La principal característica hidrofísica ( WRC , curva de retención de agua ) es una relación de equilibrio isotérmico entre la presión de sorción capilar (matriz) de la humedad del suelo y la humedad (generalmente volumétrica) en la física del suelo. El formulario WRC es específico para cada muestra de suelo y caracteriza la estructura del espacio poroso del suelo, la composición granulométrica y mineralógica. Se caracteriza por la histéresis , es decir, el desajuste de las formas de las curvas al humedecer y secar la muestra. En vista del predominio de los procesos de secado en el tiempo en condiciones naturales, así como su equilibrio, se usa con mayor frecuencia el WRC encontrado específicamente para la muestra seca.
Por lo general, WRC se presenta en forma de gráfico (raramente en forma de tabla) como una dependencia de la presión de sorción capilar de la humedad. En este caso, se utiliza una escala logarítmica para la presión, se toma el logaritmo decimal del valor absoluto de la presión - pF . La curva resultante tiene forma de S, en la que se distinguen varias regiones características:
así como varios puntos característicos. El primer punto corresponde a pF cercano a 0, es decir, el espacio poroso del suelo está casi completamente lleno de agua (rara vez es posible lograr un llenado absolutamente completo). El lugar de la primera curva de la curva se denomina "presión de salida de aire (burbujeo)" . Entre el primer y el segundo punto, un cambio en la presión de humedad del suelo conduce solo a un cambio en la curvatura de los meniscos capilares , pero no a un cambio en el contenido de humedad. A partir del segundo punto, un cambio en la presión significa un cambio en la proporción de poros del suelo llenos de agua (y poros llenos de aire). El tercer punto refleja la humedad correspondiente a la transición de la zona de humedad pelicular-capilar a sorción .
Composición granulométrica . La facilitación de la composición granular conduce a un desplazamiento de la parte superior del WRC hacia la izquierda, mientras que la parte inferior permanece relativamente sin cambios.
Densidad del suelo . El aflojamiento conduce a un desplazamiento de la parte superior del WRC hacia la izquierda y de la parte inferior del WRC hacia la derecha, hacia la zona de alta humedad.
Composición mineralógica . A la misma presión de humedad del suelo, la capacidad de retención de agua de, por ejemplo, la montmorillonita será mayor que la de la caolinita, por lo que su WRC se desplazará hacia la derecha, hacia la zona de alta humedad.
Distribución del tamaño de poro . La presión de sorción capilar de la humedad del suelo, expresada en centímetros de columna de agua, es la altura del ascenso del capilar, que, según la fórmula de Jurin , está relacionada con el radio del capilar:
h = 0,15/rHabiendo dividido el eje de ordenadas en porciones y habiendo calculado los radios (o diámetros) de los poros para ellas, a lo largo del eje de abscisas (utilizando la humedad aparente) obtendremos la proporción de poros de un radio dado en el espacio poroso total.
Constantes hidrológicas del suelo . A. D. Voronin obtuvo las ecuaciones de la dependencia de las líneas rectas, cuya intersección con el WRC da los valores de una u otra constante. Entonces, para la capacidad máxima de adsorción (MAW), se cumple la siguiente ecuación: pF = 5.2 + 3W
Para peso molecular máximo (MMW): pF = 2,17 + 3W
Para sorción capilar máxima (MCSV): pF = 2,17 + W
Para capilar (CV): pF = 2,17
La constante 2,17 corresponde a pF en un radio capilar de 10 µm, que es la distancia sobre la cual se extiende la influencia de las fuerzas superficiales de la fase sólida del suelo.
No existe un método para determinar la WRC en todo el rango de pF. Hasta aproximadamente pF 2,9, es posible utilizar un tensiómetro en combinación con el muestreo de humedad (método de campo) o su variante, el capilarímetro : un tensiómetro sumergido en un suelo saturado de agua y conectado en el otro extremo a una bomba (método de laboratorio). Ajustar el aire en el capilarímetro a una presión conocida conduce a la liberación de una cierta cantidad de agua del suelo, que debe medirse después de alcanzar el equilibrio. La presión de sorción capilar será igual a la presión del aire, ajustada por la presión de la columna de agua en el dispositivo, la humedad se encuentra por recálculo. El dispositivo del tensostat se basa en principios similares .
En la región de pF hasta 5 ya veces más, se puede utilizar una prensa de membrana . Su principio de funcionamiento: una muestra de suelo saturada se coloca sobre una membrana finamente porosa y se crea una presión de gas aumentada sobre ella. La presión atmosférica se mantiene debajo de la membrana y el agua saldrá del suelo, y su presión disminuirá hasta que sea igual en valor absoluto al exceso de presión del gas sobre la muestra.
Para valores de pF aún mayores, se utiliza el método higroscópico (o el método de equilibrio sobre soluciones salinas ). En el desecador , se establece una presión relativa de vapor de agua estrictamente definida sobre la solución salina, después de alcanzar el equilibrio en el suelo, se creará la presión correspondiente (potencial) de humedad. Solo queda determinar la humedad.