Lozano-Rivas, William Antonio

Suelos. Guía de prácticas simplificadas en campo y laboratorio /

William Antonio Lozano-Rivas

Bogotá: Universidad Piloto de Colombia, 2016

100 páginas: ilustraciones

Incluye referencias bibliográficas

ISBN: 9789588957371

1. SUELOS-GUÍAS

2. ANÁLISIS DE SUELOS-GUÍAS

                      CDD 631. 4986126

UNIVERSIDAD PILOTO DE COLOMBIA

Presidente

José María Cifuentes Páez

Rectora

Patricia Piedrahíta Castillo

Director de Publicaciones y Comunicación Gráfica

Rodrigo Lobo-Guerrero Sarmiento

Director de Investigaciones

Mauricio Hernández Tascón

Coordinador General de Publicaciones

Diego Ramírez Bernal

Decana del Programa de Administración Ambiental

Lina Constanza Franco Pardo

SUELOS Guía de prácticas simplificadas
en campo y laboratorio

William Antonio Lozano-Rivas

ISBN

978-958-8957-37-1

Copyright

©

Primera edición - 2016

Bogotá, Colombia

Diseño y diagramación

Erika Salas

Departamento de Publicaciones y Comunicación Gráfica de la
Universidad Piloto de Colombia

Diseño de portada

Daniela Martínez Díaz

Departamento de Publicaciones y Comunicación Gráfica de la
Universidad Piloto de Colombia

Impresión

Digiprint editores e.u

La obra literaria publicada expresa exclusivamente la opinión
de sus respectivos autores, de manera que no representan el
pensamiento de la Universidad Piloto de Colombia. Cada uno
de los autores suscribió con la Universidad una autorización
o contrato de cesión de derechos y una carta de originalidad
sobre su aporte, por tanto, los autores asumen la responsabilidad
sobre el contenido de esta publicación.

Revisión técnica

Ing. Ana María Ocampo, M. Sc., Ph. D.

Ing. José Edier Ballesteros Herrera, M. Sc.

Lic. Fátima Imarú Lameda-Camacaro, M. Sc.

B. Sc. Lina Constanza Franco Pardo, M. Sc.

TABLA DE CONTENIDO

Presentación

A manera de introducción

I PRÁCTICAS DE CAMPO

1.Toma de muestra de una calicata

1.1.Objetivo

1.2.Elementos de seguridad

1.3.Materiales

1.4.Procedimiento

2. Análisis de textura de suelo

2.1.Objetivo

2.2.Elementos de seguridad

2.3.Materiales

2.4.Procedimiento para cada muestra

3. El muestreo para análisis del suelo

3.1. Muestreo para análisis de variabilidad del suelo

3.2. Objetivo

3.3. Elementos de seguridad

3.4. Materiales

3.5. Procedimiento

4. Identificación cualitativa de rocas formadoras del suelo

4.1. Objetivo

4.2. Elementos de seguridad

4.3. Materiales

4.4. Procedimiento

5. Prueba de infiltración

5.1. Objetivo

5.2. Elementos de seguridad

5.3. Materiales

5.4. Procedimiento

II. PRÁCTICAS DE LABORATORIO

6. Humedad. Método gravimétrico

6.1.Objetivo

6.2. Elementos de seguridad

6.3. Materiales

6.4. Equipos

6.5. Procedimiento para cada muestra usando el horno o estufa

6.6. Procedimiento para cada muestra usando mechero Bunsen

6.7. Procedimiento para cada muestra usando una plancha de calentamiento

7. Preparación de una muestra de suelo

7.1.Objetivo

7.2. Elementos de seguridad

7.3. Materiales

7.4. Equipos

7.5. Procedimiento para cada muestra

8. Identificación cualitativa de los minerales que componen el suelo

8.1.Objetivo

8.2. Elementos de seguridad

8.3. Reactivos

8.4. Materiales

8.5. Equipos

8.6. Procedimiento para cada muestra

9. Densidad aparente por el método de la probeta

9.1.Objetivo

9.2. Elementos de seguridad

9.3. Materiales

9.4. Equipos

9.5. Procedimiento para cada muestra

10. Densidad real por el método de la probeta y porosidad

10.1.Objetivo

10.2. Elementos de seguridad

10.3. Materiales

10.4. Equipos

10.5. Procedimiento para cálculo de densidad real

10.6. Procedimiento para cálculo de porosidad

11. Materia orgánica en el suelo. Método gravimétrico por calcinación

11.1.Objetivo

11.2. Elementos de seguridad

11.3. Materiales

11.4. Equipos

11.5. Procedimiento para cada muestra

12. pH del suelo

12.1.Objetivo

12.2. Elementos de seguridad

12.3. Materiales

12.4. Equipos

12.5. Procedimiento para cada muestra

REFERENCIAS

Anexo 1. El color del suelo

Anexo 2. Las rocas

Rocas ígneas o magmáticas

Rocas metamórficas

Rocas sedimentarias

Anexo 3. Minerales hallados en el suelo

Acerca del autor

INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Clases texturales de suelos según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA)

Tabla 2. Escala Mohs de dureza

Tabla 3. Tabla para la identificación de características organolépticas de las rocas

Tabla 4. Tipo y textura de suelo según su tasa de infiltración

Tabla 5. Tipos de minerales hallados en el suelo y sus características

Tabla 6. Formato de registro de los minerales hallados en la muestra y sus características

Tabla 7. Niveles de materia orgánica hallados en suelos

Tabla 8. Componentes del suelo según su clasificación Munsell y color

Tabla 9. Color del suelo y su posible relación con los procesos fisicoquímicos

Tabla 10. Clasificación de las rocas

INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Perfil de suelo con sus horizontes, en una excavación para obra civil

Figura 2. Perfil de suelo en un talud junto a una carretera

Figura 3. Identificación de cada perfil y medida de su espesor

Figura 4. Ejemplo de esquema de perfil del suelo

Figura 5. Muestras en bolsas tipo ziploc con rótulo

Figura 6. Rótulo de identificación de muestras de suelo

Figura 7. Triángulo de textura del suelo

Figura 8. Algoritmo de clasificación de la textura del suelo

Figura 9. Esfera de la muestra de suelo sometida a aplastamiento

Figura 10. Formación de la cinta de igual ancho y grosor

Figura 11. Ejemplo de recorrido en zigzag con puntos de toma de submuestras en una unidad de muestreo homogénea

Figura 12. Ejemplo transecto en la finca San Cayetano

Figura 13. Definición de transecto en terreno con marcas de los intervalos

Figura 14. Ejemplo de perfil de vegetación.

Figura 15. Limpieza del suelo para toma de muestra

Figura 16. Determinación de la dureza de las rocas

Figura 17. Agujero para prueba de infiltración.

Figura 18. Prueba de infiltración.

Figura 19. Determinación del peso del crisol con la muestra de suelo.

Figura 20. Secado de las muestras para determinar la humedad, usando una plancha de calentamiento

Figura 21. Disgregado de la muestra. Laura Cristina Peña Escamilla

Figura 22. Separación de los grandes agregados de la muestra con un tamiz de 6 mm

Figura 23. Tamizado de la muestra con malla de 2 mm de abertura

Figura 24. Montaje para eliminación de materia orgánica y óxidos de la muestra

Figura 25. Muestra seca

Figura 26. Separación de la magnetita de la muestra

Figura 27. Identificación bajo el microscopio

Figura 28. Muestra de suelo bajo el microscopio

Figura 29. Muestra de suelo en la probeta para determinación de densidad aparente

Figura 30. Determinación de la densidad real

Figura 31. Volumen desplazado por la muestra de suelo (23 mL en este ensayo)

Figura 32. Calcinación de la muestra para determinación de materia orgánica

Figura 33. Preparación para determinación de pH en una muestra de suelo

Figura 34. Lectura de pH de una muestra de suelo

Figura 35. Goethita

Figura 36. Goethita oscura

Figura 37. Hematita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia

Figura 38. Hematita Especularita

Figura 39. Lepidocrocita

Figura 40. Glauconita en arenisca

Figura 41. Glauconita (en arenisca)

Figura 42. Sulfuro de hierro (II) - FeS

Figura 43. Pirita

Figura 44. Pirita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia

Figura 45. Jarosita

Figura 46. Humus

Figura 47. Calcita

Figura 48. Dolomita en caliza

Figura 49. Yeso

Figura 50. Cuarzo

Figura 51. Cuarzo en drusa

Figura 52. Corte esquemático del planeta tierra

Figura 53. Proceso de formación de las rocas

Figura 54. Granito

Figura 55. Diorita

Figura 56. Grabo

Figura 57. Riolita

Figura 58. Andesita

Figura 59. Basalto

Figura 60. Sienita

Figura 61. Pumita o piedra pómez

Figura 62. Obsidiana

Figura 63. Puntas de flecha de nativos americanos

Figura 64. Pórfido rojo

Figura 65. Pórfido gris

Figura 66. El Sarcófago de Elena (pórfido rojo)

Figura 67. Gneis

Figura 68. Esquisto

Figura 69. Cuarcita

Figura 70. Pizarra

Figura 71. Mármol rosado

Figura 72. El Taj Mahal

Figura 73. La Venus de Milo

Figura 74. David de Miguel Ángel

Figura 75. Arenisca

Figura 76. Petra, Jordania

Figura 77. Lutita con fósiles

Figura 78. Caliza

Figura 79. Edificio Villa Nueva del Museo del Prado

Figura 80. Núcleo de caliza

Figura 81. Caliza con fósiles

Figura 82. Cuarzo

Figura 83. Feldespato

Figura 84. Mica

Figura 85. Horblenda

Figura 86. Piroxeno

Figura 87. Magnetita

Figura 88. Calcita

  PRESENTACIÓN  

Este libro es una iniciativa del Programa en Administración Ambiental de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad Piloto de Colombia. Ha sido desarrollado como una guía sencilla para la elaboración de prácticas de suelo, tanto en campo como en laboratorio, usando métodos simples con los que se puede prescindir de espacios especializados para estos análisis. Está dirigido, de manera especial, pero no excluyente, a asignaturas como Geología, Gestión de los Recursos Naturales Abióticos, Edafología, Recursos Naturales Aire, Agua y Suelo y otros cursos análogos, impartidos en diferentes universidades alrededor del mundo. Desde esta óptica, no se pretende impartir cátedra sobre el estricto quehacer del estudio del suelo, el cual es imposible abarcar en una obra pequeña como esta, sino contribuir mediante prácticas sencillas, al conocimiento y comprensión de algunas de sus características, que tienen relación con los aspectos ambientales y las dinámicas ecosistémicas que se abordan desde la óptica de las ciencias ambientales, la agronomía o la ingeniería.

Los procedimientos aquí expuestos han sido simplificados para facilitar el aprendizaje y la comprensión de los conceptos, y se han soslayado algunas de las limitaciones de espacio y tiempo que suelen tenerse durante el desarrollo de un curso universitario. Por estas razones, aunque lo que aquí se expone no es comparable necesariamente con los procedimientos estandarizados a nivel mundial, el presente texto no sólo resulta de utilidad para los estudiantes de carreras profesionales con enfoques administrativos y de gestión, sino que también entraña valor pedagógico para las disciplinas más duras.

El libro está dividido en dos partes primordiales: “Prácticas de campo” y “Prácticas de laboratorio”. En las de campo, se exponen cinco prácticas que incluyen la toma de muestras de una calicata, un análisis textural del suelo, los procedimientos de muestreo, la identificación de rocas y la prueba de infiltración. En las de laboratorio, las siete prácticas involucran la preparación de una muestra de suelo para su posterior análisis, la identificación de minerales y las determinaciones de humedad, densidad aparente y real, porosidad, materia orgánica y potencial de hidrógeno (pH). Con el fin de ayudar a la comprensión y aprendizaje de los estudiantes, se ha incluido un gran número de figuras (elegidas de una base de casi 550 fotografías), que pretenden recrear, además del desarrollo de las prácticas, algunos de los tipos de minerales más comunes que se pueden encontrar durante un muestreo (véanse anexos 1, 2 y 3). Estas fotografías ponen en la mano del lector características como el color, la textura y, en términos generales, la apariencia que poseen las rocas y sus compuestos, las cuales aparecen habitualmente contenidas en voluminosos atlas de mineralogía, textos especializados en geología o similares, de difícil acceso por su elevado costo. El tamaño de este libro lo hace cómodo para llevarlo a las labores de campo y al laboratorio.

