DISTRIBUCIÓN DEL AGUA EN EL SUELO

La distribución vertical idealizada de las zonas de humedad en el suelo, asumiendo una porción de terreno permeable, homogénea (de granulometría uniforme) e isótropa (sin estratificación, con permeabilidad uniforme en todas las direcciones) sobre un manto horizontal impermeable (por ejemplo, roca) y considerando una única fuente de entrada de agua proveniente de la infiltración en superficie (no se considera flujo de agua subterráneo), es la siguiente:

Zona de evapotranspiración (ETP): Es la zona superior, comenzando desde la superficie del terreno; se extiende hacia abajo, acompañando la capa de las raíces de las plantas. Está sometida a alteración del suelo y en ella se realiza la evapotranspiración. Normalmente, esta zona se encuentra en estado no saturado (parte de los poros de la tierra están llenos de aire, además de agua). Durante período de lluvia (o irrigación), esta zona puede volverse saturada. El espesor de esta zona es función del suelo, el clima y la cobertura vegetal, en zonas templadas alcanza 1.00 m a 2.00 m de profundidad y excepcionalmente 3.00 m.

 
Zona de retención: El volumen de agua es igual al coeficiente de retención específico y el peso del agua es igual a la capacidad de campo. El agua de esta zona no presenta ningún vínculo hidráulico con las capas inferiores. Es una zona de conexión con la región usualmente saturada del sistema tierra-roca. Esta zona intermedia está normalmente no saturada, excepto en períodos de extrema precipitación. Su espesor medio puede variar entre 0.60 m y 2.00 m, alcanzar los 15.00 m o, por el contrario, faltar completamente.

 
Franja capilar: La zona capilar yace por encima de las capas bajas saturadas. Su nombre proviene de la existencia de agua que asciende debido a las fuerzas capilares. La capilaridad es una función del tipo de sistema tierra-roca. La columna de agua ascendente puede ser una fracción de un 1.00 m para arenas, hasta decenas de metros para arcillas finas. La posición de la franja capilar se ve afectada por las fluctuaciones de la capa acuífera, pero no su potencia. La potencia varía de manera inversamente proporcional a la granulometría, con valores entre 30 y 60 cm en las arenas y de hasta 3.00 m en los limos.

 
Zona saturada: Llamada capa o manto acuífero. En el ejemplo considerado, se denomina también acuífero libre o freático (en la superficie superior o nivel freático, la presión del agua es igual a la presión atmosférica). Todos los espacios vacíos están ocupados enteramente por agua. El coeficiente de saturación alcanza el 100 %. De esta zona puede extraerse agua mediante el uso de métodos convencionales (bombas).

Agua higroscópica: Es el agua adsorbida directamente de la humedad atmosférica, forma una fina película que recubre a las partículas del suelo. No está sometida a movimiento, no es asimilable por las plantas (no absorbible). Está fuertemente retenida a fuerzas superiores a 31 atmósferas (pF = 4.5).

Agua capilar: Contenida en los tubos capilares del suelo. Dentro de ella distinguimos el agua capilar absorbible y la no-absorbible.

 
-Agua capilar no absorbible: Se introduce en los tubos capilares más pequeños <0.2 micrones. Está muy fuertemente retenida y no es absorbible por las plantas; la fuerza de succión es de 31-15 atmósferas (pF de 4.5 a 4.2).

-Agua capilar absorbible: Es la que se encuentra en tubos capilares de 0.2-8 micrones. Es agua absorbible por las plantas, por lo tanto agua útil para la vegetación, constituye la reserva durante los períodos secos. Está fuertemente adsorbida; la fuerza de retención varia entre 15 a 1 atmósferas, y se extrae a pF de 4.2 a 3.

Agua gravitatoria: Es el agua que pierde un suelo que ha sido saturado por gravedad, es decir, no está retenida en el suelo. Se habla de agua gravitatoria de flujo lento y agua gravitatoria de flujo rápido en función de su velocidad de circulación.

-De flujo lento: La que circula por poros comprendidos entre 8 y 30 micrones de diámetro.  Se admite que está retenida a un pF que varia desde 3 a un valor que varia entre 1,8 y 2,5. Tarda de 10 a 30 días en atravesar el suelo y en esos días es utilizable por las plantas.

