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Inicio/Biofísica, fluidos y geociencias/Curva de retención hídrica del suelo

Curva de retención hídrica del suelo

Curva de van Genuchten θ(ψ), saturación efectiva S_e, conductividad de Mualem K(θ), capacidad de campo, punto de marchitez y agua disponible para las plantas.

Suelo de van Genuchten

0.07
0.43
0.035 kPa⁻¹
1.55
60 mm/h
33 kPa

Curva: S_e = [1+(α|ψ|)^n]^{-m}, m=1−1/n, θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r). Conductividad de Mualem: K=K_s S_e^{1/2}[1−(1−S_e^{1/m})^m]^2.

Magnitudes medidas

θ en el punto de prueba0.340 m³/m³
Saturación efectiva S_e0.750
K en el punto de prueba1.841 mm/h
Capacidad de campo θ_FC0.340
Punto de marchitez θ_WP0.111
Agua disponible0.229

Gráficas

Sobre el modelo

La curva de retención hídrica relaciona la humedad volumétrica θ con la succión matricial |ψ|. Forma de van Genuchten: S_e = [1 + (α|ψ|)^n]^{−m}, m = 1 − 1/n y θ = θ_r + S_e(θ_s − θ_r). Aquí θ_r es el agua residual, θ_s la humedad a saturación, α la escala de entrada de aire y n el ancho de la distribución de poros. Conductividad hidráulica no saturada según Mualem: K = K_s S_e^{1/2}[1 − (1 − S_e^{1/m})^m]² — al secarse, K cae órdenes de magnitud más rápido que θ. En la gráfica se marcan la capacidad de campo (cerca de 33 kPa), el punto de marchitez (cerca de 1500 kPa) y el agua disponible para las plantas θ_FC − θ_WP. Las plantillas de arena, franco y arcilla muestran la diferencia entre el drenaje rápido de un suelo de poros gruesos y la retención en poros finos. No hay histéresis de humedecimiento y secado.

Para quién: Edafología, hidrología y agronomía: zona no saturada, curva de retención hídrica.

Conceptos clave

  • curva de retención hídrica
  • van Genuchten
  • succión matricial
  • saturación efectiva
  • conductividad de Mualem
  • capacidad de campo
  • punto de marchitez
  • agua disponible para las plantas

Cómo funciona

Van Genuchten: S_e = [1+(α|ψ|)^n]^{−m}, m = 1−1/n, luego θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r). La conductividad de Mualem K(S_e) cae al secarse mucho más rápido que la humedad. Se marcan la capacidad de campo (~33 kPa), el punto de marchitez (~1500 kPa) y el agua disponible θ_FC − θ_WP. Las plantillas arena / franco / arcilla cambian la forma de la curva.

Fórmulas principales

S_e = [1 + (α|ψ|)^n]^{-m}, m = 1 − 1/n
θ = θ_r + S_e(θ_s−θ_r), K(S_e)=K_s S_e^{1/2}[1−(1−S_e^{1/m})^m]^2

Preguntas frecuentes

¿Por qué el eje de succión es logarítmico?
El agua del suelo cubre desde casi saturación hasta miles de kPa cerca del punto de marchitez. El eje logarítmico pone el hombro húmedo y la cola seca en una sola gráfica.
¿Qué significan físicamente α y n?
α fija la escala de entrada de aire: mayor α — el drenaje empieza a menor succión. n fija la pendiente de la curva y la distribución de poros; n grande — drenaje más brusco de suelos de grano grueso.
¿Por qué en la arcilla θ sigue alta aun en el punto de marchitez?
Los poros finos y las películas retienen agua a succión alta, pero las plantas la extraen con dificultad y la conductividad hidráulica ya es muy baja.
¿Qué no está en el modelo?
No hay histéresis entre humedecimiento y secado, ni potencial osmótico, ni estructura del suelo, ni caminos preferenciales, ni raíces ni perfiles estratificados.