El contenido se encuentra acompañado por varias notas a pie de página, empleadas para presentar definiciones, conceptos aclaratorios o información adicional que merece la pena considerarse sin que sea necesariamente fundamental. No debe parecerle extraño al lector que, en algunos apartados y en las mismas notas al margen, encuentre alusiones históricas, mitológicas o anecdóticas. Estas fueron incluidas a propósito para añadir elementos que pueden hacer la lectura más interesante e incluso facilitar ciertos aprendizajes.

Cada una de las prácticas fue revisada y ejecutada por un equipo de profesores y estudiantes durante varias jornadas en la Finca San Cayetano, municipio de La Calera (Cundinamarca, Colombia), y en el laboratorio de química y análisis ambiental de la Universidad Piloto de Colombia, con el ánimo de asegurar su comprensión y validez. La mayoría de las fotos de rocas y minerales que se exhiben en el libro fueron tomadas de la muestra de más de 4500 piezas del Museo Geológico Nacional José Royo y Gómez1, del Servicio Geológico Colombiano (SGC), anteriormente Ingeominas, fundado en 1938.

Agradezco al doctor José María Cifuentes Páez, presidente de la Universidad Piloto de Colombia, y a Patricia Piedrahíta Castillo, rectora. También a Rodrigo Lobo-Guerrero Sarmiento, director de publicaciones, y a Diego Ramírez Bernal, coordinador general de investigaciones, por su constante acompañamiento, la deferencia y confianza en el trabajo realizado. Espero recompensarles y estar siempre a la altura de sus expectativas. A Lina Constanza Franco Pardo, decana de la Facultad de Ciencias Ambientales y del Programa en Administración Ambiental, por su invaluable trabajo en la organización y definición del rumbo de la investigación, la proyección social y las publicaciones, las cuales han mostrado un crecimiento notable durante estos últimos años bajo su cargo, en beneficio de los estudiantes del programa. A la Dirección de Investigaciones, en cabeza del doctor Mauricio Hernández Tascón, por el apoyo en todos los procesos científicos y de formación investigativa desde los cuales surgen estas iniciativas materializadas también en textos técnicos y académicos. Gracias al equipo de trabajo, que con paciencia y cariño acompañó y ejecutó todas las labores de validación. A la profesora Lina M. Flórez Ramírez, que con su notable agudeza visual y gran capacidad analítica detectó los pequeños gazapos e inasibles omisiones de la versión en borrador; al profesor Rommel A. Bonilla C., por su apoyo incondicional e incorruptible disposición a colaborar bajo cualquier circunstancia. Y por último, pero no menos importante, a las estudiantes Michel Pérez Vega, Marcela Mesa Cepeda y Laura Cristina Peña Escamilla. Gracias por creer y por querer construir.

Equipo de validación de las prácticas de campo. De izquierda a derecha: Rommel A. Bonilla, William Antonio Lozano-Rivas, Michel Pérez Vega, Lina M. Flórez Ramírez y Marcela Mesa Cepeda.

Equipo de validación de las prácticas de laboratorio. De izquierda a derecha: Lina M. Flórez Ramírez, William Antonio Lozano-Rivas y Laura Cristina Peña Escamilla.

1. José Royo y Gómez fue un importante geólogo y dinólogo nacido en Castellón de la Plana, España, el 14 de mayo de 1895, quien, tras exiliarse a causa de la Guerra Civil, llegó a Colombia y ejerció, principalmente, como profesor universitario. También fue el fundador del museo geológico que lleva su nombre. No obstante, el museo fue nombrado así en 1995, 34 años después de su fallecimiento en Caracas, Venezuela, el 30 de diciembre de 1961

A MANERA DE

  INTRODUCCIÓN  

El suelo puede definirse como la interfase de la litósfera que se encuentra en constante transformación y permanente intercambio con la atmósfera, la hidrósfera y la biósfera; de hecho, es la acción del aire, el agua y los organismos vivos la que determina su transformación. El suelo se compone de tres fases:

Fase sólida: conformada principalmente por partículas minerales y constituyentes orgánicos que se encuentran en contacto, pero que dejan espacios vacíos entre ellos, los cuales definen su porosidad.

Fase líquida: corresponde al agua retenida entre los poros del suelo.

Fase gaseosa: concierne al aire que ocupa los poros del suelo que no se encuentran llenos de agua. Esta fase gaseosa asegura la oxigenación del suelo.

Para conocer el suelo se hace necesario desarrollar actividades de campo y de laboratorio que brinden la información requerida, dependiente de la disciplina o de la óptica de análisis desde la cual se está abordando. No obstante, en términos generales, el estudio del suelo1 debe tener como punto de partida la definición de sus objetivos y su alcance. Estos aspectos pueden determinarse respondiendo preguntas como las siguientes:

¿Para qué quiero hacer el estudio?

¿Qué información deseo obtener?

¿Qué nivel de rigor requiero tanto en campo como en laboratorio?

¿Cuánto dinero tengo disponible?

¿Quién usará la información obtenida?

¿Para qué se usará esta información?

De manera general, una vez se tengan definidos los objetivos del estudio y se conozca con precisión la utilidad y pertinencia de los resultados que se obtendrán, se puede proceder a ejecutar las siguientes actividades:

Recolección de información: se debe hacer una búsqueda de información secundaria que permita evaluar aspectos como el tipo de suelo, los procesos que lo originaron, las variables que influyen sobre sus características o propiedades, sus usos y los aspectos legales que puedan relacionarse, entre otros datos.

Definición de las características o propiedades a evaluar: estas deben estar acordes a los objetivos del estudio y responder a estos de manera clara y concisa.

Selección del sitio de muestreo: consiste en definir los lugares más críticos o representativos. Pueden localizarse los puntos de muestreo previamente en mapas, topografía, planos, imágenes digitales o similares. Se debe verificar que el sitio sea de fácil acceso y que existan las condiciones de seguridad requeridas.

Definición de las unidades de muestreo: estas unidades se definen a través de aspectos como pendiente, uso, manejo y tipo de material parental, entre otros. Esta actividad debe estar apoyada también en mapas, cartografía, fotografías aéreas o similares.

Definición del método de muestreo y tipo de muestra: seleccionar si el procedimiento se hará de forma sistemática2 (p. ej., en cuadrícula, en zig-zag, en equis), asistemática3 (al azar) o combinado4. De igual manera, definir si la muestra será puntual o compuesta, según el tipo de análisis y los objetivos del estudio.

Definición de la logística del muestreo: definir el número de muestras o submuestras que serán tomadas, la hora de muestreo, el peso o cantidad de muestra requerida, los recipientes que se utilizarán, la forma de identificarlos (rotularlos), el uso de formatos de cadena de custodia y la manera como se transportarán las muestras (estos aspectos deben acordarse con la empresa que efectuará los análisis de laboratorio). Así mismo, se debe hacer un listado de los materiales y equipos necesarios para las labores de campo y definir aspectos de movilización, horario y equipo de colaboradores.

Trabajo de campo: sólo después de tener claridad en los aspectos anteriores, se hará el trabajo de campo.

Análisis de laboratorio: deben especificarse los métodos analíticos y procedimientos que se emplearán.

Concepto técnico y toma de decisiones: a partir del análisis de los resultados de campo y laboratorio, se elabora el concepto técnico y, en caso de que aplique, se toman las decisiones que correspondan. Este será el resultado tangible, conciso y claro que da cumplimiento a los objetivos del estudio.

Este libro, con primordial propósito pedagógico, presenta prácticas de campo y laboratorio que, haciendo uso de métodos simples, orientan la evaluación y determinación de algunas de las características generales más importantes que tienen los suelos desde la óptica ambiental y agrícola.

1. La ciencia del suelo o edafología, nace oficialmente en 1883 con la tesis doctoral del geógrafo ruso Vasili Dokucháyev.

2 El muestreo sistemático puede hacerse estableciendo una cuadrícula sobre la unidad de muestreo y tomando una submuestra del centro de cada cuadrado, o estableciendo un recorrido ordenado en zig-zag o en forma de equis (X) y tomando muestras a distancias equidistantes.

3 El muestreo asistemático se hace escogiendo puntos al azar de la unidad de muestreo, con o sin la aplicación de un criterio específico.

4 El muestreo combinado es un procedimiento más flexible que mezcla el método sistemático con el asistemático. Se parte del trazado de una cuadrícula o de un recorrido en zig-zag o en forma de equis (X) y los puntos de toma de muestra no son necesariamente equidistantes sino que su ubicación depende del criterio propio, de la conveniencia o de la facilidad para el muestreo, entre otros razonamientos.

I PRÁCTICAS
DE CAMPO

1. TOMA DE MUESTRA

   DE UNA CALICATA   

Los suelos generalmente muestran una marcada anisotropía (variación de características y propiedades) vertical que se manifiesta en capas diferenciables más o menos paralelas a la superficie del suelo, llamadas horizontes (figura 1). Las características de estos horizontes y su número, son indicadores de los procesos que han jugado un papel preponderante en la formación del suelo.

Por esta razón, es fundamental aprender a identificar estos horizontes y las características de cada uno de ellos. Estos horizontes se identifican con letras mayúsculas, de la siguiente manera (Jaramillo, 2002):

Figura 1. Perfil de suelo con sus horizontes.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Horizonte O: es la franja más superficial del suelo en donde se encuentra materia orgánica sin alterar o parcialmente alterada, la cual puede estar o no saturada de agua.

Horizonte A: es abundante en humus y alberga la mayor parte de las raíces de las plantas. Generalmente tiene un color oscuro, característico de la riqueza de materia orgánica y de nutrientes.

Horizonte B: esta franja es abundante en minerales y tiene poca materia orgánica, lo que hace que tenga una coloración más clara. Presenta gran cantidad de arcillas, hierro, aluminio, carbonatos, yeso y sílice.

Horizonte C: se compone de fragmentos de la roca madre poco consolidados, que tienen de baja a media resistencia a la excavación, con presencia importante de sílice, carbonatos y yeso.

Horizonte R o roca madre: corresponde al material parental rocoso a partir del cual se desarrolló la edafogénesis1. Es de difícil excavación, pero puede fragmentarse o penetrarse con explosivos o maquinaria pesada especializada.

En algunas ocasiones, aparece una capa denominada horizonte E, ubicada debajo del horizonte A o del horizonte O y que se caracteriza por presentar pérdida de minerales de arcilla o de óxidos de hierro y aluminio por lixiviación, dejando como resultado un alto contenido de limo y arena con una coloración clara (figura 2).

Figura 2. Perfil de suelo en un talud junto a una carretera.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Estos horizontes son visibles, generalmente con suma facilidad, en los cortes de suelo realizados para la construcción de carreteras o en excavaciones para diferentes obras. Una técnica de prospección para el estudio de suelos (por ejemplo, reconocimiento geotécnico2 y estudios de tipo edafológico3 o pedológico4) consiste en hacer una calicata, es decir, una excavación de pequeña a mediana profundidad empleando una pala retroexcavadora. Para asegurar la comodidad en la realización del análisis de las paredes de la calicata, la toma de muestras y la realización de los ensayos de campo, la excavación deberá tener una sección de al menos 0,80 por 1,20 m y entre 1,50 a 2,0 m de profundidad. De igual forma y dependiendo del tipo de suelo (terrenos deleznables, inestables, arenosos) deberá preverse el entibado de la excavación (estructura provisional de contención hecha con tablones o elementos metálicos que evitan el colapso de las paredes de la zanja).

La descripción de un perfil de suelo es la identificación de los horizontes que lo componen y el análisis de las propiedades y características que los diferencian. Este proceso involucra la elección del perfil, la identificación de los horizontes, la determinación de sus límites y la toma de muestras de cada uno de ellos.

  1.1.Objetivo  

Realizar la descripción de un perfil de suelo y la toma de muestras de cada uno de los horizontes identificados.

  1.2.Elementos de seguridad  

Guantes con puntos de PVC

Bata

Gafas de seguridad (monogafas)

Tapabocas

Bloqueador solar ≥ 50 fps

Gorra, sombrero o cachucha

Zapatos cómodos

  1.3.Materiales  

Cinta métrica o flexómetro

Azadilla o azada de mano

Pala de mano

4 espátulas

Tabla legajadora

Bloc de hojas tamaño carta cuadriculadas

Lápiz o esfero

Rótulos de muestra

  1.4.Procedimiento  

Si no existe la posibilidad de realizar una excavación con maquinaria, se debe aprovechar la presencia de un corte del suelo (por ejemplo, al costado de una vía, de una zona de extracción de materiales, de una excavación) o de una calicata prexistente de entre 1,5 y 2,0 m de profundidad.

Debe verificarse que se trate de un sitio seguro de trabajo, con muy baja probabilidad de derrumbes, caída de piedras, paso de vehículos u otros peligros que puedan atentar contra la integridad de las personas. Debe orientarse el perfil de manera que el sol incida directamente sobre este al momento del muestreo.

