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DISTRIBUCIÓN DE AGREGADOS

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UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
INFORME DE LABORATORIO
DISTRIBUCÍON DE AGREGADOS (OBSERVACIÓN DE MINERALES)
MELISSA PEREA, DANIELA PALMA, ÁNGELA FLORIAN, DIANA ZARCO,
BRAYAN FLOREZ Y YINETH TORRES
Universidad del Magdalena, Estudiantes del Programa Ambiental y Sanitaria, Facultad De
Ingeniería.
Carrera 32 No 22 – 08. Santa Marta, Colombia.
RESUMEN
En este laboratorio tomamos una muestra de suelo para identificar su composición física. Por
medio de un tamiz de varias capas con agujeros de distintos tamaños, tomamos una cantidad
específica de suelo y separamos las piedras de la tierra y otros elementos que contenía, en
este proceso se hizo el respectivo pesaje de la muestra de suelo antes y después del proceso.
Para la segunda parte de la práctica, utilizando un estereoscopio observamos un terrón de
suelo, una porción de suelo y una de arena, en seco y luego de agregar unas gotas de agua
con el fin de reconocer las propiedades físicas de cada uno como la porosidad, tamaño, color,
etc…
Palabras clave: suelo, limo, micas, porosidad y tamaño.
INTRODUCCIÓN
La distribución de las partículas del suelo puede describirse en términos de grado, tamaño y
tipo de agregado influenciadas por los factores climáticos (FAO, 2009). Los agregados son
aquella combinación de variedades de partículas primarias (arena, limo y arcilla) que
permiten a través de los poros la filtración de sustancias (InfoAgro, 2019); estas partículas
también proporcionan propiedades organolépticas como textura y color, entre otras, así como
su composición y las condiciones pasadas o presentes de óxido-reducción del suelo que dan
paso a los procesos como mineralización, humificación, etc. Lo que pretendemos visibilizar
con este informe es la importancia de los agregados en la vida y desarrollo del suelo a través
de parámetros como la porosidad y la permeabilidad que reflejan las condiciones del recurso,
fueron medidos en el laboratorio de física del suelo; aplicaciones en la ingeniería ambiental
tales como identificación de contaminantes, determinación de riesgo para la salud, de
remediación del suelo, riesgo potencial para las especies de flora y fauna que se encuentran
en el hábitat. La relevancia de la estructura, variación del tamaño del fragmento rocoso y
cómo las partículas presentes inciden en propiedades como la estabilidad, control de
humedad, concentración de minerales, serán de gran incidencia en la toma de decisiones
acertadas y analíticas en el campo laboral.
GÉNESIS Y FÍSICA DEL SULO
PROFESORA: DIOMARA MARGARITA SUAREZ SEGURA
UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA
PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
OBJETIVOS
•
•
•
•
Desarrollar capacidades de observación e identificación en una muestra de suelo
Analizar la estructura y propiedades del suelo
Detallar la permeabilidad y porosidad del suelo
Determinar la estabilidad del suelo
MATERIALES
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Baker
Tamiz
Estereoscopio
Agua cruda
Porción de arena
Porción de suelo
Terrón de suelo
Muestra de 500 gr de suelo
Trozo de antracita
Pipeta plástica
Báscula
Recipiente de aluminio
METODOLOGÍA
Se realizaron dos prácticas en el laboratorio la primera consistía en observar el suelo para
identificar sus componentes y reconocer que éstos están presentes en diferentes porciones y
proporciones para esto utilizo el estereoscopio en el que se colocó una caja de Petri con
diferentes muestras y se realizaron distintos tipos de observaciones a estas muestras.
En la segunda practica se realizó la distribución de agregados, en esta se utilizaron unas
porciones de suelo de 500g después de que pesaron en una báscula y se procedieron a colocar
esos 500g de suelo en una torre de 4 tamizadores con un fondo y se agito durante 5 minutos
para ver que porciones de suelo se quedaban en cada tamizador, se realizaron los debidos
pesos de cada porción de suelo que quedaba en cada tamizador, el suelo restante en el fondo
se pasaba a otra torre de tamizadores y se volvía a repetir el procedimiento de agitamiento
durante 5 minutos y realizar el pesaje de cada porción de suelo en cada tamizador en la
báscula, el restante en el fondo se pasaba a la última torre de tamizadores, se agitaba 5
minutos y realizábamos su respetivo pesaje en la báscula, todos los pesajes de cada uno de
los tamizadores darían los 500g del inicio de la practica o un aproximado a este aplicando
una serie de fórmulas.
Practica 1
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1. Observamos bajo el estereoscopio. Utilizamos una caja Petri en la que coloque lo siguiente:
•
•
•
•
Terrón suelo.
Porción de arena.
Porción de suelo.
Un trozo de antracita
2. Observamos los granos, su tamaño, colores, presencia de raíces, la agregación de las
partículas. ¿Son del mismo tamaño? ¿Qué otras cosas encuentran en ese terrón?, Tiene
espacios porosos? hay granos de diferentes colores? ¿Cuáles encontró?
