
ultisoles los complejos Al-humus y los hidróxidos de Al son los
compuestos que predominan la agregación ya que protegen el CO de
la descomposición y confiere mayor estabilidad. En los aridisoles la
alta estabilidad esta asociada a carbonatos.
Según la textura, en suelos arenosos el MO tienen gran influencia en
la estructuración, mientras que en suelos con incremento en el
contenido de A, el tipo de A juega un papel importante.

21. Perturbación antropogénica
Otros factores son el sistema de cultivo, técnicas de cultivo,
humectación y desecación, características de la lluvia

22. Mecanismos de formación de agregados
a.- Fuerzas actuantes
Empaquetamiento
es característico de granos entre los que la influencia de
fuerzas de superficie sea despreciable por la ausencia de cargas
eléctricas (como las arenas).
r F= Fuerza de unión entre partículas.
θ
r= Radio de la partícula.
θ= Angulo de contacto.
A= Tensión superficial
F = (2π.r.A)/(1+tgθ/2)
En suelos arenosos puede haber cohesión entre partículas debido a fuerzas de
tensión superficial por la presencia de películas de agua adsorbidas en la
superficie de los granos.

23. Formación de unidades de fábrica
Se traduce a escala macroscópica en la aparición de agregados.
Fuerzas superficiales responsables de la interacciones entre
partículas minerales, componentes del suelo y agua y las partículas
minerales y grupos funcionales de la MO humificada.
Atracción
Debida a la presencia de partículas con carga eléctrica, responsables de las
interacciones entre ellas y el agua del suelo (arcillas y grupos funcionales de
la materia orgánica)
- Fuerzas electrostáticas (Coulomb)
- Fuerzas de London-Van der Waals
Repulsión
Se producen cuando se presentan partículas de igual carga eléctrica o
debido a fuerzas de Born. Se produce sólo en partículas que están muy
próximas

24. b.- Interacción entre partículas de arcilla, doble capa difusa
+
-
- + Doble capa difusa Solución
+
- + externa
+ +
CONCENTRACIÓN
+ +
+
- + + Cationes
+ -
+ +
- +
+ +
+-
+
+
- +
+
+
- Aniones
Co
+
DISTANCIA
Al aproximarse las partícula en suspensión se produce repulsión, esta
barrera se supera gracias a la EC de las partículas, lo cual disminuye el
potencial de interacción y dominan las fuerzas de Van del Waals y se
produce floculación.

25. c.- Cementación de los agregados (agregación de
partículas)
Floculación de Estabilización Cementación
partículas
Microagregados:
Carbonato de calcio (suelos calcáreos).
Sesquióxidos de Fe y Al (suelos ácidos muy evolucionados).
Grupos funcionales de la materia orgánica.
Macroagregados:
Acción mecánica de las raíces.
Hifas de hongos (micorrizas).
Componentes orgánicos.
Organismos del suelo

26. Procesos responsables de la creación de la estructura
del suelo
1.- Floculación y dispersión del suelo, controlado por las
fuerzas de atracción y repulsión de la DCD
2.- Adhesión y estabilización de partículas dentro de
agregados y el role de la MO
3.- Agregación, los procesos responsables de la
agregación son humedecimiento y secado

27. Estabilidad estructural
Es una medida de la habilidad que tiene el suelo de mantener u
forma estructural a través del tiempo frente a fuerzas
internas o externas desestabilizadoras, ello comprende
mantener el arreglo espacial de sus componentes sólidos, así
como el espacio poroso.
El grado de estabilidad depende del balance entre las fuerzas
Fuerza resultante
(grado de estabilidad)
Fuerzas Fuerzas destructoras
estabilizadoras (internas y externas)
(internas)

28. Fuerzas internas que se oponen a la expansión y
rompimiento de los agregados
• Fuerzas de atracción de Madeling o London Van der Waals:
tipo de A, forma y distribución de las cargas electrolíticas,
tipo de iones adsorbidos
• Fuerzas de enlace por humus: tipo de iones y pH
• Polímeros de hidróxidos de Fe y Al de CaCO3, pH,
concentración de sales.
• Atracción entre bordes y caras de láminas de arcillas, pH,
concentración de sales
• Tensión superficial del agua energía del agua en el suelo,
valor de entrada de aire.