Una vez seleccionado el sitio de trabajo, se realiza el siguiente procedimiento:

Debes hacer una descripción general de las condiciones geográficas del lugar de muestreo: ubicación, temperatura, altura sobre el nivel del mar, condiciones meteorológicas, evidencia de eventos de precipitación anteriores, tipo de relieve, erosión, tipo de vegetación, fauna y uso de suelo, principalmente.

Si el corte no está recién hecho, elimina la capa superficial que se encuentra susceptible de alteraciones por el contacto con la atmósfera. Para ello, puedes ayudarte de una azadilla o azada para despejar una franja de suelo a lo largo de todo el perfil, de unos 30 a 40 cm de ancho (véase figura 1).

Empleando guantes, identifica los horizontes de suelo (A, B, C y D) y sus límites, los cuales pueden diferenciarse por cambios en la coloración, la apariencia general, la resistencia al corte, la porosidad, la textura, la presencia de piedras o la compactación del suelo. Esta compactación puede manifestarse por el sonido que hace el suelo al ser golpeado con un mazo o con el puño.

Inserta una espátula entre los límites de cada horizonte para señalarlos.

Figura 3. Identificación de cada perfil y
medida de su espesor.

Foto:William Antonio Lozano-Rivas.

•  Haz una descripción de cada horizonte: color5—véase Anexo 1—, textura —cómo se siente al frotarlo entre los dedos—6, espesor, pedregosidad, abundancia de raíces y de organismos vivos. Con el espesor o altura de cada horizonte (figura 3) y sus características, haz un esquema del perfil de suelo (figura 4).

•  Toma una muestra de unos 400 g de cada uno de los horizontes (A, B y C), con ayuda de la azadilla, preferiblemente de abajo hacia arriba para evitar la contaminación con las capas adyacentes. Viértela directamente sobre una bolsa tipo ziploc o, inicialmente, sobre un recipiente plástico limpio para trasladar la muestra a la bolsa. Recuerda no tocar el suelo directamente con las manos para no alterarlo.

•  Introduce la muestra de suelo contenida en la bolsa entre una segunda bolsa de iguales características.

•  Entre las dos bolsas, inserta un rótulo que identifique la muestra (véase figura 5).

•  Refrigera la muestra (entre 4 y 10 °C)7.

•  Analiza los resultados y concluye.

Figura 4. Ejemplo de esquema de perfil del suelo

Fuente: Elaboración propia.

Figura 5. Muestras en bolsas tipo ziploc con rótulo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Fecha:

Hora:

Empresa o institución:

Lugar de muestreo:

Tipo de muestra (puntual o integrada8):

Horizonte:

Profundidad:

Límites: de ___ cm a ____ cm

Nombre de quien toma la muestra:

Tipo de conservación:

Análisis solicitados:

Figura 6. Rótulo de identificación de muestras de suelo

Fuente. Elaboración propia

2. ANÁLISIS DE

 TEXTURA DE SUELO 

Un método relativamente sencillo y rápido para determinar en campo la textura del suelo es el análisis al tacto. La textura del suelo hace referencia a su composición granulométrica, al evaluar el contenido de sus principales constituyentes: arena, limo y arcillas (tabla 1). Este análisis suele hacerse con una muestra de suelo fino, prescindiendo de los contenidos de gravas.

Tabla 1. Clases texturales de suelos según el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA)

Nombres vulgares de los suelos (textura general)

Contenido porcentual (%)

Clase textural

Arena

Limo

Arcilla

Suelos arenosos

(textura gruesa)

86-100

0-14

0-10

Arenoso

70-86

0-30

0-15

Franco arenoso

Suelos francos o margos

(textura moderadamente gruesa)

50-70

0-50

0-20

Franco arenoso

Suelos francos o margos

(textura mediana)

23-52

28-50

7-27

Franco

20-50

74-88

0-27

Franco limoso

0-20

88-100

0-12

Limoso

Suelos francos o margos

(textura moderadamente fina)

20-45

15-52

27-40

Franco arcilloso

45-80

0-28

20-35

Franco arenoso arcilloso

0-20

40-73

27-40

Franco limoso arcilloso

Suelos arcillosos (textura fina)

45-65

0-20

35-55

Arcilloso arenoso

0-20

40-60

40-60

Arcilloso limoso

0-45

0-40

40-100

Arcilloso

Fuente: Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, USDA (1987)

El término textural del suelo se define de manera gráfica con el diagrama triangular de texturas, el cual representa los valores en los que están presentes cada una de estas tres fracciones (figura 7).

Figura 7. Triángulo de textura del suelo.

Fuente: Mendelova univerzita v Brne. Disponible en http://web2.mendelu.cz/af_291_projekty2/vseo/files/251/19293.jpg

  2.1.Objetivo  

Determinar la clase textural del suelo al tacto.

  2.2.Elementos de seguridad  

Bata

Tapabocas

Bloqueador solar ≥ 50 fps

Gorra, sombrero o cachucha

Zapatos cómodos

  2.3.Materiales  

Muestras de suelo

Recipiente con agua

Mantel plástico de mínimo 1 m2

  2.4.Procedimiento para cada muestra  

Sobre un mantel plástico que cubra una superficie plana, como una mesa o un piso llano, toma una porción pequeña de la muestra de suelo (50 g) y golpéala suavemente con el martillo para disgregarla y hacer de ella un polvo fino lo más homogéneo que sea posible. Separa las gravas y guijarros que encuentres.

Sigue el procedimiento de la figura 8.

Registra las observaciones.

Analiza los resultados y concluye.

Figura 8. Algoritmo de clasificación de la textura del suelo

Fuente: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 9. Esfera de la muestra de suelo sometida a aplastamiento

Foto: Lina M. Flórez Ramírez

Figura 10. Formación de la cinta de igual ancho y grosor

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

3. EL MUESTREO PARA

  ANÁLISIS DEL SUELO  

Para definir el potencial de uso de un suelo, deben conocerse sus características. Con este propósito, se hace necesario tomar una muestra compuesta de una mezcla de distintas porciones de suelo (submuestras), que se eligen al azar en un terreno homogéneo (Brady y Weil, 1999). Existen varios métodos de muestreo, no obstante, la decisión de cuál de las técnicas debe aplicarse dependerá primordialmente de los objetivos de la actividad. Así, un muestreo para clasificación taxonómica será distinto al que se realiza para evaluación de fertilidad o para definir características físicas o propiedades hidráulicas, entre muchos otros propósitos de estudio (Schoeneberger, Wysocki, Benham y Broderson, 1998).

Una de las primeras tareas consiste en identificar los tipos de suelo que existen en el área de análisis, para así definir las respectivas unidades de muestreo. Generalmente, estas unidades coinciden con aspectos como la pendiente del terreno (p. ej., plano, inclinado), el uso (p. ej., pastos, bosque), el manejo (p. ej., fertilizado, no fertilizado) o el tipo de material parental (p. ej., terraza fluvial9, coluvión10). Una vez definidas las unidades de muestreo y sus límites, se recomienda tomar entre 10 y 20 submuestras al azar de cada unidad (Instituto Colombiano Agropecuario [ICA], 1992), haciendo un trazado en zigzag y extrayendo una submuestra de igual profundidad y tamaño en cada vértice en donde haya cambio de dirección (Tobón, s. f.), tal como se aprecia en la figura 11.

Figura 11. Ejemplo de recorrido en zigzag con puntos de toma de submuestras en una unidad de muestreo homogénea

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

En cada punto de muestreo se retira la hojarasca, piedras, raíces, lombrices e insectos (de 1 a 3 cm bajo la superficie), en un área cuadrada de 40 cm de lado. Posteriormente, se introduce el barreno o pala11 (los cuales deben estar limpios para evitar que se contamine la muestra) a la profundidad deseada, la cual dependerá de los objetivos del muestreo12, y se extraen entre 100 y 200 g de suelo, los cuales se transfirieren a un recipiente (balde) limpio. Las herramientas deben asearse bien antes de cada toma de submuestra. En el recipiente, se van depositando y mezclando las submuestras hasta tener su totalidad. Una vez se tenga una mezcla homogénea de submuestras, se transfiere 1 kg de suelo a una bolsa ziploc con su respectivo rótulo y se refrigera (entre 4 y 10 °C)13. Los análisis deben hacerse en un tiempo menor a 2 días y, preferentemente, no mayor a 1 día.

Como recomendaciones, debe evitarse fumar, comer o manipular otro tipo de productos que puedan alterar los resultados. No deben tomarse muestras cerca de carreteras, caminos, viviendas, establos, estiércol, sitios de almacenamiento de productos químicos y fertilizantes o zonas en donde se han hecho quemas recientes. Las manos deben estar muy bien lavadas, así como todas las herramientas que son usadas en el muestreo.

  3.1. Muestreo para análisis  
  de variabilidad del suelo

Las características y propiedades del suelo varían no sólo de un lugar a otro o de un horizonte a otro, sino que también puede presentar cambios notables en distancias relativamente cortas. Este análisis de variabilidad del suelo puede hacerse mediante la verificación de algunos aspectos como el pH, la materia orgánica y el tipo de vegetación predominante.

  3.2. Objetivo  

Analizar la variabilidad del suelo en un transecto dado.

  3.3. Elementos de seguridad  

Tapabocas

Bloqueador solar ≥ 50 fps

Gorra, sombrero o cachucha

  3.4. Materiales  

Zapatos cómodos

Pala

Barreno

Espátula

7 estacas de madera o espátulas

Cinta métrica o flexómetro

Brújula

Equipo GPS

Bolsas ziploc

  3.5. Procedimiento  

Previamente, sobre una cartografía o con ayuda de Google Earth (figura 12), haz un transecto14 de 100 m, realizando marcas a intervalos de 25 m15. En lo posible, determina las coordenadas de cada uno de los puntos de cada intervalo.

En terreno, con ayuda de un equipo GPS y una brújula, define el mismo transecto realizado sobre la cartografía y coloca una estaca (o una espátula) en cada punto ubicado a cada intervalo, incluyendo los puntos 0 y 100 m (figura 13).

En cada punto, observa el tipo de vegetación predominante, la pendiente y el color del suelo a nivel superficial. Lleva estos datos a un perfil de vegetación (figura 14).

En cada punto, recoge una muestra de 10x10x10 cm. Recuerda que debes despejar un área de 40 cm de lado, retirando la hojarasca, piedras, lombrices y vegetación, entre otros, con una profundidad de 1 a 3 cm (figura 15). Lleva la muestra en una bolsa tipo ziploc, la cual se pondrá dentro de otra bolsa de idénticas características con su respectivo rótulo diligenciado en medio de ellas.

En casa, deja secar las muestras durante dos o más días, esparciéndolas sobre un papel (no usar papel impreso), en un sitio aireado y a la sombra.

Posteriormente, lleva las muestras secas al laboratorio y determina la materia orgánica (véase capítulo 11) y el pH (véase capítulo 12).

Grafica los resultados de materia orgánica y pH, relaciónalos con el perfil de vegetación, la pendiente y el color.

Analiza los resultados y concluye.

Figura 12. Ejemplo transecto en la finca San Cayetano, Municipio de La Calera, Cundinamarca, Colombia. Universidad Piloto de Colombia

Fuente: Google Earth Pro. Fecha de imagen 27/01/2016.
Fecha de captura 19/05/2016, 1:08 p.m.

Figura 13. Definición de transecto en terreno con marcas de los intervalos

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 14. Ejemplo de perfil de vegetación.

Fuente: Elaboración propia.

Figura 15. Limpieza del suelo para toma de muestra

Foto: Michel Pérez Vega

4. IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA

  DE ROCAS FORMADORAS DE SUELO  

Identificar un mineral a partir de su estructura interna y composición química no es una tarea sencilla si no se tienen disponibles equipos sofisticados. No obstante, se pueden hacer identificaciones preliminares in situ, empleando métodos simples basados en las propiedades organolépticas16 de los minerales, tales como color, brillo, olor, sabor, tacto y dureza, entre otras.

Para la dureza, el geólogo alemán Friedrich Mohs propuso en 1825 una escala de dureza basada en la capacidad que tiene un objeto para rayar una roca o viceversa (tabla 2).