3. Utilizamos un gotero con agua y agregamos unas gotas en cada una de las porciones y
observamos lo que ocurrió al aplicar el agua.
Practica 2
•
•
•
•
•
Usamos 400g o 500 de muestra de suelo.
Colocamos en una torre de tamizar y agitamos 5 minutos.
Pesamos en una báscula lo que quedo de suelo en cada tamiz y su fondo.
Realizamos los cálculos que permitieron determinar el Índice de Estructura (IE) de
su muestra de suelo. ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños
medios? ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños extremos?
Establecimos la relación de los agregados intermedios respecto a los de tamaño
extremo.
RESULTADOS
•
Practica 1
COMPONENTE
OBSERVACIÓN
TERRÓN DE SUELO
Los terrones no presentan
macroporos y predominan
microporos dentro del terrón, la
superficie un poco lisa, masiva
y con aristas, sus colores
predominan el marrón oscuro, y
naranja.
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PORCIÓN DE ARENA
Se caracteriza por tener
variedad de granos, no todos
ellos del mismo tamaño, sus
colores pueden variar ya sea
transparente,
amarrillo
o
brillante (diamantino)
Como lo son las micas un
mineral presente en estos
grupos
PORCIÓN DE SUELO
El suelo representa una
estructura pulverizada con
predominio de agregados finos
sin presencia significativa de
terrones, los granos que
encontramos tienen el mismo
color significativo, con poca
presencia de raíces, presenta
agregados finos, porosos como
las aristas que están presentes.
ROCA ANTRACITA
Esta roca sedimentaria de color
negro brillante es rica en
carbono,
con
otros
componentes como azufre,
nitrógeno, este mineral se
caracteriza por tener una capa
de dureza y lisa, no tiene
porosidad y por tanto es casi
impermeable a líquidos y gases
Fuente: propia
Tabla 1: materiales observados bajo estereoscopio.
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•
PROGRAMA INGENIERÍA AMBIENTAL Y SANITARIA
Practica 2
DISTRIBUCIÓN DE AGREGADOS
Peso de la muestra: 500 gramos.
Tamiz
(mm)
8
4
2
1
0,71
0,5
0,355
0,25
0,18
0,125
0,09
0,063
Fondo
Sumatoria
Pérdidas
Rango de
diámetro
de
agregados
(mm)
Tamaño de
agregados
Diámetro
medio xi
(mm)
8-4
6
4-2
3
2-1
1,5
Agregados muy gruesos
1 - 0,71
0,855
0,71 - 0,5
0,605
Agregados gruesos
0,5 - 0,355
0,4275
0,355 - 0,25 Agregados medios
0,3025
0,25 - 0,18
0,215
Agregados finos
0,18 - 0,125
0,1525
0,125 - 0,09 Agregados muy finos
0,1075
0,09 - 0,063
0,0765
0,063 - 0
0,0315
Limos y arcillas
------------- --------------------- ------------------------ --------------------- -------------
Peso del
Suelo
retenido
en cada
tamiz (g)
MSSR
151
102
66
40,6
9,4
8,5
9,3
11,6
13,5
20,3
22,3
15,2
23.1
492,8
7,2
Suelo
retenido
Mssi (%)
W
30,2
20,4
13,2
8,12
1,88
1,7
1,86
2,32
2,7
4,06
4,46
3,04
4,62
98,56
----------------
DMP
(Mssi*xi)/100
0
1,224
0,396
0,609
0,08037
0,051425
0,0397575
7,018x10-3
5,805x10-3
6,1915x10-3
4,80788x10-3
2,3256x10-3
1,4553x10-3
-----------------
Tabla 2. Distribución de agregados
INDICE DE ESTRUCTURA
Donde: IE: Índice de Estructura.
W1: % de agregados estables con diámetro > 2 mm.
Wn: % de agregados estables con diámetro < 0.25 mm.
W2, W3, W4, …: % de agregados estables en cada uno de los rangos de tamaño utilizados
en la determinación, comprendidos entre 2 y 0.25 mm de diámetro.
W1 y Wn, representan los tamaños extremos
W2, W3, W4, representan los tamaños medios
•
Realice los cálculos que le permitan determinar el Índice de Estructura (IE) de su
muestra de suelo. ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños
medios? ¿Cuál fue el valor que obtuvo para los agregados de tamaños extremos?
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𝐼𝐸 =
•
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8,12 + 1,88 + 1,7 + 1,86 + 2,32
∗ 100 = 19,20
30,2 + 20,4 + 13,2 + 2,7 + 4,06 + 4,46 + 3,04 + 4,62
Establezca cuál es la relación de los agregados intermedios respecto a los de tamaño
extremo.
