Ficha · Suelos

Las propiedades físicas del suelo

Textura, densidad, porosidad, estructura y agua. Casi todo lo que un suelo hace con el agua y el aire se explica con el tamaño de sus partículas y la forma en que se acomodan.

Octubre de 2026 · Texto divulgativo, no es asesoría

Un suelo se puede pensar como un volumen total que es la suma del volumen de sólidos y el volumen de poros, y donde los poros se reparten entre agua y aire. En condiciones ideales los sólidos ocupan la mitad y el agua y el aire un cuarto cada uno. De esa relación, y del tamaño de las partículas que forman los sólidos, se derivan las propiedades físicas que determinan cuánta agua retiene un suelo, cuánto aire deja a las raíces, con qué facilidad se labra y cuánto resiste la erosión.

Granulometría y textura

Las propiedades principales del suelo nacen de su comportamiento con el agua, y las fuerzas entre el agua y las partículas actúan sobre la superficie de estas. Cuanto más pequeña es una partícula, mayor es su superficie en relación con su volumen, y por eso la granulometría explica tanto. En la escala del Departamento de Agricultura de Estados Unidos, que es la de uso general en Chile, la arena va de 2 a 0,05 milímetros, el limo de 0,05 a 0,002 y la arcilla por debajo de 0,002. Lo que mide más de 2 milímetros no es textura: son modificadores texturales, gravas y piedras, que se describen aparte.

La textura es la proporción de arena, limo y arcilla expresada en porcentaje, y se representa en el triángulo textural con doce clases. Es la propiedad más importante del suelo porque es permanente, depende del material parental y afecta a todas las demás: aireación, movimiento y retención de agua, retención y liberación de iones, disponibilidad de nutrientes, erodabilidad, facilidad de uso. En laboratorio las arenas se separan con tamices y el limo y la arcilla con el método del hidrómetro, basado en la ley de Stokes: las partículas más pequeñas caen más despacio en el agua. En terreno se estima al tacto.

En líneas gruesas, los suelos arenosos están bien aireados, son fáciles de labrar, retienen poca agua y pocos nutrientes y son muy permeables. Los limosos tienden a ser impermeables y mal aireados, no tienen propiedades coloidales y forman agregados con dificultad, pero su fertilidad química suele ser satisfactoria. Los arcillosos son ricos en nutrientes y retienen mucha agua, pero con más de 30 por ciento de arcilla se vuelven impermeables, plásticos en húmedo y duros en seco. La textura franca es la ideal para cultivar, aunque la materia orgánica, el régimen de humedad y el clima pesan tanto como ella.

La arcilla, elemento coloidal

La fracción arcilla está formada sobre todo por silicatos de aluminio y hierro, producto final de la alteración de las rocas silicatadas, y es, junto con la materia orgánica y los óxidos de hierro y aluminio, la fracción coloidal del suelo. Un gramo de arcilla suma entre 25 y 900 metros cuadrados de superficie, y esa superficie es la que adsorbe agua, cationes y contaminantes. Conviene distinguir la fracción arcilla, definida por tamaño, de los minerales arcillosos, definidos por su estructura cristalina en hojas. Entre los cristalinos están las expandibles, montmorillonita y vermiculita, con alta capacidad de intercambio, y las no expandibles, caolinita, illita y clorita. Entre los no cristalinos están el alofán y la imogolita, formados a partir de cenizas volcánicas, característicos de los andisoles chilenos y responsables de su alta fijación de fósforo y de su comportamiento particular con el agua.

Densidad y porosidad

La densidad real es la masa de sólidos dividida por el volumen de sólidos, sin aire ni agua; como la composición mineral de los suelos es parecida, se acepta un promedio de 2,65 gramos por centímetro cúbico. La densidad aparente es la masa de sólidos dividida por el volumen total, poros incluidos, y es la que varía: entre 0,7 y 1,6 en la mayoría de los suelos, más alta en los arenosos, cuyas partículas se acomodan sin dejar huecos, y más baja en los arcillosos y en los ricos en materia orgánica. Los trumaos son el caso extremo: con textura que tiende a arcillosa, tienen densidades aparentes de 0,6 a 0,8 y porosidades de 60 a 70 por ciento.

De las dos densidades sale la porosidad total, que es uno menos el cociente entre la densidad aparente y la real, multiplicado por cien. Un suelo franco con densidad aparente 1,3 tiene una porosidad de alrededor de 51 por ciento. Pero el total dice poco si no se sabe cómo se reparte: los macroporos, donde está el aire y por donde drena el agua gravitacional, y los microporos, los capilares donde el agua queda retenida. Un suelo arenoso puede tener 37 por ciento de porosidad casi toda en macroporos, y uno arcilloso 53 por ciento casi toda en microporos. Por eso el arenoso se airea muy bien y retiene poca agua, y el arcilloso al revés.