Tabla 2. Escala Mohs de dureza

Dureza

Mineral

Se raya con / raya a

Composición química

1

Talco

Se puede rayar fácilmente con la uña

Mg3Si4O10(OH)2

2

Yeso

Se puede rayar con la uña con más dificultad

CaSO4·2H2O

3

Calcita

Se puede rayar con una moneda de cobre

CaCO3

4

Fluorita

Se puede rayar con una punta de hierro

CaF2

5

Apatita

Se puede rayar con una punta de acero

Ca5(PO4)3(OH, Cl, F)

6

Ortoclasa

Se puede rayar con una lija para el acero

KAlSi3O8

7

Cuarzo

Raya el vidrio

SiO2

8

Topacio

Rayado por herramientas de carburo de wolframio

Al2SiO4(OH, F)2

9

Corindón

Rayado por herramientas de carburo de silicio

Al2O3

10

Diamante

El material más duro en esta escala (rayado por otro diamante).

C

  4.1. Objetivo  

Identificar en campo algunos tipos de rocas a partir de sus propiedades organolépticas.

  4.2. Elementos de seguridad  

Bloqueador solar ≥ 50 fps

Gorra, sombrero o cachucha

Zapatos cómodos

  4.3. Materiales  

Pala de mano

Martillo de geólogo

Una moneda de cobre

Una puntilla de hierro

Una puntilla de acero

Una botella de agua mineral

  4.4. Procedimiento  

Durante el recorrido, escoge entre 3 y 5 rocas de apariencia distinta. Con cada una de ellas realiza el siguiente procedimiento, apoyándote en lo expuesto en el Anexo 2. Consigna los datos en la tabla 3.

Limpia la roca con un poco de agua mineral.

Identifica su dureza en escala de Mohs: se raya con la uña [=2], se raya con una moneda de cobre [=3], se raya con la puntilla de hierro [=4], se raya con la puntilla de acero [=5] (figura 16).

Identifica su color.

Identifica su brillo17: vítreo, resinoso, graso, adamantino, nacarado o sedoso.

Identifica su olor18: arcilloso, fétido, aliáceo o sulfuroso (el olor se percibe con mayor facilidad en el área que fue rayada la roca).

Pon tu lengua sobre la roca e identifica su sabor19: astringente, dulzón, salino, refrescante, amargo o ácido (el sabor se percibe con mayor facilidad en el área que fue rayada la roca).

Describe la sensación al tacto: tosco, jabonoso o suave.

Determina el tipo de roca.

Tabla 3. Tabla para la identificación de características organolépticas de las rocas

Figura 16. Determinación de la dureza de las rocas

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

5. PRUEBA DE

    INFILTRACIÓN  

Las pruebas de infiltración permiten estimar la capacidad filtrante de un suelo mediante la determinación de la velocidad con la que el agua viaja verticalmente desde su superficie. Esta prueba es indispensable para el diseño de sistemas de geodepuración (tratamiento de aguas residuales a través del suelo), tales como las zanjas o campos de infiltración y los pozos de percolación. Este tipo de soluciones aprovechan la capacidad filtrante del suelo para retener, en su matriz, cargas orgánicas contaminantes presentes en las aguas residuales, las cuales son posteriormente transformadas bioquímicamente mediante la actividad de los microrganismos que allí se desarrollan. Es importante aclarar que, aunque se reduce la carga contaminante inicial, no así el volumen del agua residual tratada.

En proyectos para la instalación de sistemas de geodepuración, específicamente para campos de infiltración, deben efectuarse, al menos, cuatro pruebas en lugares espaciados uniformemente sobre el área en donde serán instaladas las zanjas. Lo ideal para estos sistemas es tener un suelo con tasas de infiltración entre 2 y 24 min/cm.

  5.1. Objetivo  

Determinar la capacidad de infiltración del suelo.

  5.2. Elementos de seguridad  

Tapabocas

Bloqueador solar ≥ 50 fps

Gorra, sombrero o cachucha

Zapatos cómodos

5.3. Materiales

Pala

Barreno

Mazo

Espátula

Cinta métrica o flexómetro

3 puntillas de 2 pulgadas

Arena, gravilla o cualquier otro material pétreo granular

Cronómetro

  5.4. Procedimiento  

Con la pala, realiza una trinchera cuadrada de unos 0,80 a 1,0 m de lado y con una profundidad entre 0,30 y 0,60 m. Este cajón es conocido como gaveta, y te permitirá inclinarte y realizar las lecturas de profundidad de agua con comodidad.

En un extremo dentro de la gaveta, muy cerca de la esquina, perfora con un barreno un agujero de 0,1 a 0,3 m de diámetro y de 0,3 m de profundidad adicional, de manera que su fondo coincida con la profundidad a la que se instalaría la zanja de infiltración (generalmente se ubica entre los 0,6 y 1,1 m).

Raspa las paredes del agujero y el fondo de éste para proporcionar una interfase natural de infiltración. Retira el material suelto resultante de este raspado.

Marca una altura de 5 cm desde el fondo del agujero (puedes ayudarte clavando una puntilla a esta profundidad) y agrega 5 cm de arena o gravilla, con el fin de proteger el fondo de socavaciones (figura 17).

Satura el suelo, agregando y manteniendo un nivel de agua permanente en el agujero, durante las 24 horas previas a la prueba, para asegurarte así que el terreno se comportará bien, aún en época invernal.

Una vez terminado el periodo de saturación, se realiza una marca (clavando una puntilla) a unos 12 cm por encima de la arena o gravillas del fondo del agujero y otra más a 2,5 cm por encima de esta última.

Agrega agua hasta cubrir la puntilla más exterior (figura 18) y mide el tiempo que tarda ésta en descender 2,5 cm (donde se encuentra la siguiente puntilla).

Registra con el cronómetro el tiempo en que se tarda el agua en descender estos 2,5 cm. Repite este procedimiento de manera continua durante al menos 2 horas (preferiblemente 4 horas) o hasta que se estabilice el tiempo de descenso del agua.

El último tiempo de descenso registrado se divide entre los 2,5 cm, para obtener así el valor de tasa de infiltración en minutos por centímetro (min/cm).

Con este valor, determina el tipo de suelo a partir de la información de la tabla 4.

Analiza los resultados y concluye.

Tabla 4. Tipo y textura de suelo según su tasa de infiltración

Tipo de suelo

Textura de suelo

Tasa de infiltración (min/cm)

Permeable

Arena gruesa

<0,4

Arena media-gruesa

0,4 a 2,0

Semipermeable

Arena fina-margosa

2 a 6

Marga arenosa-marga

6 a 12

Marga-margaporosa

12 a 24

De poco permeable a impermeable

Marga arcillosa

24 a 48

Terreno impermeable

> 48

Figura 17. Agujero para prueba de infiltración.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 18. Prueba de infiltración.

Foto: Michel Pérez Vega.

1. La edafogénesis es el proceso de generación del suelo. Allí intervienen organismos como los líquenes, cambios en temperatura, acción del agua y del aire, que fragmentan y alteran la roca en un proceso denominado meteorización.

2. El reconocimiento geotécnico está enfocado en el conocimiento de las características del suelo para la realización de obras civiles y edificaciones.

3. Los estudios de tipo edafológico (del griego edafos, ‘suelos’ y logos, ‘estudio’ o ‘tratado’) analizan la composición y la naturaleza del suelo en correlación con el entorno natural y los seres vivos que lo ocupan, en especial, las plantas. La edafología está muy enfocada en la agronomía, por su visión de aprovechamiento del suelo con fines agrícolas.

4. Los estudios pedológicos (del griego pedon, ‘tierra’ y logos, ‘estudio’ o ‘tratado’) analizan el origen (génesis), naturaleza, distribución y usos potenciales del suelo.

5. Para clasificar el color, se utilizan las tablas de Munsell. Este sistema de clasificación fue creado por Albert Henry Munsell, quien era pintor y profesor de arte. Este método es muy usado por los fabricantes de pinturas.

6. La arena es áspera, el limo es jabonoso y la arcilla es pegajosa. Se habla de textura gruesa cuando predomina la arena y de textura fina cuando predomina la arcilla.

7. Si no es posible refrigerarla, debe guardarse en un lugar fresco y mantenerla protegida de la luz solar.

8. Una muestra puntual o simple es aquella que se toma en un lugar y tiempo específicos. La muestra integrada o compuesta es la que está constituida por un conjunto de muestras simples o submuestras, las cuales se mezclan para lograr representatividad general de una zona de estudio determinada.

9. También llamada terraza del río. Es la plataforma sedimentaria formada por el arrastre de sedimentos que realizan los ríos en las orillas inmediatas a su cauce.

10. El coluvión hace referencia a los depósitos que son transportados por gravedad a las zonas bajas y laderas, las cuales están asociadas a masas inestables. Terminan formando terrenos llanos de vegetación abierta que en muchos lugares son usados como campos de cultivo.

11. Cuando se usa una pala se hace un corte en V para después tomar de una de las paredes un filete de 3 cm de grosor y 10 cm de lado.

12. Para análisis de suelos destinados a plantaciones forestales o frutales, se recomienda tomar una muestra de 0 a 20 cm de profundidad y otra entre 20 y 40 cm. Para cultivos, suele hacerse a 20 cm de profundidad y para pastos la muestra se toma a 10 o 15 cm.

13. Si no es posible refrigerarla, debe guardarse en un lugar fresco y protegida de la luz solar.

14. Un transecto es una franja o línea que se traza imaginariamente sobre el terreno con el fin de recoger datos e información.

15.Si se quiere más precisión, podrían hacerse los intervalos cada 10 m.

16. Son las propiedades físicas que pueden ser percibidas a través de los sentidos: vista, olfato, gusto y tacto.

17. Vítreo: parecido al del cuarzo. Resinoso: intenso y amarillo, como el ámbar. Graso: brillo opaco. Adamantino: muy intenso, como el del diamante. Nacarado: ligeramente iridiscente como una perla. Sedoso: como el del yeso, típico de minerales de hábito fibroso.

18. Arcilloso: como el del barro húmedo. Fétido: como el de huevo podrido. Aliáceo: como el del ajo. Sulfuroso: como el del azufre.

19. Astringente: sensación mixta de sequedad y amargor (como ciertas sales metálicas). Dulzón: similar al azúcar. Salino: similar a la sal. Refrescante: sensación parecida a la menta. Amargo: similar a la hiel, café sin edulcorar, cerveza o la piel de los cítricos. Ácido: también se le conoce como sabor agrio; algunos ejemplos son el ácido cítrico (presente en el zumo de limón o la naranja) y el ácido acético (vinagre).

II. PRÁCTICAS DE LABORATORIO

6. HUMEDAD.

    MÉTODO GRAVIMÉTRICO 

La humedad del suelo es una característica muy variable en el tiempo y en profundidad. Su disponibilidad es de suma importancia para mantener altos rendimientos agrícolas y su control es también fundamental en el manejo de procesos de transformación de la biomasa, como el caso del compostaje.

La porosidad del suelo y el diámetro de los poros están estrechamente relacionados con la capacidad de retención de agua (humedad) en el suelo y, a su vez, se correlacionan con el contenido de materia orgánica y el tipo de minerales de cada matriz de suelo. La quema de residuos de cultivos y una excesiva labranza del suelo, entre otras actividades que lo deterioran físicamente, provocan notables pérdidas de humedad.

  6.1.Objetivo  

Determinar el contenido de humedad del suelo usando el método gravimétrico.

  6.2. Elementos de seguridad  

Elementos de seguridad

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  6.3. Materiales  

Muestras de suelo

Crisoles de porcelana

Pinzas

Desecador

Plancha de calentamiento

Mechero Bunsen

Trípode

Malla de calentamiento

Espátula

  6.4. Equipos  

Balanza analítica

  6.5. Procedimiento para cada
  muestra usando el horno o estufa  

Enciende la estufa y programa una temperatura de trabajo de 105 °C.

Saca un crisol del desecador y determina su peso vacío. A este valor lo llamaremos <<A>>.

Deposita aproximadamente entre 10 y 20 g de muestra de suelo en el crisol, disgregándolo un poco. Registra el peso conjunto (crisol y suelo). A este valor lo llamaremos <<B>> (figura 19).

Introduce el crisol con la muestra en la estufa durante 24 horas a 105 °C.

Finalizado el tiempo, lleva los crisoles al desecador durante 15 min.

Registra nuevamente el peso, a este nuevo valor lo llamaremos <<C>>, y determina el contenido de humedad mediante la siguiente ecuación:

Analiza los resultados y concluye.

Figura 19. Determinación del peso del crisol con la muestra de suelo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

 6.6. Procedimiento para cada
       muestra usando mechero Bunsen  

Saca un crisol del desecador y determina su peso vacío. A este valor lo llamaremos <<A>>.

Deposita aproximadamente entre 10 y 20 g de muestra de suelo en el crisol, disgregándolo un poco. Registra el peso conjunto (crisol y suelo). A este valor lo llamaremos <<B>>.

