CURVA DE RETENCIÓN HÍDRICA

La relación entre el contenido de humedad, θ, y la succión, ψ (potencial matricial), necesaria para extraerla, es una propiedad básica del suelo, de una importancia tal que justifica el nombre de humedad característica, como en ocasiones se le denomina. La curva de retención hídrica, θ (ψ), refleja la capacidad de un suelo, o cualquier otro medio poroso, para retener el agua en función de la succión (tensión) ejercida. Se expresa también como θ (pF), siendo pF el logaritmo del potencial matricial, expresado en centímetros de carga hidráulica equivalente y en valores absolutos. Esta relación es fuertemente no-lineal y está afectada por el fenómeno de histéresis.

Las curvas de retención de humedad se utilizan principalmente para: 

• Determinar un índice de humedad disponible en el suelo, es decir, la porción de agua que puede ser absorbida por las plantas.

• Estimar determinados valores de humedad característicos de la relación suelo-agua-planta, como la capacidad de campo o el punto de marchitamiento permanente.

• Clasificar los suelos; detectar cambios en la estructura del suelo.

• Determinar la relación entre la tensión de la humedad del suelo y otras propiedades físicas.

La curva de retención de agua se puede determinar en el campo o en el laboratorio. La experimentación, en el primer caso, requiere la instalación de psicrómetros o tensiómetros, para el control del potencial del agua en el suelo, y de un dispositivo de medida de la humedad en el mismo punto, debiendo tener ambos un volumen de suelo de referencia similar.

Material y método de medición

Para la medición de la relación θ (ψ) en laboratorio se ha empleado el método del recipiente de tensión hídrica, combinado con la membrana a presión. El citado método se basa en el principio del medio poroso, que consiste en la aplicación de una succión al suelo a través de un medio poroso, variable en función de la tensión ejercida. Se fundamenta en la equiparación de la tensión de la humedad del suelo a una presión (negativa o positiva), aplicada a un medio poroso saturado en agua, con el que se encuentra en estrecho contacto.

Este dispositivo permite medir simultáneamente en varias decenas de muestras con estructura conservada, los valores de la curva de retención de humedad de pF 0 a pF 2.7. El resto hasta pF 4.2, se completa con la utilización de la membrana a presión (Richards, 1947).Para valores extremadamente bajos de potencial (por encima de pF 4.2) se puede emplear un desecador. Sin embargo, las curvas obtenidas mediante ese aparato no pueden conectarse a las determinadas mediante recipientes de tensión o membrana a presión.

En total, este método permite medir hasta nueve puntos de la curva de retención, número más que suficiente para afrontar la estimación de la curva completa, que es el objetivo final. Para esto último se ha utilizado el modelo de Van Genuchten (1980):

Donde h es la altura hidráulica (o potencial), θ, θs, θr son el contenido de humedad del suelo en función de h, a saturación y el residual, respectivamente; α, n y m son parámetros a estimar. Se ha empleado la modificación sugerida por Van Genuchten y Nielsen (1985), por la que m= 1-1/n, reduciendo así a dos el número de parámetros. Para realizar el ajuste se ha utilizado el algoritmo no lineal de optimización de parámetros de Freyer (1990).

Se han medido y estimado 83 curvas de retención de humedad, correspondientes a perfiles de suelos de distintos lugares del SE español, sobre diferentes materiales y tipos de suelos.

Curva pF	α	n	Cuadrado residuos**	Error estándar
Abanilla	0.222	1.072	0.0004	0.004
Coloraos	0.054	1.180	0.0007	0.005
Guillermos	0.033	1.362	0.0001	0.002
Petrer	0.149	1.146	0.0003	0.003
Revelaos	0.255	1.129	0.0009	0.005
Ardal	1.001	1.236	0.0002	0.002
Petrocálcico	0.004	1.047	0.0001	0.005
Marga	0.325	1.17	0.0029	0.026

La versatilidad del método permite medir las curvas de retención de diferentes tipos de materiales, aunque no sean estrictamente edáficos, a pesar de haberse diseñado específicamente para estos, Son susceptibles de ser analizados diferentes materiales, teniendo como restricción casi única su velocidad de respuesta, en función de las características del espacio poroso de los mismos.

Suelo de Prueba (marga)
Parámetros de ajuste del modelo van genuchten	α	0.325
	n	1.17
	m	0.14529915
Humedad residual	θr	0.2
Humedad saturado	θs	0.5

Bibliografía

- MARTINEZ FERNANDEZ, J. Medida de curvas de retención de humedad en laboratorio y su estimación, Departamento de geográfica. Universidad de Salamanca.

- MARIA FERNANDA HERNANDEZ Y JOSE FRANCISCO MUÑOZ. Influencia de las curvas de retención de humedad en la estimación de la evaporación de acuíferos someros. Departamento de Ingeniería Hidráulica y  Ambiental, Escuela de Ingeniería Pontificia Universidad Católica de Chile.