𝐴𝑔𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝑠
15,88
=
= 1,58 ∶ 8,26
𝐴𝑔𝑟 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 82,68
Por cada 1,58 agregados medios hay 8,26 agregados extremos
Ahora realice los siguientes cálculos:
CALIFICACIÓN DEL DIÁMETRO MEDIO PONDERADO
DMP (mm)
Estabilidad Estructural
<5
Inestable
0,5 – 1,5
Ligeramente estable
1,5 – 3,0
Moderadamente estable
3,0 – 5,0
Estable
>5
Muy estable
98,56 ∗ 13,27
= 13,07𝑚𝑚
100
A partir del resultado se infiere que el suelo analizado es muy estable debido a que el
diámetro medio ponderado (DMP) es mayor a 5
𝐷𝑀𝑃 =
CALIFICACIÓN DEL ESTADO DE AGREGACIÓN
% Agregados
Estado de agregación
> 90
Muy alta
90 - 80
Alta
80 – 35
Media
35 – 25
Baja
< 25
Muy baja
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492,8 ∗ 100
= 400%
98,56
Se infiere a partir de los resultados que el estado de los agregados es muy alto.
Para interpretar los resultados:
𝐸𝐴 = 100 −
1. Elabore una gráfica de tamaño medio de agregados (xi) vs porcentaje acumulado de
agregados de un determinado tamaño promedio (Mssi). Esto le permite observar que
tan homogénea es la distribución de los agregados del suelo.
Figura 1. tamaño medio de agregados (xi) vs porcentaje acumulado
Se puede inferir que predominan tres de los agregados correspondiente al tamiz 8,4 y 2 con
un porcentaje de 30.2, 20.4 y 13.2 respectivamente. Esto demuestra que en la granulometría
de los agregados la homogeneidad se encuentra con una alteración
2. Matemáticamente, ¿cómo es la relación de los agregados intermedios respecto a los
de tamaño extremo?
𝐴𝑔𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜𝑠
15,88
=
= 1,58 ∶ 8,26
𝐴𝑔𝑟 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑒𝑚𝑜𝑠 82,68
Por cada 1,58 agregados medios hay 8,26 agregados extremos
3. Compare estos resultados y establezca un análisis teniendo en cuenta los valores que
obtuvo de DMP y el Estado de Agregación.
De acuerdo con los valores de DMP, el cual se encuentra en un rango >5 teniendo este un
valor de 13,07 mm, dando paso a concluir que el suelo es muy estable y poco susceptible a
la erosión o escorrentía gracias al elevado porcentaje de agregación que se implementó que
fue de 400%
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CONCLUSIÓN Y DISCUSIÓN
De acuerdo con los resultados obtenidos en la práctica de laboratorio, se pudo evidenciar los
parámetros caracterizados en la calidad de cada una de las rocas y suelos; donde se obtuvieron
las observaciones de cada uno de los minerales, y así mismo se especifica el hecho de que no
todas están compuestas entre sí, evaluamos la porosidad del suelo, la distribución de agua, lo
cual están encargados los poros, así como la distribución del tamaño de las partículas del
suelo. Los suelos con buena estructura tienen una porosidad de algunas de estas rocas las
hace más impermeables a líquidos y gases, alta entre y dentro de los agregados, pero los
suelos con las unidades estructurales grandes (terrones) no tienen macroporos, solo
microporos.
Adicionalmente, se considera que, En general, cuanto más oscuro es el suelo, mayor es la
presencia de materia orgánica. El cambio de color ya sea naranja, marrón puede dar una idea
general de los cambios en materia orgánica bajo una determinada forma de uso y manejo del
suelo. La materia orgánica en el suelo juega un papel importante en la mayoría de los
procesos biológicos, químicos y físicos que ocurren en el suelo.
La aglomeración del suelo es un fenómeno que se produce en dos etapas: la primera consiste
en la aglomeración de las partículas y la segunda en la estabilización de las mismas mediante
agentes cementantes. El resultado final de estos procesos es la formación de agregados, las
unidades estructurales, que en conjunto determinan la estructura del suelo. Durante la
práctica de laboratorio, se pudieron observar diferentes factores que afectan a la formación
de una buena estructura del suelo. Por ejemplo, un valor de DMP superior a 5 es un buen
indicador de que el suelo tiene una baja susceptibilidad a la erosión difusa y a la escorrentía
superficial, según la bibliografía. Teniendo en cuenta que la formación de conglomerados
estables requiere que las partículas primarias estén firmemente unidas, que sean difíciles de
dispersar en el agua y que el porcentaje de conglomerados implementados es del 400%, los
suelos formados por estos conglomerados requieren un esfuerzo considerable para ser
erosionados y son suelos estructuralmente muy fuertes que soportan las actividades humanas
y, por tanto, se degradan por su mal uso.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
•
•
https://suelosandinos.files.wordpress.com/2013/12/presentacion-biologia-de-suelosfonte.pdflibro biología de suelos
Taboada Castro, M. M., & Castro, M. T. T. (2003). ESTABILIDAD
ESTRUCTURAL DE HORIZONTES SUPERFICIA-LES DE SUELOS DE
PRADO Y CULTIVO DE LA PROVINCIA DE A CORUÑA (NO, ESPAÑA).
EDAFOLOGÍA, 10(3), 131–137.
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