Calienta la muestra en el crisol con un mechero Bunsen, empleando un trípode y una malla de calentamiento.

Mueve la muestra cada 2 o 5 min para facilitar su evaporación. Continúa este procedimiento hasta asegurar su evaporación total.

Una vez seca, déjala enfriar en el desecador durante 15 min.

Registra nuevamente el peso, a este nuevo valor lo llamaremos <<C>>, y determina el contenido de humedad mediante la siguiente ecuación:

Analiza los resultados y concluye.

Figura 20. Secado de las muestras para determinar la humedad, usando una plancha de calentamiento.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

6.7. Procedimiento para cada muestra
      usando una plancha de calentamiento  

Saca un crisol del desecador y determina su peso vacío. A este valor lo llamaremos <<A>>.

Deposita aproximadamente entre 10 y 20 g de muestra de suelo en el crisol, disgregándolo un poco. Registra el peso conjunto (crisol y suelo). A este valor lo llamaremos <<B>>.

Calienta la muestra en el crisol sobre una plancha de calentamiento (figura 20).

Mueve la muestra cada 2 o 5 min para facilitar su evaporación. Continúa este procedimiento hasta asegurar su evaporación total.

Una vez seca, déjala enfriar en el desecador durante 15 min.

Registra nuevamente el peso, a este nuevo valor lo llamaremos <<C>>, y determina el contenido de humedad mediante la siguiente ecuación:

Analiza los resultados y concluye.

7. PREPARACIÓN DE UNA

    MUESTRA DE SUELO         

En la mayoría de análisis de las características de suelo en laboratorio, y con excepción de la determinación de humedad, las muestras deben ser secadas, molidas, tamizadas y homogenizadas según el objetivo que se pretenda alcanzar. Para los análisis de rutina, por lo general se consideran exclusivamente las fracciones que tienen menos de 2 mm de diámetro.

  7.1.Objetivo  

Preparar la muestra de suelo para las posteriores determinaciones de sus propiedades físicas y químicas.

  7.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  7.3. Materiales  

Muestras de suelo seco

Taza metálica o molde de aluminio (por muestra)

Pliego de papel bond

Tamiz de 6 mm

Tamiz de 2 mm

Marcador de tinta indeleble (tipo Sharpie)

Mazo, mortero o rodillo de madera

Bolsas plásticas de cierre tipo ziploc

  7.4. Equipos  

Balanza granataria

  7.5. Procedimiento para cada muestra  

Cubre un mesón bien aseado y de superficie lisa con el pliego de papel bond.

Disgrega cada muestra con un mazo de goma (figura 21).

Enseguida, pasa la muestra por un tamiz de 6 mm de abertura, con el fin de separar piedras, trozos de vidrio y otros componentes presentes en ésta (figura 22).

Figura 21. Disgregado de la muestra.
Laura Cristina Peña Escamilla

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

•  Posteriormente, debes secar la muestra. Para ello, puedes depositarla sobre papel limpio y dejarla al aire libre, en un sitio seco y protegido de la lluvia, durante 48 horas. También puedes secarla poniendo la muestra en una taza metálica (o molde de aluminio) y sometiéndola a una temperatura de 40 °C (máximo 60 °C) en un horno o estufa, durante 24 h1 o en horno microondas de 420 watts de potencia, durante 17 a 31 min (Nieto Castañeda, Santos Rojas, Pinto Patiño y Carreño Cabra, 2007).

•  Una vez seca la muestra, ponla sobre un mesón limpio y de superficie lisa. Cubre la mesa con papel bond limpio.

•  Disgrégala con un mazo, mortero o rodillo de madera, sin romper las partículas de suelo.

•  Acto seguido, pasa la muestra a través de un tamiz de 2 mm de abertura (figura 23).

•  Toma la muestra seca y tamizada y deposítala en una bolsa tipo ziploc con un rótulo que la identifique. Recuerda no tocar el suelo directamente con las manos.

•  Guarda la muestra en un lugar fresco y seco.

Figura 22. Separación de los grandes agregados de la muestra con un tamiz de 6 mm.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 23. Tamizado de la muestra con malla de 2 mm de abertura.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

8. IDENTIFICACIÓN CUALITATIVA DE LOS

    MINERALES QUE COMPONEN EL SUELO  

Las rocas se componen de minerales diversos. Estos minerales son sólidos homogéneos de tipo inorgánico que poseen propiedades físicas definidas (por ejemplo, forma del cristal, color, brillo, dureza, solubilidad, gravedad específica). El tamaño de los cristales y el modo en que fueron formados determinarán el tipo de roca que les dio origen. A pesar de la existencia de un enorme número de minerales, sólo unos pocos se encuentran de manera recurrente en los suelos; los silicatos (minerales de sílice y oxígeno) son los más representativos.

  8.1.Objetivo  

Identificar de manera cualitativa la presencia de algunos minerales en una muestra de suelo mediante la identificación de sus características.

  8.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Guantes de nitrilo

  8.3. Reactivos  

Peróxido de hidrógeno (al 6% o de 20 volúmenes)

Ácido clorhídrico 2 M

Agua destilada

  8.4. Materiales  

Muestras de suelo seco

Beaker de 600 mL

Varilla agitadora

Crisol de porcelana

Pipeta de 10 mL

Malla de calentamiento

Trípode

Mechero Bunsen

Plancha de calentamiento

Linterna LED de luz blanca

Imán

Vidrio de reloj

Espátula

  8.5. Equipos  

Microscopio

8.6. Procedimiento para cada muestra

•  Deposita con la espátula 3 g de suelo tamizado (fino) en el Beaker de 600 mL

•  Agrega al Beaker con la muestra de suelo, muy lentamente, 20 mL de agua oxigenada para eliminar (oxidar) la materia orgánica presente. Este procedimiento podría ocasionar una alta efervescencia (mucho más notoria entre más materia orgánica se encuentre en la muestra).

Figura 24. Montaje para eliminación de materia orgánica y óxidos de la muestra.

Figura 25. Muestra seca.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

•  Coloca el Beaker directamente sobre la placa de calentamiento o sobre la malla de calentamiento y trípode, si se calienta con el mechero Bunsen. Si es necesario, agrega más agua oxigenada hasta que ya no haya efervescencia.

•  Añádele al Beaker 10 mL de ácido clorhídrico y deja hervir durante 5 min para eliminar sustancias indeseables como el óxido.

•  Apaga el mechero o la plancha y deja enfriar durante 15 min.

•  Una vez enfriado, agrega 100 mL de agua destilada y agita vigorosamente con una varilla para lavar el suelo.

Figura 26. Separación de la
magnetita de la muestra.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

•  Deja reposar esta suspensión durante 10 a 20 min, hasta que se aprecie una correcta sedimentación de las partículas, y vierte el agua en el contenedor para ácidos, dispuesto en el laboratorio. Repite el lavado hasta que prácticamente nada quede en suspensión.

•  Toma la muestra húmeda y, con ayuda de la espátula, espárcela en un crisol de porcelana o similar. Coloca el crisol sobre la malla metálica y el trípode, calentándolo suavemente con un mechero Bunsen, hasta secar la muestra. También puedes hacer este secado con un horno a 105 °C durante varias horas o puedes usar también la plancha de calentamiento (figura 25).

•  Una vez seca la muestra de suelo, deposítala sobre un vidrio de reloj, dispérsala procurando que quede lo más suelta posible.

•  Limpia el imán y acércalo a la muestra (figura 26). Si se adhieren fragmentos a él, la muestra contiene magnetita (tabla 5).

•  Examina los fragmentos de suelo bajo el microscopio (figuras 27 y 28), empleando 10 aumentos (x10). Intenta atenuar la luz de la base del microscopio e ilumina con la linterna la muestra desde arriba para observar otras características. Identifica los minerales observados con ayuda de la tabla 5 y el Anexo 3.

Figura 27. Identificación bajo el microscopio.
De izquierda a derecha: Laura Cristina Peña Escamilla y Lina M. Flórez Ramírez

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 28. Muestra de suelo bajo el microscopio.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Tabla 5. Tipos de minerales hallados en el suelo y sus características

Mineral

Características

Cuarzo

Sin color e irregular (similar a pequeños vidrios rotos).

Feldespatos

Sus colores varían de anaranjado a rosa muy pálido. Los cristales pueden presentar líneas interiores finas y onduladas.

Mica

Son laminillas de superficie brillante.

Si son transparentes o pálidas, son moscovita.

Si son negras, café oscuro o bronceado (dorado), son biotita

Horblenda y piroxenos

Se presentan como fibras paralelas. Sus colores característicos son verde oscuro, café oscuro o negro.

Magnetita

Es de color negro y se puede remover fácilmente con un imán de bolsillo.

Calcita

Es blanca o coloreada por algunas impurezas.

Reporta los minerales que encontraste y las características con que los identificaste, en el formato de la tabla 6.

Analiza los resultados y concluye.

Tabla 6. Formato de registro de los minerales hallados en la muestra y sus características

9. DENSIDAD APARENTE POR

    EL MÉTODO DE LA PROBETA  

La densidad aparente del suelo es una de sus propiedades físicas más importantes. Con este valor es posible conocer, de manera aproximada, el peso de una hectárea arable. Adicionalmente, también puede determinarse la cantidad de espacios porosos, lo cual permite evaluar la resistencia del suelo a la elongación de las raíces. Así mismo, facilita valorar su grado de aireación, el cual está directamente relacionado con la actividad biológica del suelo.

La densidad aparente es el resultado del peso del suelo seco dividido por el volumen total de la muestra, incluyendo el volumen poroso. La densidad aparente se expresa en gramos por centímetro cúbico (g/cm3) y varía entre 1,4 y 1,7 g/cm3 para suelos que tienen una textura gruesa (como los arenosos), y de 1,1 a 1,6 g/cm3 para suelos con textura fina (como los arcillosos).

  9.1.Objetivo  

Determinar la densidad aparente del suelo empleando el método de la probeta.

  9.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  9.3. Materiales  

Muestras de suelo seco

Probeta2 de 10 mL

Bayetilla

Embudo

Espátula

  9.4. Equipos  

Balanza granataria

Pesa la probeta de 10 mL asegurándote que esté vacía y seca.

  9.5. Procedimiento para cada muestra  

Con ayuda del embudo, agrega suelo hasta la marca de 10 mL. Golpea con delicadeza la probeta con la muestra 10 veces, con la misma intensidad, usando la bayetilla como base amortiguadora de los golpes. Para esto, puedes humedecer la bayetilla, exprimirla y ponerla doblada sobre la mesa.

Con los golpes, el suelo se compacta y disminuye su volumen. Agrega un poco más de suelo, hasta alcanzar nuevamente la marca de los 10 mL. Repite el mismo procedimiento hasta que se mantenga en este volumen (figura 29).

Pesa nuevamente la probeta.

Resta al peso de la probeta con la muestra de suelo el peso de la probeta vacía.

Divide este resultado entre 10 mL para obtener la densidad del suelo en g/cm3.

Repite este procedimiento 3 veces y promedia.

Analiza los resultados y concluye.

Figura 29. Muestra de suelo en la probeta para determinación de densidad aparente.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

10. DENSIDAD REAL POR EL

     MÉTODO DE LA PROBETA Y POROSIDAD  

La densidad real del suelo es la densidad de las partículas con independencia de su espacio poroso. Corresponde al cociente entre el peso de las partículas y el volumen que éstas ocupan. Es también llamada gravedad específica o peso específico, y se expresa, al igual que la densidad aparente, en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). Se espera que el valor de densidad real esté cerca de los 2,65 g/cm3, en razón a que la mayoría de los constituyentes del suelo son cuarzo, feldespatos y silicatos coloidales cuyos pesos específicos varían entre los 2,60 y 2,70 g/cm3. No obstante, este valor podría ser tan bajo como 2,00 g/cm3 en suelos muy ricos en materia orgánica. De otro lado, la porosidad del suelo, como se mencionó también en el capítulo de densidad aparente, tiene relación con algunas características como la facilidad de penetración de raíces, el movimiento y el almacenamiento del agua, la facilidad de labranza y la predisposición al encharcamiento, entre otros aspectos.

  10.1.Objetivo  

Determinar la densidad real y la porosidad del suelo a través de un método simplificado.

  10.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  10.3. Materiales  

Muestras de suelo seco

Probeta de 100 mL

Espátula

Embudo

  10.4. Equipos  

Balanza granataria

10.5. Procedimiento para cálculo
         de densidad real

Pesa 50 g de suelo.

Llena con 50 mL de agua destilada la probeta de capacidad de 100 mL.

Con ayuda del embudo, vierte los 50 g de suelo en la probeta con agua (figura 30).

