GEOMORFOLOGIA

El suelo III El agua del suelo.

Facultad de Ingeniería Agraria Carrera Profesional de Ingeniería Ambiental

RMMV

El suelo como sistema disperso. La fase sólida. La fase líquida. La fase gaseosa. Composición del suelo. Los componentes mayores del suelo. El agua del suelo. Principales propiedades físicas de los suelos. Textura. Estructura. Densidad. Porosidad. Permeabilidad. Drenaje. Color del suelo. Propiedades químicas del suelo.

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EL SUELO COMO SISTEMA DISPERSO. La fase sólida. La fase líquida. La fase gaseosa.

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INTRODUCCION

• El conocimiento directo y continuo del contenido de agua en el suelo

• La creciente competencia por los escasos recursos hídricos disponibles exige cada día un mayor control de la eficiencia en su uso

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Medición de la

humedad del suelo

Métodos Directos Métodos Indirectos

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Medición por distintos métodos Estimación a ojo

Siglo XX 1940 1995 2010

Gravimetría S. de neutrones

Tensiómetros, Bloques

Sensores modernos TDR FDR

Posibilidad de automatizar

los registros

Medidas puntuales

HISTORIA DE LA MEDICION DEL CONTENIDO

DE LA HUMEDAD DEL SUELO

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Sonda TDR (Reflectometria en el

Domino del Tiempo)

Sonda FDR (Reflectometria en el

Domino de la Frecuencia)

Sensores de humedad

Frequency Domain Reflectometry (FDR)

12

3

0

10

20

30

40

50

60

70

80

Basado en la medida de

la Constante dieléctrica

del suelo

CD agua 80

CD sólida 3-5

CD aire 1

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Solido

Agua

Aire

Mt

Va

Vw

Vs

Ma

Mw

Ms

Vt

Pt

EL SUELO

Da=Vt/Ms

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HUMEDAD GRAVIMÉTRICA (Hg)

Porcentaje de peso de suelo ocupado por agua

75.1 g

X 100 = 33.1 % Humedad

gravimétrica

24.9 g100 g

24.9 g

75.1 g

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HUMEDAD VOLUMÉTRICA (θ) (Hv)

Porcentaje de volumen de suelo ocupado por agua

81.7 cm3

18.3 cm

Humedad del 22.4%

81.7 cm3

X 100 = 22.24 %

18.3 cm3

Humedad

Volumétrica

(θ)

=

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Es el peso de suelo ocupado por el agua. Por ejemplo, si en una muestra de suelo humedecido 14 grs son de agua y 65 grs son de suelo, la humedad gravimétrica será el resultado de dividir 14 entre 65 y multiplicar por 100, es decir, el 21,5% 21. Es el porcentaje de peso de suelo ocupado por el agua. Por ejemplo, si en una muestra de suelo humedecido, 12 cm3 son de agua y 48 cm3 son de suelo, la humedad volumétrica, será el resultado de dividir 12 entre 48 y multiplicar por 100, es decir, el 25%.

HUMEDAD GRAVIMÉTRICA (Hg)

HUMEDAD VOLUMÉTRICA (θ) (Hv)

RELACIÓN ENTRE Hg y Hv

Hv = Hg X da

Textura del suelo

Arenoso

Franco - arenoso Franco

Franco – arcilloso

Franco – Limoso

Arcilloso

Densidad aparente (da)

g/cm3

1.65

1.50 1.40

1.35

1.30

1.25

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HUMEDAD DEL SUELO EN SU PUNTO DE SATURACION

AGUA DE DRENAJE RAPIDO

CAPACIDAD DE CAMPO (CC)

AGUA UTIL

PUNTO DE MARCHITES PERMANEBTE (PMP)

CAPACIDAD DE AIREACION

AGUA DE DRENAJE LENTO O AGUA CAPILAR

AGUA NO UTILIZABLE

Punto de Saturación: Después de una lluvia copiosa o riego abundante todos los poros se encuentran ocupados por agua

Capacidad de campo (CC): El agua ocupa los poros pequeños y el aire los poros grandes.

Punto de marchites permanente (PMP): La planta no puede absorber todo el agua que necesita porque esta retenida de manera irreversible.

Conceptos relacionados con el contenido de humedad de un suelo

TEXTURA CC PMP

ARENOSO - FRANCO 14 % 6 %

FRANCO – ARENOSO 16 % 7 %

FRANCO 31 % 13 %

FRANCO – LIMO 38 % 16 %

ARCILLOSO – LIMOSO 45 % 18 %

ARCILLOSOS 48 % 19 %

Conceptos relacionados con el contenido de humedad de un suelo

http://www.maf.govt.nz/mafnet/schools/activities/swi/swi-04.htm

Conceptos relacionados con el contenido de humedad de un suelo

saturado de humedad

capacidad de campo

punto de marchitamiento

permanente

seco a 105ºC

SUELO

Métodos para medir θ

•Gravimétrico

• Sacar suelo, pesarlo cuando está húmedo, pesarlo cuando está seco

•Volumétrico

• Obtenga un cilindro de suelo sin modificación (densidad original); pesar, secar, pesar otra vez

Ventajas Desventajas - Preciso (+/- 1%) - No puede repetir en el

- Barato mismo lugar

equipo - gratis - Consume mucho tiempo

por muestra - gratis - Lento: 2 días mínimo

Métodos : Directos

http://www.ianr.unl.edu/pubs/ irrigation/graphics/g690-06.jpg

Método Indirecto por tacto: conozca su suelo

• Puede determinar humedad del suelo con suficiente precisión usando el tacto.

