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Propiedades físicas de los suelos CONSISTENCIA
CONSISTENCIA Se refiere a las manifestaciones de las fuerzas físicas de * *  cohesión  y *  adhesión  dentro del suelo,  a diferentes contenidos de  humedad. Las manifestaciones son: 1. El comportamiento ante la gravedad, la presión, el empuje y la tracción 2. Tendencia a adherirse a cuerpos extraños 3. La sensación al tacto Las 2 fuerzas causantes de la consistencia son: a. La atracción molecular:  COHESIÓN b. La tensión superficial:  ADHESIÓN
* Cohesión  es la unión entre partículas  por fuerzas de atracción debido a mecanismos físicoquímicos. Consistencia  = 1. Fuerzas de  Van der Waals 2. Atracción  electrostática  (+ y -) 3. Unión por  puentes catiónicos 4. Efecto cementante de la  M.O ./  R 2 O 3  y  CO 3 5.  Tensión superficial  del agua entre las partículas Adhesión  es la atracción de la fase líquida sobre  la superficie de la fase sólida
Términos Fluidez : suelo como líquido Pegajosidad : glutinosidad, adherencia Plasticidad : Resist. a la deformación y esfuerzo cortante Friabilidad : Facilidad de labranza Firmeza : Resistencia a la compresión, coherencia Dureza : Resistencia a la ruptura Pegajosidad  y  plasticidad : (adhesión/deformación) Friabilidad ,  firmeza : Cohesión  Dureza : Ruptura
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Efectos de humedad sobre adhesión y cohesión del suelo (Kohnke, 1968) Seco Medio húmedo Húmedo Muy húmedo Saturado Cohesión  Adhesión
Estado del suelo según su contenido de humedad
La consistencia del suelo tiene relación con: 1. Estabilidad de la estructura 2. Crecimiento de plantas    penetración radical 3. Esfuerzo necesario para labrar el suelo Rango donde se puede labrar el suelo Índice agralógico = calidad de la tierra Susceptibilidad a la erosión  Rango plástico:  intervalo del contenido de agua en el cual el suelo presenta propiedades plásticas Límite líquido:  LSP  en que el suelo es tan húmedo que se comporta como un fluido   Límite plástico:  LIP  bajo el cual   un suelo no puede deformarse sin que se desmenuce (es friable y se pulveriza bien al ararlo). El suelo más mojado que el límite plástico no se pulveriza bien cuando se ara y forma terrones
Número plástico:   intervalo numérico de humedad entre los límites líquido y plástico. Esto es donde el suelo muestra ciertas cualidades definidas de consistencia. Punto adhesivo:  humedad mínima para la adhesión. Generalmente se encuentra cerca del límite líquido. Punto de frote:  contenido máximo de agua en el cual el arado sale limpio. Sobre este valor se volverá pegajoso y se pegará al arado el suelo. Labranza:  humedad menor que el punto adhesivo y el LIP. Deseable es que la CC esté por debajo de esos puntos. Si la CC es mayor, lo deseable es una diferencia mínima entre CC y esos puntos. Si la diferencia es mínima, después de la lluvia el suelo se seca rápidamente al punto adhesivo o al LIP
Límites de Atterberg 1. Límite de contracción 2. Límite inferior de plasticidad 3. Punto adhesivo 4. Límite superior de plasticidad 5. Límite de fluidez Seco Semi sólido Plástico  Líquido Semi líquido Fluido  1 2 3 4 5
Medición  de la consistencia 1.  Consistencia en MOJADO  (humedad a CC o ligeramente mayor) A.  Pegajosidad : cuando se adhiere a otros objetos 0. No pegajoso: suelo no se adhiere a los dedos 1. Ligeramente pegajoso: adhiere a un dedo y no al otro 2. Pegajoso: se adhiere a ambos dedos; estira un poco 3. Muy pegajoso: se adhiere fuertemente a los dedos B.  Plasticidad : Capacidad de moldear con las manos   0. No plástico: no se forma “embutido” 1. Ligeramente plástico: forman embutidos cortos < 1cm 2. Plástico: embutidos > 1cm, presión moderada para    deformar material moldeado  3. Muy plástico: mucha presión para deformar material    moldeado
