¿Cómo se comporta el suelo como material elástico, ya que es una mezcla?

En realidad, al igual que cualquier otro material, el suelo presenta deformación elástica y plástica bajo tensión. La deformación elástica (reversible) ocurre por debajo de cierto umbral y vuelve a la forma original cuando se elimina la tensión, mientras que la deformación plástica (irreversible) ocurre después de ese umbral.

Para comprender este comportamiento, debemos tener en cuenta dos parámetros de la mecánica del suelo: el contenido óptimo de agua (OWC) y la capacidad de carga del suelo (LBC).

OWC es el contenido de agua en el que un suelo determinado es propenso a la compactación máxima del suelo. Esta es la humedad del suelo a la que los ingenieros estructurales desean rodar con vapor, ya que tiene el máximo rendimiento posible del estrés a la deformación plástica. Un valor típico es 18-20%. Es una función de la composición del suelo.

LBC es el esfuerzo mínimo (o presión) necesario para causar alguna deformación plástica visible. Algunos libros lo consideran al 150% por encima del límite real. Para aplicaciones agrícolas, es la presión máxima que una máquina puede ejercer sobre el suelo antes de que ocurra una compactación irreversible (divida el peso de la máquina por la suma del área de contacto de sus neumáticos). Para la ingeniería estructural, es la carga mínima que necesita la apisonadora de vapor o la torre de martillo para aumentar la estabilidad estructural de ese suelo (para edificios). Es una función de la estructura del suelo y el contenido de agua.

Ahora que hemos conocido OWC y LBC, veamos por qué el suelo se comporta como un material elástico. Cerca del punto OWC, hay suficiente agua en el suelo para mejorar su cohesión, pero no lo suficiente para evitar su deformación. Si se aplica una presión mayor que LSC, se obtiene la máxima compactación posible del suelo para ese suelo dado.

Lejos del OWC (suelo muy seco o muy húmedo), incluso una presión mayor que LBC no causará ninguna compactación apreciable, porque el agua actuará como un intensificador de fricción (extremo seco) o caucho (extremo húmedo). En el primero, la falta de agua significa que las partículas minerales tendrán dificultades para reorganizarse, y el estrés de la carga se disipará como calor. Posteriormente, el exceso de agua absorbe el estrés y evita cualquier contracción adicional, actuando como manantiales entre las partículas minerales.

La materia orgánica también actúa como el caucho, pero aumenta el LBC general para toda la humedad.

Para resumir, para aplicaciones agrícolas, nunca ruede en un campo húmedo. Espere dos o tres días si su ventana de siembra o cosecha lo permite y solo ingrese al campo cuando esté muy por debajo de su OWC. Si realmente necesita ingresar al campo, desinfle las llantas (reduzca la presión): consumirá más combustible, pero no dañará tanto el suelo. Para aplicaciones estructurales, riegue hasta OWC, pero no más, y aplique una presión igual o mayor que LBC.

El suelo es una mezcla de minerales, materia orgánica, gases, líquidos e innumerables organismos que en conjunto sostienen la vida en la Tierra. El suelo es un cuerpo natural llamado pedosfera que tiene cuatro funciones importantes: es un medio para el crecimiento de las plantas; Es un medio de almacenamiento, suministro y purificación de agua. es un modificador de la atmósfera de la Tierra; es un hábitat para organismos; todo lo cual, a su vez, modifica el suelo.

El espacio poroso es esa parte del volumen total del suelo que no está ocupado por materia mineral u orgánica, sino que es espacio abierto ocupado por gases o agua. En un suelo productivo, de textura media, el espacio total de poros es típicamente alrededor del 50% del volumen del suelo.

El tamaño de poro varía considerablemente; los poros más pequeños (criptopores; <0.1 µm) retienen el agua con demasiada fuerza para su uso por las raíces de las plantas; el agua disponible para las plantas se mantiene en ultramicroporos, microporos y mesoporos (0.1-75 µm); y los macroporos (> 75 µm) generalmente se llenan de aire cuando el suelo está a capacidad de campo.

La textura del suelo determina el volumen total de los poros más pequeños; Los suelos arcillosos tienen poros más pequeños, pero más espacio total de poros que las arenas. La estructura del suelo tiene una fuerte influencia en los poros más grandes que afectan la aireación del suelo, la infiltración de agua y el drenaje.

La distribución del tamaño de poro afecta la capacidad de las plantas y otros organismos para acceder al agua y al oxígeno; los poros grandes y continuos permiten la transmisión rápida de aire, agua y nutrientes disueltos a través del suelo, y los poros pequeños almacenan agua entre lluvias o eventos de riego. La variación del tamaño de poro también divide en compartimentos el espacio de poro del suelo, de modo que muchos microorganismos no compiten directamente entre sí, lo que puede explicar no solo la gran cantidad de especies presentes, sino el hecho de que los microorganismos funcionalmente redundantes (organismos con el mismo nicho ecológico) pueden coexistir dentro del mismo suelo.

El contenido de agua, los coloides mantenidos dentro del perfil del suelo y las porciones orgánicas, juntos, son las razones de su elasticidad. Entonces, ¿el suelo se comporta como un material elástico, ya que es una mezcla?