¿Es posible hacer una cinta de suelo? ¿Pegar el suelo en la mano? ¿Puede pulverizarlo fácilmente?

• Aunque rústico, la información es inmediata y el agricultor la obtiene en el predio y él piensa sobre las condiciones del agua y suelo

• Posiblemente la estrategia más efectiva para controlar el agua en el campo

Métodos Indirectos

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• ¿Qué es un tensiómetro? - El tensiómetro es un instrumento que se utiliza para

determinar la frecuencia de riego, basado en la medición del potencial matricial del agua en el suelo, o en términos simples el esfuerzo que realizan las raíces del cultivo para extraer del suelo la humedad que necesita. De modo que el instrumento actúa como una raíz artificial.

• ¿Cómo funciona? - Consiste en una capsula permeable y porosa de

cerámica conectada a un por un tubo hermético a un manómetro, u otro medidor de presión (figura 1). El rango de presión del instrumento se mide generalmente en centibares (0 a los 100 cb).

TENSIÓMETROS

25 25

Vaso

Indicador

depósito

Cuerpo

Separable

TENSIÓMETROS

Figure S.2. (Left) Newly installed tensiometer with Tensimeter (Marthaler et ah, 1983/ being used to sense the tension through a rubber septum that closes the top of the tensiometer tube. (Right) Example of reading a previously installed tensiometer. The black tube of the Tensimeter is pushed downward over the top of the white tube of the tensiometer, causing a needle inside the black tube to penetrate the rubber septum.

RESISTENCIA ELÉCTRICA

• Bloques porosos para medir la resistencia eléctrica en función del contenido de agua

• Ventajas. – Bajo costo y mantenimiento

– Facilidad de uso

• Limitaciones

– Tardía respuesta en suelos arenos

– Condiciones secas - reinstalation

– Errores en suelos salininos

SONDA DE NEUTRONES

– Emite neutrones de alta energía

– Cuando ellos encuentran elementos con masa de neutrones similar (p.e. hidrógeno) ellos pierden energía

– La cantidad de neutrones lentos que vuelven al neutrómetro tienen relación de humedad

– Necesita solamente un hoyo

– buena precisión

– Muchos componentes del suelo efectúan la calibración

http://www.wateright.org/ site2/images/neutron.jpg

Figure 3.6. (Left) Using a NMM on a depth control stand during water contení detenninations in a winter wheatfield near Tashkent, Uzbekistán. (Photograph courtesy ofDr. N. Ibragimov, Uzbekistán National Cotton Growing Research Institute, Tashkent.) (Righí) A photograph taken earlier in the season shows the base of the depth control stand. Note the plástic bottle bottom that was used to protect the access ítibe.

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MÉTODOS DIELÉCTRICOS

• Dos enfoques – Time Domain Reflectrometry (TDR)

– Frequency Domain Reflectometry (FDR)

Material Constante dieléctrica

Agua 80

Suelo 2-5

Aire 1

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TDR (Time Domain Reflectometry)

Consta de varillas metálicas que se introducen en el suelo y un emisor receptor de impulsos magnéticos. Genera un pulso electromagnético y mide el tiempo que tarda en recorrer las varillas, que será mayor o menor dependiendo del contenido de humedad en el suelo.

• TDR Tektronix modelo 1502 C.

Cable coaxial Resina epoxica

Haste de acero Inoxidable L=0,20 m

SONDAS DE TDR

• Ventajas

• Limitaciones

Sondas de FDR Fijas

Sonda de FDR portatil

Capacitance Probe – Multiple sensors

Irrigation

Stop - water below root zone

Efecto de la estructura en el flujo de agua

www.soils.umn.edu/.../soil2125/doc/s7chp3.htm

Localidad Coordenadas Uso de

suelo

Textura pH M.O. (%)

El Abelar 43º09’10”N, 8º21’15”O, 395 m Forestal Arcillo-limosa 5,2 9,5

Mabegondo 43º14’03”N, 8º15’11”O, 91 m Agrícola Franco-limosa 5,5 5,8

Lóngora 43º20’10”N, 8º21’11”O, 48 m Prado Franco-arcillosa 6,3 -

CIAM MABEGONDO – VISTA AEREA SATELITAL

CIAM MABEGONDO – ZONA DE PRADERA

MABEGONDO – MAIZ – Enviro Scan Solo

MABEGONDO –

PRADERA – Enviro

Scan Solo

EL ABELAR – Divinner 2000

RT6 Logger de Sentek

(A) (B) (C)

ESTIMATIVA DEL CONSUMO DE AGUA DE EUCALIPTOS

(Eucalyptus globulus)

Periodo de 150 dias

El consumo de agua de 527,02 mm, que sub-estimado al

calculo realizado mediante el método propuesto por la FAO

(Penman-Monteith, Con Kc = 1) el cual fue de 545,17 mm,

bajo un aporte de agua mediante una precipitación de 749,17

mm.

Conclusión

El uso de la técnica de FDR como herramienta estimar la

variación de θ y consumo de agua por los Eucaliptos, resulta

viable y presenta ventajas en relación a otros métodos.

Resultados

GEOMORFOLOGIA UCSS- FIA CHAVIN DE HUANTAR (NOV.2015)

GRACIAS POR

SU ATENCIÓN

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