-De flujo rápido: La que circula por poros mayores de 30 micrones. Es un agua que no queda retenida en el suelo y es eliminada rápidamente al subsuelo, pudiendo alcanzar el nivel freático. Es un agua inútil, ya que cuando está presente en el suelo los poros se encuentran totalmente saturados de agua, el medio es asfixiante y las raíces de la mayoría de las plantas no la pueden tomar.

Capacidad máxima: Contenido hídrico equivalente a todos los poros saturados de agua. No existe fase gaseosa. La porosidad total del suelo es igual al volumen total de agua en el suelo.

 
Capacidad de retención: Cantidad máxima de agua que el suelo puede retener. Representa el almacenaje de agua del suelo. Se produce después de las precipitaciones atmosféricas cuando el agua gravitatoria ha percolado; no obstante, durante ese período se producen pérdidas por evaporación, absorción de las plantas, etc. Por ello es muy difícil de medir. Hay una medida equivalente que se realiza en el laboratorio. Corresponde al agua higroscópica más la capilar, es decir el agua que ocupa los poros de hasta 8 micras.

 
Capacidad de campo: Cantidad de agua que puede tener un suelo cuando se pierde el agua gravitatoria de flujo rápido, después de pasados unos dos días de las lluvias (se habrá perdido algo de agua por evaporación y consumo de las plantas). La fuerza de retención del agua variará para cada suelo, pero se admite generalmente una fuerza de succión de 1/3 de atmósfera o pF=2,5 y corresponde a poros < 30 micras (para algunos suelos el pF de 1.8 es más representativo). La capacidad de campo consiste en tomar la humedad de una muestra extraída en el campo dos días después de un lluvia importante. Generalmente se considera que así se obtiene una humedad en exceso (especialmente para los suelos de texturas finas) debido a que incluiría parte del agua de desagüe lento. Por esto es que se aconseja medir la capacidad de retención en el laboratorio a través de la determinación de “humedad equivalente”.

 
Punto de ruptura del lazo capilar: A medida que el suelo continúa perdiendo humedad por evaporación y consumo de los vegetales, la película de agua que está adsorbida a las partículas y agregados se adelgaza cada vez más y en consecuencia el agua es cada vez retenida con mayor fuerza. El proceso continúa hasta que la película de agua pierde continuidad. La importancia de este punto radica en que se considera que los movimientos del agua son ya muy lentos, por lo que la planta encuentra la dificultad de absorberla por lo que debe moderar su ritmo vegetativo. Para suelos de textura media se considera este punto equivalente a aproximadamente un 70 % de la capacidad de retención.

 
Punto de marchitez: Representa el contenido de humedad de un suelo que se deseca a un nivel tal que el agua que queda está retenida con una fuerza de succión mayor que la de absorción de las raíces de las plantas. Es el agua que queda retenida a una presión de 15 atmósferas (pF = 4.2), en los poros de hasta 0.2 micras. El agua contenida corresponde al agua higroscópica más el agua capilar no absorbible. Se distinguen aquí el punto de marchitez temporario a aproximadamente 10 atm. (la planta se recupera de su estado de marchites si se entrega agua al suelo) y el punto de marchitez permanente (el estado de marchitez de la planta es irreversible).

 
Punto de higroscopicidad: Es el agua que el suelo toma del aire húmedo. Está retenida a tensiones mayores a 30 atmósferas.

 
Agua útil: Representa el agua en capacidad de campo menos el agua existente en el punto de marchitez permanente. Es decir el agua retenida en los poros entre 0.2 y 8 micrones.

De acuerdo a su granulometría, los suelos presentan diferentes características respecto del contenido de agua:

 
-Suelos arenosos: muy baja capacidad de campo, pero casi toda su humedad es agua útil pues la cantidad de agua en punto de marchites es muy pequeña.
Suelos arcillosos: muy alta capacidad de campo, pero con gran cantidad de agua inútil en punto de marchitez.

-Suelos de granulometrías equilibradas (francos): buenas características al compensarse los efectos de las arenas y de las arcillas.

El agua del suelo se puede clasificar cuantitativa o cualitativamente según su estado de energía utilizando conceptos termodinámicos. El concepto de estado energético es tan importante o más que la cantidad de agua del suelo, pues predice el comportamiento, ya que el movimiento del agua está regulado por su energía. Es decir que dos suelos con igual contenido de agua no darán necesariamente iguales respuestas a una misma planta, puesto que la disponibilidad de agua para la planta depende de su estado energético.

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