Golpea con suavidad la probeta para facilitar la salida de aire atrapado.

Registra el incremento del nivel de agua3 (cm3) causado por la adición de los 50 g de suelo (figura 31).

Figura 30. Determinación de la densidad real.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 31. Volumen desplazado por la muestra de suelo (23 mL en este ensayo).

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Esta diferencia corresponde al volumen desplazado por los granos de suelo.

Calcula la densidad real con la siguiente ecuación:

Analiza los resultados y concluye.

  10.6. Procedimiento para cálculo  
  de porosidad

Con los datos de densidad aparente y densidad real que estimaste anteriormente, calcula la porosidad del suelo con la siguiente expresión:

Analiza los resultados y concluye.

11.MATERIA ORGÁNICA EN EL SUELO.

     MÉTODO GRAVIMÉTRICO POR CALCINACIÓN  

La cantidad de materia orgánica en el suelo es quizás el indicador más representativo de su calidad, al menos desde el punto de vista agrícola. Adicionalmente, el contenido de materia orgánica está relacionado con su disponibilidad de nutrientes, su capacidad de retención de agua y la manutención de su estructura.

La determinación de la materia orgánica se hace de manera gravimétrica, calcinando la muestra de suelo a 600 °C durante una hora4. Este procedimiento convierte la materia orgánica, incluyendo los microrganismos y los macroorganismos, en vapor de agua y CO2. Esta reducción en el peso de la muestra, ocasionado por la volatilización de la materia orgánica, corresponde con el contenido de esta en la muestra. Sin embargo, la técnica presenta un nivel de error debido a que la pérdida de peso puede obedecer también, en una pequeña parte, a la transformación de aluminosilicatos hidratados (como las zeolitas) y de carbonatos.

  11.1.Objetivo  

Determinar el contenido de materia orgánica del suelo.

  11.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  11.3. Materiales  

Muestras de suelo seco

Crisoles de porcelana

Pinzas

Desecador

Espátula

  11.4. Equipos  

Balanza analítica

Mufla

   11.5. Procedimiento para cada muestra  

Enciende la mufla y prográmala para alcanzar una temperatura de 600 °C.

Saca un crisol del desecador y determina su peso vacío. A este valor lo llamaremos <<A>>.

Deposita aproximadamente 2 g de muestra de suelo seco en el crisol y registra el peso conjunto (crisol y suelo). A este valor lo llamaremos <<B>>.

Introduce el crisol con la muestra en la mufla y calcina la muestra durante 1 hora a 600 °C (figura 32).

Finalizado el tiempo, lleva el crisol al desecador durante 20 min para que se enfríe.

Registra nuevamente el peso, a este nuevo valor lo llamaremos <<C>>, y calcula el contenido de materia orgánica y de carbono orgánico mediante las siguientes ecuaciones:

Clasifica el nivel de materia orgánica del suelo de acuerdo con los criterios presentados en la tabla 7.

Analiza los resultados y concluye.

Figura 32. Calcinación de la muestra
 para determinación de materia
 orgánica.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Tabla 7. Niveles de materia orgánica hallados en suelos

Nivel

% de materia orgánica en suelos volcánicos

% de materia orgánica en suelos no volcánicos

Muy bajo

< 4,0

< 0,5

Bajo

4,0 a 6,0

0,6 a 1,5

Medio

6,1 a 11,0

1,6 a 3,5

Alto

11,1 a 16,0

3,6 a 6,0

Muy alto

> 16,0

> 6,0

12. pH

    DEL SUELO  

Determinar el pH permite conocer si un suelo es básico (alcalino) o ácido. No obstante, este valor no debe ser confundido con los conceptos de acidez y alcalinidad. Los suelos ácidos tienen valores de pH entre 4 y 7 unidades; los valores por debajo de 4 unidades se pueden explicar por la presencia de ácidos libres. El pH está relacionado con la alteración en la disponibilidad de nutrientes en las plantas; el rango óptimo para ellas es entre 5,5 y 7,0 unidades. La alcalinidad de los suelos tiene origen en los carbonatos, especialmente de calcio (CaCO3), procedentes de las rocas calizas. Sin embargo, las aguas lluvias tienen la capacidad de lixiviar las bases catiónicas del suelo, lo que incrementa las concentraciones de Al3+ y H+ y acidifica el suelo de manera paulatina. De igual manera, el uso excesivo de fertilizantes también incrementa la acidez del suelo debido a que el amonio (NH4) reacciona con el suelo (en un proceso conocido como nitrificación) para dar lugar a la formación de nitratos (NO3) que liberan H+. En prácticas agrícolas, para corregir la acidez del suelo, es muy frecuente el uso de cal (CaO), calcita (CaCO3) o dolomita (CaCO3.MgCO3), la cual proporciona también una buena fuente de magnesio. Para su estimación se emplea una suspensión de suelo-agua.

  12.1.Objetivo  

Determinar el pH del suelo.

  12.2. Elementos de seguridad  

Bata

Zapatos cómodos de suela de goma

Gafas de protección

Tapabocas

  12.3. Materiales  

Muestras de suelo seco

Beakers de 50 mL

Varilla agitadora

Agua destilada

Espátula

  12.4. Equipos  

Balanza granataria

pH-meter (potenciómetro)

  12.5. Procedimiento para cada muestra  

Asegúrate de que el potenciómetro se encuentra calibrado.

Pesa una muestra de 10 g de suelo y colócala en un Beaker (figura 33).

Figura 33. Preparación para determinación de pH en una muestra de suelo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Agrega 25 mL de agua destilada al Beaker con la muestra de suelo.

Agita esta solución agua-suelo con una varilla durante 10 min.

Determina el pH de la muestra con el potenciómetro, realizando suaves movimientos circulares a la muestra (figura 34).

Analiza los resultados y concluye.

Figura 34. Lectura de pH de una muestra de suelo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

1. Siempre será mejor secar la muestra a la intemperie. Varios estudios han demostrado que, al secarla en horno, se incrementa el grado de repelencia del suelo (Jaramillo Jaramillo, 2006; Doerr, Shakesby y Walsh, 2000).

2. Puede ser de material plástico también.

3. Recuerda que 1 mL equivale a 1 cm3.

4. Esta es una simplificación, como muchas otras del libro. Varias de las prácticas estandarizadas internacionalmente suelen indicar que este procedimiento se realiza a 450 °C durante 4 horas.

  REFERENCIAS  

Brady, N. y Weil, R. (1999). The nature and properties of soils. Upper Saddle River, N. J.: Prentice Hall.

Buntley, G. y Westin, F. (1965). A comparative study of developmental color in a Chestnut-Chemozem-Brnizem soil climosequence. Soil Sci. Sot. Am. Proc., 29, 579-582.

Doerr, S., Shakesby, R. y Walsh, R. (2000). Soil water repellency, its characteristics, causes and hydro-geomorphological consequences. Earth Sci., 51, 33-65.

Harden, J. W. (1982). A quantitative index of soil development from field descriptions: examples from a chronosequence in central California. Geoderma, 28, 1-28.

Hurst, V. (1977). Visual estimation of iron in saprolite. Geol. Sot. Am. Bull., 88, 174-176.

Instituto Colombiano Agropecuario. (1992). Fertilización en diversos cultivos. Quinta aproximación. Bogotá: Produmedios.

Jaramillo, D. (2002). Introducción a la ciencia del suelo. Medellín: Universidad Nacional de Colombia.

Jaramillo Jaramillo, D. F. (2006). Repelencia al agua en suelos: una síntesis. Rev. Acad. Colomb. Cienc., 30(115), 215-232.

National Resources Conservation Service y United States Department of Agriculture. (2002). The color of soil. Recuperado de NRCS Soils: http://www.nrcs.usda.gov/wps/portal/nrcs/detail/soils/edu/?cid=nrcs142p2_054286

Nieto Castañeda, F., Santos Rojas, J., Pinto Patiño, A. y Carreño Cabra, C. (2007). Utilización del secado con horno microondas para la caracterización de suelos finos en Bogotá - Colombia. Revista Épsilon, 9, 129-140.

Schoeneberger, P., Wysocki, D., Benham, E. y Broderson, W. (1998). Field book for describing and sampling soils. Lincoln, N. E.: Natural Resources Conservation Service (USDA), National Soil Survey Center.

Tobón, J. (s. f.). Cómo tomar una buena muestra de suelo. Bogotá: Instituto Colombiano Agropecuario.

United States Department of Agriculture y Soil Conservation Service. (1987). Soil Mechanics. Module 3. Study Guide.

ANEXO 1.

EL COLOR DEL SUELO  

Los horizontes del suelo tienen un color característico, el cual se relaciona, en términos generales, con los procesos de pedogénesis (es decir, de la formación del suelo) y de los procesos químicos que entraña (por ejemplo, meteorización del material geológico, oxido-reducción de hierro y manganeso, descomposición de materia orgánica). Adicionalmente, el color del suelo tiene incidencia sobre la intensidad y las circunstancias de ocurrencia de las reacciones químicas y de las interacciones biofísicas que allí tienen lugar; incluso, es uno de los factores que condicionan el clima, debido a su capacidad de absorber o reflejar la radiación del sol, la cual está directamente ligada a la temperatura del lugar y esta, a su vez, a los fenómenos de evaporación, transpiración, humedad relativa, dinámica local de los vientos y formación de la precipitación, entre otros.

Desde hace mucho tiempo, varios autores han relacionado el color del suelo con su grado de evolución (Buntley y Westin, 1965; Hurst, 1977; Harden, 1982). También puede asociarse con el contenido de humus y la presencia de minerales específicos (como goethita, hematita, lepidocrocita, ferrihidrita, glauconita, pirita, calcita, dolomita, yeso). Así, los principales elementos cromógenos, es decir, los que dan el color a los suelos, son:

Materia orgánica (humus)

Óxidos de hierro (Fe)

Óxidos de manganeso (Mn)

Carbonatos

Sales

Sulfatos

Si se dispone de tablas de colores Munsell, la clasificación del color se podría vincular, de manera preliminar, con los siguientes componentes principales del suelo (tabla 8).

Tabla 8. Componentes del suelo según su clasificación Munsell y color

Componente principal del suelo

Fórmula química

Clasificación Munsell

Color

Goethita

FeO(OH)

10YR 8/6

Amarillo

7.5YR 5/6

Pardo oscuro

Hematita1

Fe2O3

5R 3/6

Rojo

10R 4/8

Lepidocrocita2

Fe3+O(OH)

5YR 6/8

Amarillo rojizo

2.5YR 4/6

Rojo

Ferrihidrita

Fe(OH)3

2.5YR 3/6

Rojo oscuro

Glauconita

(K, Na) (Fe3+, Al, Mg)2 (Si, Al)4 O10 (OH)2

5Y 5/1

Gris oscuro

Maghemita

Fe2.67O4

2.5YR – 5YR

Rojo

Sulfuro de hierro

FeS

10YR 2/1

Negro

Pirita3(metálico)

FeS2

10YR 2/1

Negro

Jarosita4

KFe33+(SO4)2(OH)6

5Y 6/4

Amarillo pálido

Humus

-.-

10YR 2/1

Negro

Calcita

CaCO3

10YR 8/2

Blanco

Dolomita

CaMg(CO3)2

10YR 8/2

Blanco

Yeso5

CaSO4·2H2O

10YR 8/3

Marrón muy pálido

Cuarzo

SiO2

10YR 6/1

Gris claro

Fuente: Modificado por el autor de National Resources Conservation Service [NRSC] y United States Department of Agriculture [USDA] (2002).

Figura 35. Goethita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 36. Goethita oscura

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 35. Goethita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 36. Goethita oscura

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 37. Hematita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 38. Hematita Especularita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 37. Hematita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 38. Hematita Especularita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 39. Lepidocrocita

Fuente. Gold vein stockwork in limonite. Por James St. John. Licenciado bajo CC BY 2.0. https://www.flickr.com/photos/jsjgeology/16457082424

Figura 40. Glauconita en arenisca.

Foto: Rommel A. Bonilla.

Figura 41. Glauconita (en arenisca)

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 42. Sulfuro de hierro (II) - FeS.

Fuente: Benjah-bmm27. (2007). - Trabajo propio, Dominio público, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2116162

Figura 43. Pirita.

Foto: Rommel A. Bonilla

Figura 44. Pirita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 43. Pirita.

