INFORME: porcentaje de materia Orgánica en suelos

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO - PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

Universidad Nacional de Trujillo

Determinación del contenido de

materia orgánica en muestras de

suelo

PRACTICA Nº 02

DOCENTE:

ALUMNOS:

SEMESTRE:

Dr. Ing. Hernán Alvarado

- Brines Briones, Xavier

- Burga Veliz, Ysaac Jesús

- Castañeda Aspajo, José

- Chávez Santos, José Andony

- Florindez Alvarado, Keivin Willy

2016-II

TRUJILLO - PERÚ

2016

CURSO: Laboratorio de mecánica de suelo II

de 17

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA – ESCUELA DE INGENIERIA CIVIL

LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO – LABORATORIO DE TECNOLOGIA DEL CEMENTO

INDICE GENERAL

1. RESUMEN: .................................................................................................................. 3

2. OBJETIVOS: ................................................................................................................ 3

3. FUNDAMENTO TEORICO: ........................................................................................... 4

4. EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS: ................................................................ 7

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: ........................................................................... 10

6. RESULTADOS Y DISCUSIONES: .................................................................................. 10

6.1 RESULTADOS: ..................................................................................................... 10

6.2 DISCUCIONES: .................................................................................................... 12

7. CONCLUSIONES: ....................................................................................................... 12

8. ANEXOS: ................................................................................................................... 13

9. APENDICE: ................................................................................................................ 15

10. BIBLIOGRAFIA: ...................................................................................................... 17

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


DETERMINACIÓN DEL CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA EN

MUESTRAS DE SUELO

1. RESUMEN: El presente informe tiene por objetivo determinar el contenido de materia orgánica de unas

muestras de suelo, siendo este un factor importante que se debe de evaluar, debido a la

notoria influencia de este en sus propiedades, tales como su capacidad de retención de

humedad, PH, alta capacidad de intercambio catiónico, etc.

Para llevar esto acabo se tamizo la muestra de suelo con la malla Nº 10 para luego vertir esta

en los crisoles y llevarlos al horno de 110 °C por 24 horas, para secar la muestra. Y Luego

llevarlo al horno de 445 °C (mufla), tal que se produzca la ignición de la materia orgánica.

Pudiendo así determinar el porcentaje de materia orgánica presente, con los datos de los

pesos calculados. Pudiendo determinar que el suelo analizado posee un porcentaje de materia

orgánica del 3%, concluyendo que posee un contenido medio o normal de orgánicos.

2. OBJETIVOS:

El objetivo de la siguiente práctica de laboratorio es la determinación del porcentaje de

materia orgánica presente en una muestra de suelo.

Realizar una caracterización del suelo analizado de acuerdo al porcentaje de materia orgánica

presente (Alto, medio o normal y bajo).

Utilizar el método descrito en la norma MTC E 118 de perdida por ignición, método usado para

la determinación del contenido orgánico de aquellos materiales identificados como turba,

lodo orgánico y suelos que contengan materia vegetal relativamente no descompuesta, ya

que este nos proporciona una estimación valida del contenido orgánico.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


3. FUNDAMENTO TEORICO:

Contenido de materia orgánica

Definición

a) Materia Orgánica en sentido general: involucra micro y meso-organismos que habitan el suelo,

raíces de las plantas, todo material proveniente de organismos muertos y sus productos de

transformación, descomposición y resíntesis sobre y en el suelo.

b) Materia orgánica en sentido restringido: excluye de la definición anterior la biomasa del suelo

(organismos vivos y raíces).

La materia orgánica, considerada como una mezcla compleja y variada de sustancias orgánicas,

desempeña un importante papel en los suelos agrícolas. A pesar de que la misma constituye solo

una pequeña fracción de la mayoría de los suelos, es un componente dinámico que ejerce una

influencia dominante en muchas propiedades y procesos del suelo. Frecuentemente un efecto

lleva a otro, de modo que de la adición de materia orgánica a los suelos, resulta una cadena

compleja de múltiples beneficios.

Relación Carbono/Nitrógeno de los Materiales Orgánicos y los Suelos

El contenido de carbono de una materia vegetal seca típica es de un 42%; el de la materia

orgánica del suelo varía desde 40 a 58%. En contraposición, el contenido de nitrógeno de los

residuos vegetales es mucho más bajo y varía ampliamente. La relación del carbono al nitrógeno,

C/N, de los residuos que se aplican al suelo es importante por dos razones:

• Cuando se agrega residuos que tienen relación C/N alta, se produce una fuerte competencia

entre los microorganismos por el nitrógeno disponible del suelo.