Estructura

Si la textura es el tamaño de las partículas, la estructura es cómo se agrupan en agregados. Un suelo con buena estructura tiene agregados estables, poros grandes entre ellos y poros pequeños dentro, y combina aireación con retención de agua. Los agentes que agregan son la materia orgánica humificada, las raíces, los organismos, las arcillas y los óxidos de hierro. La estructura se describe por tipo (granular, bloques, prismática, columnar, laminar), tamaño y grado, y es la propiedad física que el manejo más altera: el laboreo excesivo, el tránsito de maquinaria en húmedo y el pisoteo la destruyen, y la cubierta vegetal y los aportes orgánicos la reconstruyen. Un quiebre textural brusco entre horizontes, por ejemplo una capa arenosa sobre una arcillosa, interrumpe la continuidad de los poros y produce lo que en terreno se llama agua colgada.

Materia orgánica

La materia orgánica del suelo es todo material de origen biológico sobre o dentro de él, vivo, muerto o en descomposición. Una fracción es lábil y se descompone rápido; otra, el humus propiamente dicho (ácidos fúlvicos, ácidos húmicos y huminas), es estable y persiste. Dos procesos compiten: la humificación, que acumula, y la mineralización, que destruye y libera nutrientes en forma inorgánica, que es la única que las plantas absorben.

La relación carbono nitrógeno de un residuo decide cuál predomina. Por sobre 25 a 1, los microorganismos que descomponen el residuo necesitan más nitrógeno del que este trae y lo toman del suelo, lo que se conoce como hambre de nitrógeno; por debajo, liberan nitrógeno. La paja de trigo tiene una relación de 60 a 90, el maíz de 50 a 60, el lupino de 30 a 40, el suelo de 10 a 12. Un trigo de 70 quintales deja unas 10 toneladas de rastrojo por hectárea, y en clima mediterráneo ese rastrojo empieza a descomponerse con las lluvias de otoño, a temperaturas bajas, por lo que persiste mucho tiempo. El coeficiente isohúmico dice cuánto humus se forma por kilo de residuo: de 0,12 a 0,15 para un rastrojo de cereal, de 0,40 a 0,50 para un estiércol maduro.

Sus efectos son físicos (color oscuro, estructura estable y porosa, mayor retención de agua, protección contra la erosión), químicos (una capacidad de intercambio catiónico tres a cinco veces mayor que la de las arcillas, capacidad tampón, quelación de metales, adsorción de plaguicidas) y biológicos (energía y nutrientes para los organismos). Los contenidos en Chile van de 0,3 por ciento en suelos del norte a 2 por ciento en aluviales de la zona central, 5 a 6 en depresionales y rojos arcillosos, 17 en trumaos y 40 en ñadis. Para dimensionar: una hectárea de suelo de 20 centímetros con densidad aparente 1,2 pesa 2.400 toneladas, y con 3 por ciento de materia orgánica contiene 72 toneladas de ella.

El agua del suelo

El contenido de agua se expresa en base gravimétrica (masa de agua por masa de suelo seco a 105 grados) o volumétrica (volumen de agua por volumen de suelo), y la segunda se obtiene de la primera multiplicando por la densidad aparente. Para el riego conviene expresarla como altura o columna de agua, que es el contenido volumétrico por la profundidad: un suelo de 100 centímetros con 0,3 de agua volumétrica contiene 30 centímetros de columna de agua.

No toda esa agua sirve. La gravitacional drena por su propio peso. La higroscópica está tan adherida a las partículas que solo se extrae en estufa. Entre ambas está el agua aprovechable, retenida por fuerzas capilares y disponible para las plantas, y sus límites son la capacidad de campo, el contenido de agua después de que el suelo saturado drenó libremente uno o dos días, que corresponde a una tensión de alrededor de 0,33 bar, y el punto de marchitez permanente, el contenido al que la planta se marchita y no se recupera, a 15 bar por convención. Ambos cambian con la textura: un suelo arcilloso tiene más agua que uno arenoso tanto en capacidad de campo como en marchitez, pero en los dos casos el agua está retenida con la misma tensión. La curva característica, que grafica contenido de humedad contra tensión, es propia de cada suelo y muestra además histéresis: para un mismo contenido, el agua está retenida con distinta energía según el suelo se esté secando o humedeciendo.

Infiltración y conductividad

La infiltración es la velocidad con que el agua entra al suelo desde la superficie, y es el parámetro crítico del diseño de riego. Depende de la humedad inicial, la permeabilidad, el tipo y cantidad de coloides, el tipo de poros, la homogeneidad del perfil, las condiciones de la superficie (sellamiento, encostramiento), la presencia de materiales hidrofóbicos y la duración del aporte. Se mide con anillos infiltrómetros concéntricos y se informa la velocidad estabilizada en centímetros por hora. La conductividad hidráulica describe el movimiento del agua dentro del suelo; es máxima en saturación y cae varios órdenes de magnitud al secarse.

Un fenómeno que conviene conocer es la repelencia al agua o hidrofobia, producida por compuestos orgánicos poco alterados que se acumulan tras incendios, quemas o bajo ciertas vegetaciones. Reduce la infiltración, aumenta la escorrentía y la erosión y crea vías de flujo preferencial. La prueba de campo es simple: un suelo es repelente si una gota de agua tarda más de cinco segundos en absorberse.