Foto: Rommel A. Bonilla

Figura 44. Pirita. Hallada en Ubalá, Cundinamarca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 45. Jarosita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 46. Humus.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 45. Jarosita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 46. Humus.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 47. Calcita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 48. Dolomita en caliza.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 47. Calcita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 48. Dolomita en caliza.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 49. Yeso. Hallado en Los Santos, Santander, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 50. Cuarzo. Hallado en el Cerro Los Cristales, Valle del Cauca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 49. Yeso. Hallado en Los Santos, Santander, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 50. Cuarzo. Hallado en el Cerro Los Cristales, Valle del Cauca, Colombia.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 51. Cuarzo en drusa. Hallado en
Guainía, Colombia, por Leonidas Angarita.

Foto: Rommel A. Bonilla.

Los suelos áridos presentan un contenido muy bajo de humus, lo que les da una coloración clara, beige pálido o grisácea. Por su parte, en los suelos tropicales, con alto contenido de humedad, los óxidos de hierro se combinan con la materia orgánica, en un proceso conocido como braunificación o marronización, en el que el suelo se torna de color pardo; esto también ocurre en suelos de zonas templadas. En la medida en que este hierro continúa oxidándose, el suelo se hace rojizo, proceso llamado rubefacción o rubificación, el cual está generalmente acompañado de la deshidratación (o deshidroxilación) de los óxidos de hierro que se encuentran adheridos a las arcillas, la cual es provocada por una desecación medianamente abrupta del medio.

En los suelos hidromórficos y suelos gley, los cuales permanecen empapados a causa de un alto nivel freático, el hierro se reduce y le confiere su característica tonalidad gris verdosa. De otro lado, los suelos humíferos presentan colores oscuros y casi negros por su alto contenido de materia orgánica. De esta manera, el color del suelo puede ser indicativo no sólo de sus constituyentes principales, sino de los procesos fisicoquímicos que lo acompañan (tabla 9).

Tabla 9. Color del suelo y su posible relación con los procesos fisicoquímicos

Tono característico

Lo que podría indicar

Negro

Alta actividad biológica y, consecuentemente, alto contenido de materia orgánica. Buena fertilidad y presencia de cationes (Ca+2, Mg+2 y K).

Gris

Ambiente anaerobio. Suelos muy saturados de agua en donde el aire es desplazado por el líquido ocasionando ambientes anaerobios. Transformación bioquímica de Fe3+ en Fe2+, el cual es soluble en agua e incoloro. También se hace reducción del Mn4+ a Mn2+.

Rojo

Alteración del material parental, alta temperatura, baja humectación, alta liberación de Fe de las rocas, alta meteorización, baja fertilidad, pH ácido y procesos oxidativos.

Pardo

Meteorización en ambientes aerobios (oxidación). Condiciones de media fertilidad.

Amarillo claro

Condiciones de baja fertilidad y presencia de óxidos hidratados de Fe3+.

Verde

Suelos pantanosos con drenaje pobre.

Azul

Presencia de pirita (FeS2, de color azul metálico). Esta se forma a partir del anión sulfato, el cual se reduce a sulfuro de hierro (FeS, de color negro) en condiciones de alta humedad y, posteriormente, a pirita.

Blanco o pálido

Alto contenido de minerales como la calcita, dolomita o el yeso, así como de algunos silicatos o sales.

ANEXO 2.

LAS ROCAS  

Las rocas pueden clasificarse, en términos generales, de la siguiente manera:

Rocas ígneas1 o magmáticas: se forman a partir de la solidificación del magma2 bajo la corteza terrestre. Si este proceso ocurre en profundidad y, consecuentemente, de manera lenta, da origen a rocas plutónicas o intrusivas (con cristales gruesos); si, por el contrario, esta solidificación se da cuando el magma aflora a la superficie, se forman rocas volcánicas o extrusivas. Las ígneas intrusivas son las más abundantes y constituyen la totalidad del manto terrestre (figura 52).

Rocas metamórficas: es cualquier roca resultante de la evolución de otra anterior que al estar sometida a un ambiente distinto del que tuvo en su formación original (por ejemplo, diferente presión o temperatura), se estabiliza con las nuevas condiciones. Estas rocas abundan en lo profundo de la corteza terrestre (figura 52). Algunos ejemplos son la cuarcita, la pizarra y el mármol.

Rocas sedimentarias: los procesos de transformación geológica sólo suelen ser visibles en periodos de miles y millones de años. Por esta razón, las rocas que afloraron a la superficie terrestre (como las magmáticas o metamórficas) han sido sometidas durante mucho tiempo a procesos de meteorización y erosión. Así, una roca sedimentaria es el resultado de la trasformación y destrucción de las rocas preexistentes, cuyos restos se depositan en el mismo lugar en el que se originan o, por el contrario, son arrastrados por el agua, el deshielo, el viento o las corrientes oceánicas a lugares más apartados y una vez consolidados, mediante un proceso conocido como diagénesis3, acaban formando las rocas sedimentarias. Así, la arena termina convirtiéndose en arenisca, los lodos calcáreos en caliza, las cenizas emitidas por el vulcanismo en cinerita, etc.

Figura 52. Corte esquemático del planeta tierra

Fuente: Elaboración propia

Una roca magmática o metamórfica puede convertirse en sedimentaria a través de procesos de erosión, transporte, sedimentación y diagénesis; o una roca sedimentaria o metamórfica puede fundirse y reincorporarse al magma. También, por cambios de presión y temperatura, una roca sedimentaria o magmática puede convertirse en metamórfica y, por procesos de enfriamiento, el magma termina formando una roca ígnea o magmática (figura 53).

Figura 53. Proceso de formación de las rocas.

Fuente: Elaboración propia

Tabla 10. Clasificación de las rocas

Ígneas o magmáticas

Metamórficas

Sedimentarias

Granito

Diorita

Gabro

Gneis

Esquisto

Cuarcita

Pizarra

Mármol

Arenisca

Lutita

Caliza

Riolita

Andesita

Basalto

Sienita

Pumita

Obsidiana

Pórfido

  Rocas ígneas o magmáticas  

Puede decirse que el granito, la diorita y el gabro son de la misma “familia”, siendo el granito la roca más ácida. Se componen principalmente de cuarzo, feldespato y mica, así como abundantes piroxenos (silicatos) en el caso del grabo. Todas se usan en construcción, monumentos, muros y elementos arquitectónicos, para la fabricación de joyas, utensilios o piezas religiosas (con más frecuencia la diorita) y en arte funerario (en donde es más usual el gabro, por ser más oscuro). Como puede apreciarse, el granito presenta un moteado más grande, la diorita uno intermedio y el grabo un moteado muy fino.

Figura 54. Granito.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 55. Diorita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 54. Granito.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 55. Diorita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 56. Grabo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

La riolita, la andesita y el basalto pertenecen a una misma “familia”, siendo la riolita la más ácida. Esta se compone de feldespato y cuarzo, principalmente, y presenta colores claros, aunque comúnmente es rosácea; se usa para adoquinado y enchapes, y presenta cristales muy finos difícilmente apreciables. Por su parte, la andesita, formada en su mayoría por plagioclasas, hornablenda y piroxenos, está relacionada con la mineralización de cobre y oro, se usa también para construcción de adoquines; presenta pequeños cristales que a veces son apreciables y una coloración grisácea. El basalto se usa en construcción (mezclado con hormigón para aumentar resistencia y como base para vías de ferrocarriles); presenta colores verdosos por su abundante contenido de silicatos de hierro acompañados de magnesio, en una matriz grisácea o negra. El basalto es muy común también en la superficie de la luna, en el planeta Marte, así como en algunos meteoritos.

Figura 57. Riolita.

Foto: Rommel A. Bonilla.

Figura 58. Andesita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 57. Riolita.

Foto: Rommel A. Bonilla.

Figura 58. Andesita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 59. Basalto.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

La sienita es muy similar al granito, pero se diferencia de este porque generalmente carece de cuarzo. Se compone de feldespato, oligoclasas, albita, biotita y piroxeno.

Figura 60. Sienita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

La pumita es más conocida como piedra pómez, jal o liparita. Es de color gris o blanco4 y es altamente porosa y con muy baja densidad (flota en el agua). Se compone de feldespato, cuarzo, plagioclasa y biotita.

Figura 61. Pumita o piedra pómez.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

La obsidiana también es conocida como vidrio volcánico. Se compone de silicatos de aluminio y óxidos sílicos. Tiene una composición parecida al granito y la riolita. Presenta colores negros o verde oscuros. Fue usada hace miles de años para crear espejos rústicos, puntas de flecha y herramientas, así como objetos de culto de civilizaciones antiguas5.

Figura 62. Obsidiana.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 63. Puntas de flecha de nativos americanos

Fuente. Erickson L. Detalle de puntas de flecha de piedra que representan la historia antigua. [Mensaje en una página web] Recuperado de http://es.123rf.com/photo_27550699_detalle-de-puntas-de-flecha-de-piedra-que-representan-la-historia-antigua.html

El pórfido es una roca de coloración rojiza purpurina, aunque también las hay de color oscuro; ha sido muy usada como elemento constructivo y decorativo desde la antigüedad. Está compuesta de sílice, aluminio y pequeños porcentajes de hierro, calcio y magnesio. Antiguamente, las de coloración negra o gris, con fenocristales claros, eran usadas para pavimentar las calles. No obstante, las purpurinas se empleaban en la antigua Roma para la fabricación de los sarcófagos de los emperadores y de sus parientes (como es el caso del sarcófago de Elena), ya que era considerada un signo de distinción. Esto mismo ocurría con los faraones del antiguo Egipto.

Figura 64. Pórfido rojo.

Foto: Rommel A. Bonilla

Figura 65. Pórfido gris.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 64. Pórfido rojo.

Foto: Rommel A. Bonilla

Figura 65. Pórfido gris.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 66. El Sarcófago de Elena6 (pórfido rojo).

Fuente. Lopatin V. Sarcófago de Helena (la madre del emperador Constantino el Grande) en el Museo Pio-Clementino, el Museo del Vaticano, Roma [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_31111310_stock-photo.html

  Rocas metamórficas  

La roca gneis tiene como precursor al granito, razón por la cual se compone de cuarzo, feldespato y mica. Durante el metamorfismo, sus minerales se reorganizan y forman capas que alternan colores oscuros y claros. Se usa como elemento constructivo y decorativo.

Figura 67. Gneis.

Foto: Rommel A. Bonilla

La roca esquisto proviene de la metamorfosis de la arcilla. Sus cristales forman láminas7 (roca foliada) y es de color grisáceo. Se usa en construcción y tiene poco valor monetario. En los esquistos bituminosos se forma el gas que actualmente se explota mediante el método de fracking o fracturación hidráulica.

Figura 68. Esquisto.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

La cuarcita o metacuarcita se forma a partir de areniscas y su composición es el cuarzo, principalmente. Se presenta en coloraciones blancas, grisáceas y rosa, aunque si provienen de arenas ricas en materia orgánica, pueden ser casi negras. Se usan para la fabricación de elementos ornamentales como esculturas. Son muy resistentes a la erosión.

Figura 69. Cuarcita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

La pizarra es el resultado metamórfico de la lutita. Tiene un color opaco azulado oscuro, aunque también se encuentra en otros tonos; se halla estructurada en lajas (hojas planas). Ha sido muy usada en cubiertas, para escritura, fabricación de mesas de billar8 y elementos decorativos. Es la única roca fósil no sedimentaria.

Figura 70. Pizarra.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

El mármol es la sucesión metamórfica de la caliza que, a elevadas temperaturas y presión, alcanza un alto grado de cristalización. Se compone principalmente de carbonato de calcio. Al pulirse, mediante métodos abrasivos, puede obtenerse un gran brillo natural. Es muy usado en construcción, decoración y esculturas. Puede tener diversos colores como blanco, marrón, rojo, verde, gris, negro, amarillo y azul; de apariencia uniforme, con salpicaduras (jaspeado) o con vetas (tramado de líneas). El Taj Mahal9, en Agra, India, es un majestuoso ejemplo del uso del mármol, así como la escultura Venus de Milo10 (de autor desconocido) o el David11 de Miguel Ángel, las dos obras de arte más conocidas en el mundo hechas con este tipo de roca.

Figura 71. Mármol rosado

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 72. El Taj Mahal.

Fuente. Mazurkevich A. Vista del Taj Mahal, Agra, Uttar Pradesh, India [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_19494290_vista-del-taj-mahal-agra-uttar-pradesh-india.html?fromid=QkZkUXJRV1BMdVFBUExTelpLOVZPdz09

Figura 73. La Venus de Milo.

Fuente. Tupungato. (2011). Escultura de Venus de Milo en el Museo del Louvre, París, Francia. [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_10484576_paris--22-de-julio-escultura-de-venus-de-milo-el-22-de-julio-de-2011-en-el-museo-del-louvre-paris-fr.html

Figura 74. David de Miguel Ángel.