• La relación C/N del residuo contribuye a determinar su velocidad de descomposición y la

velocidad con que el nitrógeno se hace disponible para las plantas. Relación C/N en plantas y

microbios: en los residuos vegetales la relación C/N varía desde 10:1 a 30:1, en las leguminosas

y las hojas jóvenes, hasta valores tan altos como 600:1, en algunas clases de aserrín. General-

mente, a medida que la planta madura, la proporción de proteínas de sus tejidos disminuye

mientras que aumentan la de lignina y celulosa y la relación C/N.

En los cuerpos y células de los microorganismos, la relación C/N no sólo es menos variable que

en los tejidos vegetales, sino que también es comúnmente mucho más baja, cayendo hasta 5:1 a

10:1. Entre los microorganismos, las bacterias son generalmente algo más ricas en proteínas que

los hongos y, en consecuencia, tienen una relación C/N más baja. Relación C/N en suelos: la

relación C/N de la materia orgánica de los horizontes superficiales (Ap) de los suelos arables

(cultivados) comúnmente varía de 8:1 a 15:1, estando la mediana cerca de 12:1.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


Usualmente, en un perfil de suelo, la relación es más baja en los subsuelos que en las capas

superficiales. En una región climática dada, hay muy poca variación de la relación C/N entre

suelos manejados de modo similar.

CONTENIDO DE MATERIA ORGÁNICA Y FERTILIDAD

De la fracción coloidal del suelo, la materia orgánica sobresale por su amplia función y aporte a las demás propiedades. La materia orgánica del suelo (MOS), representa un sistema complejo, heterogéneo y dinámico integrado por numerosos componentes. Labrador (1996) define a la MOS como la totalidad de sustancias orgánicas presentes en el suelo que proceden de: restos de plantas y animales, en diferentes estados de transformación, exudados radicales, aportes orgánicos externos - estiércol, compost, productos xenobióticos, así como los organismos edáficos – biomasa del suelo y los productos resultantes de su senescencia y metabolismo.

La importancia de la materia orgánica del suelo, radica en su aporte como agente químico, físico y biológico. Se puede hacer una clasificación de los componentes de la materia orgánica del suelo, de acuerdo a sus características y al estado en que se encuentren presentes. La figura 1, ilustra a nivel general los componentes de la materia orgánica del suelo.

Importancia de la materia orgánica del suelo

La importancia de la materia orgánica del suelo, radica principalmente en las propiedades del humus estable, así:

1. Color oscuro, que facilita la absorción de mayor cantidad de radiación solar mejorando la transferencia térmica.

2. Alta retención de humedad (hasta 20 veces su peso), evitando la desecación del suelo, incrementando las poblaciones de organismos y solubilizando los nutrientes.

3. Formación de complejos con partículas de arcilla, lo que mejora la estabilidad estructural y evita perdidas.

4. Formación de quelatos con elementos metálicos presentes en el suelo, mejorando la disponibilidad para las plantas y reduce riesgos por contaminación de metales pesados.

5. Poder buffer (regulador de pH), permitiendo la estabilidad del suelo cuando se adicionan compuestos muy ácidos o alcalinos.

6. Alta capacidad de intercambio catiónico, lo que incrementa la fertilidad de los cultivos. 7. La alta mineralización, permite la liberación de elementos nutritivos al suelo, sin embargo

puede convertirse en perdida si no hay adiciones permanentes de residuos frescos.

Sin embargo, los contenidos de materia orgánica del suelo pueden variar dependiendo de la zona agroecológica donde se encuentren. El cuadro N°1, ilustra una descripción del contenido de materia orgánica del suelo, de acuerdo al clima. Los porcentajes de materia orgánica se pueden incrementar a medida de que disminuye la temperatura, debido a una menor tasa de descomposición y mineralización de los residuos frescos.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


Figura 1. Componentes de la materia orgánica. Fuente: Labrador (1996).