29. Fuerzas que causan rompimiento de los agregados
• Energía de hidratación de los cationes en superficie. Tipo de
iones, distribución de cargas
• Diferencias en presión osmótica entre las arcillas y la solución
del suelo (presión de expansión): tipo de iones, concentración de
la solución del suelo, densidad de carga superficial, otros.
• Presión de aire atrapado homogeneidad y dimensión de los
poros llenos de aire, diferencias de energía entre el agua
añadida y el agua del suelo.

30. Factores que determinan la estabilidad de los agregados y
procesos relacionados
Factores Procesos
- Tipo y cantidad de A Expansión y contracción, cantidad
de agua retenida, cantidad
Tipo y cantidad de iones adsorbidos Hidratación de iones Na y Ca,
presión osmótica, defloculación,
dispersión
Exceso de agua y tiempo de Disolución de agentes cementantes
saturación
Impacto de las gotas de lluvia Separación mecánica de las
partículas
Caudales erosivos Separación mecánica de las
partículas
Laboreo inadecuado (intensivo) Compactación - pulverización
Pisoteo por el ganado Compactación

31. Estabilidad de los agregados según los
constituyentes del suelo
% E.A. % E.A. % E.A.
50 50 50
20 40 80 5 10 15 1 2 3
% Arcilla % MO % Oxido de hierro
% E.A. % E.A. % E.A.
50
50
2 4 6 20 40 80 25
% Oxido de % CaCO3 % Na
Al intercambiable

32. Relaciones masa – volumen derivados del grado de
estructuración
Dado que el suelo es un medio poroso, se puede establecer una serie
de relaciones masa-volumen, derivadas del grado de estructuración:
a.- Densidad real (ρr)
Corresponde a al densidad media de la fase sólida o densidad de
partículas. Es la relación entre el peso de un suelo y el volumen de sus
partículas constituyentes , excluyendo el espacio poroso. Es
constante en el tiempo y depende principalmente de la mineralogía
del suelo y del tipo y contenido de MO.
ρr = 2,6 5 Mg m-3
Métodos para determinar ρr :
- Método del picnómetro

33. b.- Densidad aparente (ρa)
Se refiere al peso por unidad de volumen de un suelo seco en horno. El
espacio poroso es parte del volumen de suelo medido en la ρa, pero el
suelo debe estar seco al horno para sacar el agua de los poros. La ρa
está directamente relacionada con la estructura, sus valores
dependen de la mineralogía del suelo, grado de estructuración y
contenido de MO. Permite inferir dificultades para la emergencia,
desarrollo radicular y la circulación de agua y aire.
Suelos arenosos ρa = 1,5 – 1,7 Mg m-3
Suelos de textura media ρa = 1,3 – 1,4 Mg m-3
Suelos arcillosos ρa = 1,1 – 1,2 Mg m-3
Suelos turbosos ρa = 0,25 Mg m-3
Suelos lacustrinos ρa = 0,9 Mg m-3

34. m
DENSIDAD APARENTE ρa =
V
m: masa de suelo
V: Volumen de suelo
V: Vs + Vporos
Menor ρa Mayor ρa

35. Métodos para determinar ρa :
-Método del cilindro - Método de la excavación (hoyo)
Densidad aparente
Densidad aparente
(método del hoyo)
(método del hoyo)
Densidad aparente
Densidad aparente
(método del cilindro)
(método del cilindro)
- Método del terrón parafinado - Método de los rayos gamma (γ)

36. La densidad aparente tiene importancia desde el punto
de vista de manejo de suelo:
- Provee información sobre el grado de compactación de
los horizontes
- Permite inferir dificultades para la emergencia, el
enraizamiento y la circulación de agua aire
“ No proporciona información acerca del tamaño, continuidad de los
poros, ni fuerzas que han dado origen a la estructura, por lo que es
necesario conocer la porosidad”

37. C.- Porosidad
Es la fracción ocupada por agua y aire, y es definida
principalmente por el arreglo de las partículas minerales.
Para caracterizar el sistema poroso es necesario,
determinar la distribución de tamaño de poros y forma de
poros.
ρa
EPT = 1 -
ρr
La porosidad puede determinar a partir de muestras no
alteradas, con porosimetro, y con microscopio de barrido.