Fuente. Fuxa, F. Réplica del David de Miguel Ángel en su lugar original de pie. [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_6984030_stock-photo.html

  Rocas sedimentarias  

La arenisca es una roca de arena compactada, porosa y de color variable, capaz de albergar agua o petróleo en sus espacios intersticiales cuando éstos no se encuentran llenos de sílice o de carbonato de calcio. Se compone de cuarzo y feldespato, principalmente. Al tacto, es áspera y huele a tierra mojada cuando se humedece. Se ha usado históricamente para construcción de castillos, iglesias y catedrales, entre otros; un excelente ejemplo es la ciudad de Petra12, en Jordania.

Figura 75. Arenisca.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas

Figura 76. Petra, Jordania. Al Khazneh (El tesoro, el edificio más conocido de esta ciudad).

Fuente. Ostill. Al Khazneh o La Hacienda de petra Jordan Oriente Medio. [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_20012736_stock-photo.html

La lutita es producto de la compactación de arcillas y limo con contenidos de cuarzo, feldespato y mica. En estratos que tuvieron gran cantidad de materia orgánica, la lutita es negra y se le conoce como bituminosa. Coloraciones grises, blancas y verdes son muestras de diagénesis en ambientes reductores, mientras que las coloraciones amarillas y rojizas son propias de ambientes oxidantes. Generalmente se hallan en ambientes sedimentarios acuosos como llanuras de inundación, fondos de lagos y mares. Tiene olor a tierra mojada cuando se humecta y, a diferencia de la arenisca, sus cristales o granos no son fácilmente apreciables. En la antigüedad se usaba para la fabricación de objetos de almacenamiento (tinajas, vasos, tasas) y de construcción, como ladrillos o tejas. Esta roca suele contener fósiles.

Figura 77. Lutita con fósiles.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

La caliza o roca calcárea está compuesta principalmente por carbonato de calcio. Es muy asociada con los yacimientos de petróleo, por su alta porosidad. Es muy resistente a la meteorización, pero susceptible al agua. Sus colores son claros, y predomina el blanco y el gris. Es muy usada en construcción y como elemento ornamental. El Museo del Prado13 en Madrid, España, es un buen ejemplo de un edificio construido en gran parte con piedra caliza.

Figura 78. Caliza.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 79. Edificio Villa Nueva del Museo del Prado.

Fuente. Patrickhastings. Vista exterior del Museo del Prado, Madrid España. [Mensaje en una página web] Recuperado de: http://es.123rf.com/photo_18145388_stock-photo.html

Figura 80. Núcleo de caliza.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 81. Caliza con fósiles.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

ANEXO 3. MINERALES

HALLADOS EN EL SUELO  

Figura 82. Cuarzo.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 83. Feldespato.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 84. Mica.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 85. Horblenda.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 86. Piroxeno.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 87. Magnetita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Figura 88. Calcita.

Foto: William Antonio Lozano-Rivas.

Anexo 1

1. También llamada oligisto.

2. También llamada pyrrhosiderita.

3. Se le conoce también como el oro de los tontos, el oro de los pobres u oropel.

4. Piedra de alumbre o almagra.

5. La roca natural se denomina aljez (sulfato de calcio dihidrato).

Anexo 2

1. Viene del latín igneus, ‘relacionado al fuego’ y de ignis, ‘fuego’.

2. Palabra de origen griego que significa ‘pasta’. Es el nombre que recibe la roca fundida del interior del planeta. El magma está compuesto por sólidos, líquidos y volátiles.

3. Es el proceso de compactación y sedimentación de restos de roca que da lugar a la formación de una roca sedimentaria. Este proceso se da a los 5 o 6 km de profundidad de la corteza terrestre y a temperaturas inferiores a los 170 °C. A temperaturas más altas, la transformación de la roca se le denomina metamorfismo.

4. Aunque también se las encuentra de color amarillo y rojo.

5.En Rapa Nui (Isla de Pascua, Chile), la obsidiana se usó también para hacer las pupilas de los moais.

6. Este sarcófago proviene del Mausoleo de Elena, en Roma, el cual fue construido por el Emperador Constantino entre el año 326 y 330 d.C. con el propósito de albergar su propio cadáver. No obstante, terminó destinándolo para guardar los restos de su madre, Elena. La edificación se construyó sobre el área que fue usada como el cementerio de quienes conformaban la caballería del Emperador después de que fuera deliberadamente destruida por el mismo Constantino como venganza de la traición que sufrió por esta guardia, que se unió a Majencio en su contra, en la batalla de Puente Milvio. Majencio, quien fuera también emperador, fue derrotado, y mientras huía, cayó al río Tíber en extrañas condiciones y se ahogó; posterior a su derrota y a su torpe deceso, su nombre fue mancillado y se le recuerda como un tirano inhumano, sanguinario e inepto, a diferencia de Constantino I, quien se le conoce como El Grande, por sus victorias militares, la expansión de la religión cristiana, la abolición de la crucifixión y la refundación de la ciudad de Bizancio (actual Estambul, Turquía), llamándola Nueva Roma o Constantinopla. El sarcófago de Elena, su madre, actualmente se encuentra en los Museos Vaticanos.

7. A esto se le conoce como esquitosidad.

8. Deporte de precisión que tiene varias referencias en obras literarias con frases similares al “entrechocar de las bolas de marfil”. Así aparece, por ejemplo, en el capítulo VIII (primera parte) de Madame Bovary (obra referente del realismo y crítica de la burguesía francesa del siglo XIX), del escritor Gustave Flaubert (considerado como uno de los mejores novelistas occidentales). No es nada extraño escuchar frases como “lo invito a solazarnos en la pizarra, deleitarnos con el entrechocar de los marfiles y el tintineo de los cristales sobre el mueble”, como dice el ingeniero Guillermo Lozano Bravo.

9. Este monumento fue construido por cerca de 20 000 obreros durante 22 años, por encargo del emperador musulmán Shah Jahan de la dinastía mogola. Era un homenaje funerario y símbolo del amor hacia su esposa favorita, Mumtaz Mahal, quien murió pariendo a su decimocuarta hija. El emperador, que adoraba profundamente a esta mujer, no solo por su bondad y gran personalidad, sino también por su belleza, voluptuosidad y grandes habilidades amatorias, hizo una inversión tan enorme que lo condujo a la ruina, a la pérdida de su trono y a prisión de por vida. Existen algunas versiones que dicen que el emperador, quien prometió no volver a casarse por solicitud expresa de su fallecida compañera, hizo cortar las manos de los constructores para que nadie fuera capaz de replicar su obra. En 1983, fue denominada como una de las siete maravillas del mundo moderno.

10. Es la misma Afrodita a quien se le conoce como la diosa del amor y la belleza. No obstante, esta designación es una deformación de lo que realmente ella encarnaba: lujuria, sexo y promiscuidad. Tuvo su nacimiento (origen) en una lucha de poder entre Urano y Cronos; este último termina cercenando el miembro viril de Urano y arrojándolo al mar. De su falo y entre la espuma (líquido seminal), nace Afrodita, adulta, núbil e infinitamente deseable. Ella termina convirtiéndose en la “patrona” de las cortesanas y hieródulas (siervas sagradas), quienes asistían a sus templos para adorarla en medio de bacanales y excesos sexuales.

11. Esta escultura representa al rey bíblico antes de enfrentarse al gigante Goliat. Fue hecha de un bloque de mármol de Carrara. A pesar de su belleza, tiene varios elementos que se discuten, como que su cabeza, manos y torso son mucho más grandes de lo que deberían según sus proporciones, y que no se encuentra circuncidado, contrario a lo que establece la ley judaica.

12. La ciudad de Petra es patrimonio mundial de la Unesco y arque Nacional Arqueológico. No es una ciudad construida en piedra, sino, literalmente, excavada y esculpida en ella. Se localiza en el valle de Aravá, el cual comunica al Mar Muerto con el Golfo de Aqaba. Fue ocupada por los edomitas y, posteriormente, por los nabateos, quienes comerciaban incienso, especias y otras mercancías lujosas entre Egipto, Siria, Arabia y el sur del Mediterráneo. Posteriormente, en el siglo VI d. C., fue abandonada a causa de los cambios en las rutas comerciales y por el incremento de terremotos que exponían la ciudad a una tragedia. Fue redescubierta en 1812 por el suizo Jean Louis Burckhardt, siendo en la actualidad uno de los enclaves arqueológicos más importantes del mundo. En 2007 fue denominada como una de las siete maravillas del mundo moderno.

13. Es uno de los museos más importantes y visitados del mundo. Posee las mejores y más extensas colecciones de artistas como Velázquez, el Greco, Goya, Tiziano, Rubens y El Bosco.

ACERCA

DEL AUTOR  

William Antonio Lozano-Rivas es Ingeniero Ambiental y Sanitario, graduado con honores de la Universidad de la Salle, Colombia. Doctor en Biotecnología Avanzada (mención Ambiental, con la máxima calificación: Sobresaliente Cum Laude), de la Universidad de Andalucía y la Universidad de Málaga, España; con Diploma de Estudios Avanzados en Biotecnología Ambiental, también de la Universidad de Córdoba, España. En este mismo país obtuvo, también con máxima calificación, el título de Master en Ingeniería del Agua, de la Universidad de Sevilla. Es Experto en Tecnología del Agua de la Universidad de Salamanca. Obtuvo grado de honor en la Especialización en Creación de Modelos en Ecología y Gestión de los Recursos Naturales de la Universidad Politécnica de Cataluña, España.

Tiene estudios de postgrado en Estadística Descriptiva, Master Class en Aguas Residuales de la Universidad de Delft, Holanda y en Ciencias Hidrológicas del programa COMET de los Estados Unidos. Es Diplomado en Investigación, Formulación y Evaluación de Proyectos; en Dirección de Grupos de Investigación y Epistemología Científica de la Universidad Piloto de Colombia, y en Estadística del Instituto ALISON de Irlanda.

Ha recibido numerosos reconocimientos nacionales e internacionales por su desempeño académico y profesional, entre los cuales se destacan el Premio Innova AQUAE (2015) a los innovadores del agua, en Europa; Premio Cooperación al Desarrollo (2003), otorgado por el Parlamento Europeo, en Bruselas, Bélgica, por la invención de la tecnología de Fibrofiltración biológica para la potabilización del agua en favor de la mejora en la salud, el progreso y la disminución de la pobreza en los países menos desarrollados. También fue galardonado con la distinción The Outstanding Young Person (2014) de la Junior Chamber International (JCI) al joven sobresaliente de Colombia en ciencia y desarrollo tecnológico. A nivel nacional, ha sido distinguido con el Premio Nacional al Inventor Colombiano (2013), otorgado por la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia (ACAC) y la Superintendencia de Industria y Comercio, por una invención en tratamiento de aguas residuales domésticas; y el Premio Nacional de Ingeniería Álvaro Pardo Sánchez (2013) a la ingeniería sanitaria y ambiental, por una innovación para el tratamiento de aguas residuales industriales y lixiviados, usando proteínas esteroidales y glucósidos anfifílicos extraídos de la planta del fique (Furcraea sp.). De igual manera, ha recibido durante dos años consecutivos la distinción a la Docencia de Excelencia José Alberto Alvarado Jiménez (2013 y 2014) y el Premio al Mejor de los Mejores de la Comunidad Académica Piloto (2013) en innovación tecnológica de la Universidad Piloto de Colombia.

Tiene varios años de experiencia en el desarrollo de proyectos hídricos y de saneamiento básico y ambiental para múltiples empresas y entidades públicas y privadas, así como en modelación de vertimientos. En el año 2011, fue el coordinador del primer proyecto en Colombia sobre evaluación de alternativas para la recuperación de ríos urbanos en la ciudad de Bogotá. Tiene una importante trayectoria como docente de pregrado y postgrado de varias universidades públicas y privadas de Colombia y como profesor visitante de postgrado, en España, en la Escuela Universitaria Politécnica de la Universidad de Sevilla; ha sido tutor del Curso Superior en Modelos de Simulación del Instituto de Investigaciones CSIC, Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España. Es miembro de la Asociación Colombiana de Ingeniería Sanitaria y Ambiental (ACODAL).

Es autor de diez libros y casi treinta artículos científicos publicados en prestigiosas revistas nacionales e internacionales, así como autor y coautor de numerosos capítulos de libro. En la actualidad, es docente-investigador titular de la Universidad Piloto de Colombia, coordinador de investigaciones del Programa en Administración Ambiental y tutor del Semillero de Investigación en Gestión y Tecnologías del Agua. Es miembro del Grupo de Investigación en Ambiente y Sostenibilidad GUIAS, de la misma universidad.