3.1.1 Principio
El análisis granulométrico consiste en la separación y cuantificación de las partículas de
arena, limo y arcilla de una muestra de suelo, y con la ayuda del triángulo de texturas se determina la clase textural del mismo.
El método de Bouyoucos (1927) se fundamenta en la ley de Stokes para partículas sólidas que caen dentro de un fluido viscoso. Mediante esta ecuación se puede expresar de forma
cuantitativa la relación entre el tiempo de sedimentación y el tamaño de la partícula expresada a través de su diámetro.
218
d
g
V
p
L
(31)Donde: V es la velocidad de sedimentación [LT-1], d es el diámetro de las partículas [L], g es la gravedad [LT-2], ρp y ρL son las densidades de las partículas sólidas y del fluido o agua,
respectivamente [ML-3], y η es la viscosidad dinámica del fluido (ML-1T-1). Los métodos más utilizados para el análisis granulométrico que se basan en la ley de Stokes son el método del hidrómetro (Burt, 2004), el de la pipeta y el de centrifugación.
3.1.2. Procedimiento
3.1.2.1 Calibración del hidrómetro
Para determinar la densidad del suelo en suspensión, el hidrómetro debe ser calibrado. Las
lecturas deben ser corregidas por las variaciones en temperatura, porque esta puede afectar a la viscosidad y a la densidad del agua, y como consecuencia, influir en los resultados.
El método consiste en preparar una solución en blanco donde hay que añadir 100 ml de la solución de hexametafosfato de sodio (HMF, solución dispersante), a una probeta y rellenar
hasta 1 litro. Se mezcla vigorosamente con el agitador de plástico y se toma la temperatura.
Después de introducir el hidrómetro en la solución se determina L0 leyendo la parte superior
del menisco en la escala del hidrómetro. Periódicamente, cheque L0 durante el análisis de
textura. Los valores de calibración L0 van a ser utilizados en el análisis para corregir los
valores obtenidos de la concentración del suelo en la suspensión C.
3.1.2.2. Dispersión del suelo.
En primer lugar, la muestra del suelo debe ser secada al aire y tamizada por 2 mm. Se pesa 40 g de suelo y se coloca en un frasco de vidrio de 600 ml de cuello alto. Se añade 250 ml de
agua destilada, 100 ml de solución de HMF, y permita que la muestra se remoje toda la noche. Al otro día pase la muestra tratada con el dispersante al vaso de metal del agitador eléctrico y agite durante 5 min.
Se traspasa la suspensión al cilindro de sedimentación y se lleva a un volumen de 1000 ml con agua destilada, se tapa el cilindro con tapón de goma y agitando invirtiendo el cilindro
hacia arriba, y hacia abajo con el objeto de separar bien del fondo cualquier suelo que ya se haya sedimentado. Otra forma de homogeneizar la suspensión, es mediante el uso del pistón
de bronce, especialmente diseñado para ello.
Para la separación de las fracciones de arena gruesa, hay que pasar el sedimento y
suspensión de la probeta de 1 litro a través de un tamiz de malla 270 (53 μm de abertura). Después, se lava el sedimento que queda sobre la malla usando una pipeta o el chorro de
agua de la llave. Se pasa las arenas a una cápsula de aluminio previamente tarada, se mete en la estufa a 105° C hasta la obtención de un peso constante.
Figura 4. El método del hidrómetro de Bouyoucos.
Tan pronto haya terminado de agitar, se introduce el hidrómetro en la suspensión y se toma una lectura después de 30 s, y otra, después de 1 min. En el caso de haber una espuma se añade una gota de alcohol amílico sobre la superficie de la suspensión.
Se saca el hidrómetro, se enjuaga y se seca. Nuevamente, se introduce el hidrómetro cuidadosamente 10 s antes de los siguientes tiempos de lectura: 3, 10, 30, 60, 90, 120 y 1440
min. Se saca y enjuaga el hidrómetro después de cada lectura. Se anotan las lecturas Ln cada
vez que se toman. Se lee la lectura del hidrómetro en la solución en blanco, y se anota la
3.1.3. Cálculo del tamaño de las partículas.
Se calcula la concentración del suelo, C, en suspensión en [g/L], usando la siguiente expresión:
0
L
L
C
n
(32)Donde: Ln es la lectura del hidrómetro no corregida en [g/L], y L0 es la lectura del hidrómetro
de la probeta que se usó como blanco. Ln y L0 son lecturas tomadas en cada intervalo de
tiempo elegido.
Se debe de corregir las lecturas del hidrómetro agregando 0.36 por cada grado centígrado
arriba de 19.5° C, o restando la misma cantidad por cada grado debajo de dicha temperatura.
El porcentaje de las partículas en suspensión, P, con tamaño inferior al diámetro d, se obtiene
con la siguiente expresión:
100
0
CC
P
(33)Donde: C0 es el peso seco a 105° C de la muestra de suelo.
El diámetro promedio de las partículas en suspensión, d [μm] en un tiempo t, se determina con la siguiente ecuación: c
f
t
d
(34)Donde: Φ es un parámetro de sedimentación y está en función de la caída de las partículas con respecto a la profundidad, viscosidad y densidad del medio, así como al tamaño de las
partículas. En nuestro caso se ha usado un factor de corrección fc igual a 1.1.
Se obtiene la curva de distribución de tamaños de partículas del suelo analizado y la
combinación de 3 fracciones del suelo: arena (partículas entre 50 y 2000 µm), limo (partículas entre 2 y 50 µm) y arcilla (partículas < 2 µm) (ver Figura 05).
Figura 5. Diagrama de clasificación de los suelos según la distribución del tamaño de sus partículas (USDA).
Finalmente, la determinación de la clase textural se hace con la ayuda del triangulo del USDA mostrado a continuación (Figura 06).
Figura 6.Triángulo de texturas según la clasificación del USDA