La figura 2. , ilustra algunas características de las sustancias que componen el humus del suelo. Nótese el incremento en el grado de polimerización (estabilidad química por compuestos de carbono) de izquierda a derecha.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


4. EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS:

MATERIALES: DEFINICION:

1.- Crisoles de 40 mm

Fig.3 Crisoles Fuente: Propia

El crisol de porcelana es un material de laboratorio utilizado principalmente para calentar, fundir, quemar, y calcinar sustancias. La porcelana le permite resistir altas temperaturas.

2.- Muestra de suelo

Fig.4 Muestra de suelo Fuente: Propia

Es la porción de suelo del cual se extrajo para estudios de dicho suelo.

CUADRO Nº02. Instrumentos, equipos y materiales

CUADRO Nº01. Caracterización del suelo de acuerdo a sus contenidos de materia

orgánica en (bajo, medio o alto). Fuente: Labrador (1996)

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


3.- Pinzas y Guantes para horno:

Fig.5 Pinzas y guantes Fuente: Propia

Guantes utilizados para la manipulación de objetos de vidrio a altas temperaturas, piezas de fundición, bandejas calientes y demás objetos calientes.

Las pinzas para crisoles tienen forma de tenazas, o de tijeras grandes con el extremo adaptado para sujetar un crisol mientras se calienta fuertemente.

INSTRUMENTOS: CARACTERISTICAS:

1.- Balanza digital:

Fig.6 Balanza Digital Fuente: Propia

Este instrumento tiene una precisión de 0.01 g.

Este instrumento nos sirvió para realizar el pesado de las muestras de suelo.

2.-Malla Nº 10:

Fig.7 Malla N°10

Fuente: Propia

La malla o el tamiz se puede utilizar en las pilas, para dividir los granos en varias fracciones de tamaño y por lo tanto determinar las distribuciones de tamaño de partícula.

https://es.wikipedia.org/wiki/Tenaza

https://es.wikipedia.org/wiki/Tijeras

https://es.wikipedia.org/wiki/Crisol

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


EQUIPOS: CARACTERISTICAS:

1.- Horno o estufa:

Fig.8 Muestra de suelo

Fuente: Propia

Permitirá mantener la temperatura de 110 ± 5ºC

2.- Mufla:

Fig.9 Mufla Fuente: Propia

Para que pueda mantener una temperatura continua de 445 ± 10ºC

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

5.1. PREPARACION DE LA MUESTRA:

Primeramente se pesara los crisoles en la balanza digital.

Se tomaran unas muestras representativas, de una porción del material que pase el

tamiz Nº 10 y la cual haya sido obtenida de acuerdo con el método MTC E-106,

“Preparación en seco de muestras de suelo para análisis granulométrico y

determinación de las constantes físicas”.

Colóquese en los crisoles las muestras, para luego pesarlas y llevarlos a secar en el

horno o estufa a 110 ± 5ºC hasta peso constante, durante todo el día. Remuévase la

muestra del horno. Para luego dejarlas enfriar.

Pesar de nuevo las muestras sacadas del horno en la balanza digital (Para obtener los

pesos de las muestras secas).

5.2. PROCEDIMIENTO DE IGNICION:

Después de pesar las muestras, colocarlas en la mufla; en el cual permanecerán durante

aproximadamente 6 horas a una temperatura de 445 ± 10ºC.

Para finalmente sacarlas, dejarlas enfriar y luego medir su peso (muestra de suelo +

crisol).

Posteriormente realizamos los cálculos necesarios para la obtención del contenido

orgánico.

6. RESULTADOS Y DISCUSIONES:

6.1 RESULTADOS:

PESO SOLO DE LOS CRISOLES (g)

crisol M 2 42.33

crisol M 3 43

CUADRO Nº03. Peso solo de los crisoles.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


PESO SOLO DE LOS CRISOLES + MUESTRA DE SUELO(g)

crisol M 2 74.77

crisol M 3 76.98

PESO SOLO DE LOS CRISOLES + MUESTRA DE SUELO(g)

crisol M 2 73.79

crisol M 3 76.07

%𝑴𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝑶𝒓𝒈𝒂𝒏𝒊𝒄𝒂 = (𝑨 − 𝑩)

(𝑩 − 𝑪)∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde:

A= Peso del crisol y el suelo seco antes de la ignición.

B= Peso del crisol y el suelo seco después de la ignición.

C= Peso solo del crisol.