Medición de la consistencia 2. Consistencia  en húmedo  (humedad entre sequedad y CC) 0.  Suelto : material suelto no es coherente 1.  Muy friable : rompe fácil entre el pulgar y el índice 2.  Friable :  ligera presión para romper los agregados 3.  Firme : moderada presión para romper agregados 4.  Muy firme : fuerte presión para romper agregados 5.  Extremadamente firme . No se rompen por presión    entre el pulgar y el índice  3. Consistencia  en seco  (suelo seco al aire) 0.  Suelto : material del suelo no es coherente 1.  Blando : rompe fácil en la mano en granos simples 2.  Ligeramente duro : ligera presión para romper material  3.  Duro : rompe con dificultad entre el pulgar e índice 4.  Muy duro : rompe difícilmente entre ambas manos
Modelo para el índice de estabilidad de suelos arcillosos de Boekel y Peerlkamp (1956) A B CC < Punto adhesivo: A/B =    0,2    Hay buena agregación de < 8mm A/B = > 0,2    Agregados grandes > 8mm de diámetro con    tendencia a formar terrones grandes  CC > Punto adhesivo: A/B =    (B=0)    maquinaria no entra al campo CC < Límite inferior de plasticidad: A/B es negativo e indica buena agregación
Ejemplos Suelo: Margot, CATIE, Turrialba. Typic haplustalf Muy buena estructura a nivel de campo. Franco arcilloso,   ap = 0,88 g/cm 3 CC= 52% Hg   LIP: 68,3% Hg   Pto. adhesivo: 78,5% Hg A= -16,3 B= 26,5 A/B= -0,62 Buena estructura en el campo Suelo: Instituto, CATIE, Turrialba. Typic Dystrustept Estructura buena de campo.   ap = 1,09 g/cm 3 CC= 37,8% Hg  LIP: 36,4% Hg   Pto. adhesivo: 47,8% Hg A= 1,4   B= 10 A/B= 0,14 el índice indica un suelo de    buena estructura  Suelo arcilloso de Agualta, Jamaica  CC= 51,5% Hg  LIP: 34,6% Hg   PMP= 26,5%Hg Pegajoso a CC, entonces B= 0 y A/B=    el índice indica un suelo de estructura mala. Después de lluvia fuerte (CC) no se puede entrar con maquinaria

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Consistencia

  • 1. Propiedades físicas de los suelos CONSISTENCIA
  • 2. CONSISTENCIA Se refiere a las manifestaciones de las fuerzas físicas de * * cohesión y * adhesión dentro del suelo, a diferentes contenidos de humedad. Las manifestaciones son: 1. El comportamiento ante la gravedad, la presión, el empuje y la tracción 2. Tendencia a adherirse a cuerpos extraños 3. La sensación al tacto Las 2 fuerzas causantes de la consistencia son: a. La atracción molecular: COHESIÓN b. La tensión superficial: ADHESIÓN
  • 3. * Cohesión es la unión entre partículas por fuerzas de atracción debido a mecanismos físicoquímicos. Consistencia = 1. Fuerzas de Van der Waals 2. Atracción electrostática (+ y -) 3. Unión por puentes catiónicos 4. Efecto cementante de la M.O ./ R 2 O 3 y CO 3 5. Tensión superficial del agua entre las partículas Adhesión es la atracción de la fase líquida sobre la superficie de la fase sólida
  • 4. Términos Fluidez : suelo como líquido Pegajosidad : glutinosidad, adherencia Plasticidad : Resist. a la deformación y esfuerzo cortante Friabilidad : Facilidad de labranza Firmeza : Resistencia a la compresión, coherencia Dureza : Resistencia a la ruptura Pegajosidad y plasticidad : (adhesión/deformación) Friabilidad , firmeza : Cohesión Dureza : Ruptura
  • 5.