38. Clasificación de poros
1.- Según su función, la clasificación de Greenland (1977)=
- Poros de enlace < 0,005 µm de diámetro (tienen
importancia en las fuerzas de enlace)
- Poros residuales < 0, 5 µm de diámetro
(relacionados a las interacciones químicas a nivel
molecular)
- Poros de almacenamiento entre 0,5 – 50 µm de
diámetro (poros de almacenamiento de agua)
- Poros de transmisión entre 50 -500 µm de
diámetro (drenaje de agua y paso de las raíces)

39. 2.- Según Tamaño:
Macroporos (r >15 µm).
Microporos (r < 15 µm).
3.- Según Localización:
Intraagregados (texturales)
Interagregados (estructurales)

40. -Análisis de imagen (microscopio de barrido)
Es posible caracterizar y cuantificar la estructura (forma,
tamaño, irregularidad, orientación continuidad, etc).
Se han identificado las siguientes formas de poros:
- Regulares
- Irregulares
- Elongados

41. d.- Consistencia
Expresa la resistencia mecánica de su suelo a la deformación y a fluir
bajo la acción de fuerzas mecánicas, que dependen de su contenido
de humedad.
Se debe a las fuerzas de cohesión y adhesión y es una consecuencia
de su estructuración. Influyen propiedades como dureza, friabilidad,
plasticidad y adherencia.
líquido
Limite
plástico
Limite
Volumen del suelo
expansión
Limite de
Plástico Fluido
Friable
Duro
semisólido
sólido
w w w
Cantidad de agua (w)

42. EN SECO:
DUREZA: Cualidad del suelo seco al aire de resistir a la presión
entre el dedo pulgar y el índice.
EN HÙMEDO:
FRIABILIDAD: Cualidad del suelo de desmenuzarse fácilmente
bajo una presión moderada.
EN MOJADO:
PLASTICIDAD: Cualidad por la cual el material edáfico cambia
continuamente de forma al aplicarse una presión y mantiene esa forma
luego de eliminar la presión.
ADHESIVIDAD: Cualidad del material edáfico de adherirse a los
objetos.

43. LP: límite plástico
Cohesión
LP LL LL: Límite líquido
Consistencia
Plasticidad IP: Índice de plasticidad
IP
Adhesión
Seco Húmedo Mojado
Humedad
El limite de expansión se define como el contenido de agua por
debajo del cual el cambio de volumen deja de ser proporcional a la
variación del contenido de agua

44. La consistencia tiene importancia en:
-El manejo del suelo cuando deben hacerse movimiento de tierra
- Determinar el momento óptimo de laboreo
- En el estudio de movimiento en masa por deslizamiento en masa por
deslizamiento.

45. Degradación física – estructural
Se refiere a la destrucción de la estructura del suelo y
de otras propiedades relacionadas
Los cambios en las variables de la estructura del
suelo son:
- Forma, arreglo y geometría de los poros
- Estabilidad, habilidad para mantener la forma y
tamaño cuando es sometido a diferentes fuerzas
- Resilencia, habilidad del suelo para recuperar la forma
a través de procesos naturales

46. Aireación
Infiltración
Almacenamiento de agua Dependen de la distribución de
Drenaje tamaños de poros y su
continuidad
Escorrentía y Erosión
hídrica
Resistencia mecánica del suelo a penetración Dependen del arreglo
y conexión entre
Fragmentación o flujo partículas
“ La degradación de la estructura del suelo es uno de los más
graves problemas de degradación de tierras, debido a que las
otras propiedades físicas, químicas y biológicas se ven
afectadas”

47. Pagliai (2003)
Le Bissonnais (1996)
Helming et al. (1998)
Bosch y Onstad (1988)
Deterioro de la estructura
Sellado y Encostrado

48. Capas compactadas a menos de
10cm de profundidad
Prof. Juan Carlos Rey
Suelo de Turén, estado Portuguesa

49. Prof. Juan Carlos Rey
Suelo compactado de Turén, Suelo no compactado de
estado Portuguesa Guanare, estado Portuguesa

50. Escaso desarrollo radical y
deformación del patrón de
distribución de las raíces
Cultivo de maíz Suelo de
Turén, estado Portuguesa
Cultivo de papa suelo de
sanare, estado Lara

51. REGENERACIÓN (LAL, 1993)
Recuperación del estado anterior, luego de una perturbación
degradativa o cambio de uso de las tierras, cuando las
condiciones son favorables.
Algunos sistemas de uso y manejo para la
recuperación estructural
- Labranza reducida, mínima o labranza conservacionista
-Aplicación de compost
-Incorporación de residuos
-Cultivos de cobertura
-Sistemas de drenaje (bancales, surcos)
-Siembras en contorno

52. Gracias
Viaje Edafología Aplicada I -2007