En la muestra 2 (Crisol M 2):

% Materia Orgánica = 3.1

En la muestra 3 (Crisol M 3):

% Materia Orgánica = 2.8

% Materia Orgánica prom. = 3.0

CUADRO Nº04. Después del horno (110 ± 5 °C): peso solo de los

crisoles + muestra de suelo.

CUADRO Nº05. Después de la mufla (445 ± 10 °C): peso solo de los

crisoles + muestra de suelo.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


6.2 DISCUCIONES:

Obtuvimos un % Materia Orgánica prom. de 3.0%, lo cual nos indica que la muestra de

suelo posee un contenido normal o usual de materia orgánica.

Podemos notar que los contenidos de materia orgánica de las dos muestras difieren en

un 0.3 %, esto nos demuestra la heterogeneidad de las propiedades en un suelo, por lo

que para obtener un valor del contenido de materia orgánica representativo del suelo,

debería haberse ensayado varias muestras de suelo.

Uno de los motivos que pudo dar origen a dicha diferencia, pudo haber sido una mala

manipulación accidental de las muestras de suelo, al momento de realizar los ensayo

(botar un poco de la misma sin darse cuenta), o un error en la medición de los pesos

(mala lectura de la balanza, al variar esta de manera inesperada).

Al comparar nuestros resultados con los obtenidos por otros grupos podemos notar que

estos oscilan entre el 2 % y el 6 %, por ejemplo: al uno de los grupos del tercer turno

obtuvo un resultado de contenido de materia orgánica de 3.6% (cercano al nuestro), a

un grupo del turno dos obtuvo un 5.8 %, lo cuales son resultados que están dentro del

intervalo de % de materia orgánica de un suelo normal.

7. CONCLUSIONES: Concluimos que el contenido de materia orgánica de los distintos suelos analizados por

la mayoría de grupos de laboratorio corresponde a la de un contenido medio o normal

para climas templados como es el nuestro, (entre 3% y 6%).

Concluimos que para poder obtener un resultado del % Materia orgánica más confiable

debemos de analizar varias muestras de suelo, debido a la heterogeneidad del mismo.

(Diferencia de 0.3% en el contenido de materia orgánica).

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


8. ANEXOS:

8.1 PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Figura 10: Proceso del pesado de los crisoles vacíos

Fuente: propia

Figura 11: Llenado de las muestras de suelo en el crisol y colocacion de estos en el horno de 110 º °C

Fuente: propia

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


Figura 12: Pesado de las muestras de suelo seco (despues de sacarlo del horno de 110 °C) y del crisol

Fuente: propia

Figura 13: Colocacion de las muestras de suelo a en el horno de 445 º °C

Fuente: propia

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


Figura 14: Retirado de los crisoles del horno para su posterior pesado de la muestra despues de la

ignicion (previamente habiendo dejado enfriar).

Fuente: propia

9. APENDICE:

MTC E 118 MATERIA ORGANICA EN SUELOS (PERDIDA POR IGNICION)

1.0 OBJETO 1.1 Determinación del contenido orgánico en suelos con Pérdida por Ignición de aquellos materiales identificados como turbas, lodos orgánicos y suelos que contengan materia vegetal relativamente no descompuesta ni deteriorada o materiales de plantas frescas como madera, raíces, pasto o materiales carbonáceos como lignito, carbón, etc. 2.0 FINALIDAD Y ALCANCE 2.1 Este modo operativo sirve para determinar la oxidación cuantitativa de materia orgánica en materiales identificados como turbas, lodos orgánicos y suelos que contengan materia vegetal relativamente no descompuesta o materiales como madera, raíces, pasto o materiales carbonáceos y proporciona una estimación válida del contenido orgánico. 2.2 Este Modo Operativo no propone los requisitos concernientes a seguridad. Es responsabilidad del Usuario establecer las cláusulas de seguridad y salubridad correspondientes, y determinar además las obligaciones de su uso e interpretación.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


3.0 REFERENCIAS NORMATIVAS 3.1 AASHTO T 267: Standard Method of Test for Determination of Organic Content in Soils by Loss on Ignition.