  • 6. Efectos de humedad sobre adhesión y cohesión del suelo (Kohnke, 1968) Seco Medio húmedo Húmedo Muy húmedo Saturado Cohesión Adhesión
  • 7. Estado del suelo según su contenido de humedad
  • 8. La consistencia del suelo tiene relación con: 1. Estabilidad de la estructura 2. Crecimiento de plantas  penetración radical 3. Esfuerzo necesario para labrar el suelo Rango donde se puede labrar el suelo Índice agralógico = calidad de la tierra Susceptibilidad a la erosión Rango plástico: intervalo del contenido de agua en el cual el suelo presenta propiedades plásticas Límite líquido: LSP en que el suelo es tan húmedo que se comporta como un fluido Límite plástico: LIP bajo el cual un suelo no puede deformarse sin que se desmenuce (es friable y se pulveriza bien al ararlo). El suelo más mojado que el límite plástico no se pulveriza bien cuando se ara y forma terrones
  • 9. Número plástico: intervalo numérico de humedad entre los límites líquido y plástico. Esto es donde el suelo muestra ciertas cualidades definidas de consistencia. Punto adhesivo: humedad mínima para la adhesión. Generalmente se encuentra cerca del límite líquido. Punto de frote: contenido máximo de agua en el cual el arado sale limpio. Sobre este valor se volverá pegajoso y se pegará al arado el suelo. Labranza: humedad menor que el punto adhesivo y el LIP. Deseable es que la CC esté por debajo de esos puntos. Si la CC es mayor, lo deseable es una diferencia mínima entre CC y esos puntos. Si la diferencia es mínima, después de la lluvia el suelo se seca rápidamente al punto adhesivo o al LIP
  • 10. Límites de Atterberg 1. Límite de contracción 2. Límite inferior de plasticidad 3. Punto adhesivo 4. Límite superior de plasticidad 5. Límite de fluidez Seco Semi sólido Plástico Líquido Semi líquido Fluido 1 2 3 4 5
  • 11. Medición de la consistencia 1. Consistencia en MOJADO (humedad a CC o ligeramente mayor) A. Pegajosidad : cuando se adhiere a otros objetos 0. No pegajoso: suelo no se adhiere a los dedos 1. Ligeramente pegajoso: adhiere a un dedo y no al otro 2. Pegajoso: se adhiere a ambos dedos; estira un poco 3. Muy pegajoso: se adhiere fuertemente a los dedos B. Plasticidad : Capacidad de moldear con las manos 0. No plástico: no se forma “embutido” 1. Ligeramente plástico: forman embutidos cortos < 1cm 2. Plástico: embutidos > 1cm, presión moderada para deformar material moldeado 3. Muy plástico: mucha presión para deformar material moldeado
  • 12. Medición de la consistencia 2. Consistencia en húmedo (humedad entre sequedad y CC) 0. Suelto : material suelto no es coherente 1. Muy friable : rompe fácil entre el pulgar y el índice 2. Friable : ligera presión para romper los agregados 3. Firme : moderada presión para romper agregados 4. Muy firme : fuerte presión para romper agregados 5. Extremadamente firme . No se rompen por presión entre el pulgar y el índice 3. Consistencia en seco (suelo seco al aire) 0. Suelto : material del suelo no es coherente 1. Blando : rompe fácil en la mano en granos simples 2. Ligeramente duro : ligera presión para romper material 3. Duro : rompe con dificultad entre el pulgar e índice 4. Muy duro : rompe difícilmente entre ambas manos
  • 13. Modelo para el índice de estabilidad de suelos arcillosos de Boekel y Peerlkamp (1956) A B CC < Punto adhesivo: A/B =  0,2  Hay buena agregación de < 8mm A/B = > 0,2  Agregados grandes > 8mm de diámetro con tendencia a formar terrones grandes CC > Punto adhesivo: A/B =  (B=0)  maquinaria no entra al campo CC < Límite inferior de plasticidad: A/B es negativo e indica buena agregación
  • 14. Ejemplos Suelo: Margot, CATIE, Turrialba. Typic haplustalf Muy buena estructura a nivel de campo. Franco arcilloso,  ap = 0,88 g/cm 3 CC= 52% Hg LIP: 68,3% Hg Pto. adhesivo: 78,5% Hg A= -16,3 B= 26,5 A/B= -0,62 Buena estructura en el campo Suelo: Instituto, CATIE, Turrialba. Typic Dystrustept Estructura buena de campo.  ap = 1,09 g/cm 3 CC= 37,8% Hg LIP: 36,4% Hg Pto. adhesivo: 47,8% Hg A= 1,4 B= 10 A/B= 0,14 el índice indica un suelo de buena estructura Suelo arcilloso de Agualta, Jamaica CC= 51,5% Hg LIP: 34,6% Hg PMP= 26,5%Hg Pegajoso a CC, entonces B= 0 y A/B=  el índice indica un suelo de estructura mala. Después de lluvia fuerte (CC) no se puede entrar con maquinaria