4.0 EQUIPOS Y MATERIALES 4.1 EQUIPOS 4.1.1 Horno ó estufa, que permita mantener temperaturas de 110 ± 5 °C 4.1.2 Balanza, de 1200 g de capacidad y con una sensibilidad de 0,01 g 4.1.3 Mufla, que pueda mantener una temperatura continua de 445 ± 10 °C y que tenga una cámara de combustión donde se pueda acomodar el recipiente designado con la muestra. El registro del pirómetro deberá indicar la temperatura mientras se halle en uso. 4.1.4 Crisoles o platos de evaporación. De pedernal, aleaciones de aluminio, porcelana o níquel de 30 a 50 mL de capacidad o platos de evaporación de porcelana, de 100 mm de diámetro superior. 4.1.5 Desecadores, de tamaño adecuado. 4.2 MATERIALES 4.2.1 Recipientes a prueba de moho, de metal, porcelana, vidrio o recubiertos de plástico. 4.2.2 Suministros misceláneos. Guantes de asbesto, pinzas, espátula, etc. 5.0 MUESTRA 5.1 Tomar una muestra representativa, que pese al menos 100 g, de una porción del material que pase el tamiz de 2,00 mm (Nº 10) y la cual haya sido obtenida de acuerdo con el Método MTC E 106, "Preparación en seco de muestras de suelo para análisis granulométrico y determinación de las constantes físicas".

6.0 PROCEDIMIENTO 6.1 Colocar en un recipiente la muestra y séquese en el horno a 110 ± 5 °C hasta peso constante. Remuévase la muestra del horno, Colóquese en el desecador y déjese enfriar. Nota 1. Puede permitirse que la muestra permanezca en el horno hasta cuando se vaya a proseguir con el resto del ensayo. 6.2 Escoger una muestra de peso aproximado de 10 a 40 g; colóquese en crisoles tarados o en platos de evaporación de porcelana y pésese, con aproximación a 0,01 g. Nota 2. Los pesos de muestra de materiales livianos como la turba pueden ser menores de 10 g, pero debería ser de suficiente cantidad para llenar el crisol al menos hasta 3/4 de profundidad. Puede requerirse inicialmente una tapa sobre el crisol durante la fase inicial de ignición paradisminuir la posibilidad de que la muestra sea arrojada fuera del recipiente. 6.3 Colocar el crisol o el plato que contiene la muestra dentro de la mufla durante 6 horas a 445 ± 10 °C. Remuévase la muestra de la mufla, colóquese en el desecador y permítase enfriar. 6.4 Remover la muestra enfriada del desecador y pésese con aproximación a 0,01 g.

de 17



LABORATORIO DE

TECNOLOGIA DEL

CEMENTO


7.0 CALCULOS E INFORME

7.1 CALCULOS

7.1.1 El contenido orgánico deberá expresarse como un porcentaje del peso del suelo secado en el horno (después de la ignición) y deberá calcularse así:

%𝑴𝒂𝒕𝒆𝒓𝒊𝒂 𝑶𝒓𝒈𝒂𝒏𝒊𝒄𝒂 = (𝑨 − 𝑩)

(𝑩 − 𝑪)∗ 𝟏𝟎𝟎

Donde: A = Peso del crisol o plato de evaporación y del suelo seco al horno antes de la ignición. B = Peso del crisol o plato de evaporación y del suelo seco después de la ignición. C = Peso del crisol o plato de evaporación, con aproximación a 0,01 gramos. 7.2 INFORME 7.2.1 Se debe informar el porcentaje del contenido orgánico con aproximación al 0,1%.

10. BIBLIOGRAFIA:

https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM-

2000/seccion-01/mtc118.pdf

http://www.geocomp.com/GeoTesting/Details/237

http://infostore.saiglobal.com/store/details.aspx?ProductID=1632695

http://standards.globalspec.com/std/9896883/aashto-t-267

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_10_contenido_de_materia_

orgnica_y_fertilidad.html

https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM-2000/seccion-01/mtc118.pdf

https://www.mtc.gob.pe/transportes/caminos/normas_carreteras/documentos/manuales/EM-2000/seccion-01/mtc118.pdf

http://www.geocomp.com/GeoTesting/Details/237

http://infostore.saiglobal.com/store/details.aspx?ProductID=1632695

http://standards.globalspec.com/std/9896883/aashto-t-267

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_10_contenido_de_materia_orgnica_y_fertilidad.html

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/358013/ContenidoEnLinea/leccin_10_contenido_de_materia_orgnica_y_fertilidad.html

INFORME: porcentaje de materia Orgánica en suelos

Engineering

Transcript of INFORME: porcentaje de materia Orgánica en suelos