INDICE

vIntroducción  “Porque hablar de suelos”

vFormación del suelo

vViabilidad del suelo

vClasificación del suelo

vPrincipales procesos químicos en el suelo

vLa Acidez en el suelo

vSalinización del suelo

vCapacidad de retención de nutrientes

vConocimientos que Trascienden

vReferencias bibliográficas

¿POR QUÉ HABLAR DE SUELOS?

El suelo es un recurso abundante originado a partir de la desintegración o alteración física y química de las rocas y los residuos biológicos que están sobre la superficie de la Tierra.   

En este, realizamos gran variedad de actividades y desarrollos humanos como lo son la agricultura (elemento fundamental para la producción de materias primas y en términos generales para el sostenimiento humano), los procesos urbanísticos (producto de un crecimiento poblacional  inminente)  y los proyectos viales viales (que acompañan el desarrollo tecnológico  y el crecimiento de las sociedades actuales). Sin embargo, para desarrollar cada una de estas actividades se debe tener en cuenta que existen diferentes tipos de suelos con propiedades físicas, químicas y biológicas especificas.  Cada suelo nos brinda oportunidades diversas de explotación, pero solo quien conoce su funcionamiento, es capaz de convertirlo en un pilar eficiente y funcional dentro de un área de trabajo  consecuentemente proyectada.

En este espacio se busca transmitir bajo diferentes estrategias, algunos elementos importantes que le permitirán  comprender un poco mas a fondo el comportamiento del suelo; sus propiedades, variedades y consecuentes usos. Es así como a través de descripciones funcionales, se asignara trascendencia a una serie de conceptos químicos, que facilitan el ejercicio de labores cotidianas ciertamente significativas para la vida de cada individuo en el mundo.

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Existen dos clasificaciones para los tipos de suelo, una según su funcionalidad y otra de acuerdo a sus características físicas. En nuestro caso, nos centraremos en su funcionalidad, vista desde la química y daremos algunas pistas sobre el comportamiento físico del suelo.

FORMACIÓN DE SUELOS

           

La formación de nuevos suelos, es un proceso que integra múltiples "factores formadores" dentro de los cuales destacamos (clima, vegetación, litología, geomorfología y tiempo). A estos, se les llama procesos de edafogénesis y aunque su capacidad formadora es mayor cuando se presentan simultaneamente,  existen también escenarios en donde algunos de ellos se asume como protagonista dentro de el proceso, lo que implica cambios particulares en proporciones de composición y propiedades del terreno  (otra de las razones por la cual existe gran variedad de suelos en el planeta).

Existen tres categorias principales en las cuales se clasifica la formación de suelos: Transformaciones Orgánicas e Inorgánica, Translocaciones, y Adiciones y Perdidas.

Transformaciones Orgánicas e Inorgánicas: Son el conjunto de procesos que llevan a cambios de forma  de los compuestos Orgánicos e Inorgánicos  y la composición de los mismos, lo que implica una afección directa sobre las propiedades químicas y biológicas del suelo. El mas conocido proceso de transformación se conoce como Meteorización, el cual se considera como el primer proceso de formación de suelos, a partir de la degradación (bajo diferentes estímulos) de rocas ubicadas sobre la capa mas superficial de la tierra. Se considera que este fue el proceso mas primario de formación de suelos, y en la actualidad se percibe como parte de un proceso evolutivo del suelo producto de condiciones climáticas particulares de cada terreno.

En este proceso, se presentan una serie de procesos químicos, dentro de los cuales se resalta disolución, oxidación, hidratación e hidrólisis; conceptos que no solo son particularmente importantes en este proceso, sino que ademas, cumplen un papel significativo en general en la viabilidad de los suelos (Se explican con mayor claridad en una entrada posterior). 

Translocaciones: Implica un cambio en la posición de uno o mas componentes. El cambio en términos generales puede ser de ascenso o descenso, sin embargo, es mas usual encontrar escenarios donde los elementos del suelo descienden producto de los factores formadores específicos del terreno (Características físicas o geomorfológicas del terreno). Según la causa que genera este movimiento distinguimos entre translocaciones en solución (carbonatación, gipsificación, salinización) y translocaciones en suspensión  (Badía, D. 2011). 

Adiciones y pérdidas: Hace referencia a los procesos de enriquecimiento y decrecimiento (eliminación), de elementos, materiales y componentes de lo que se considera el "perfil edáfico". Este es un proceso importante en tanto habla directamente de las proporciones que existen de cada componente en el suelo, lo que directamente afecta en el tipo de flora y fauna presente en el mismo. A partir de esto se determina la mayoría de propiedades del ecosistema puntual sobre el cual se esta trabajando pues limita la mayoría de relaciones bioticas presentes en el sistema (tanto en la superficie como en el interior  del suelo) .

En los siguientes videos podrá considerar otra perspectiva par comprender los procesos fundamentales de conformación de suelos. 

- https://www.youtube.com/watch?v=EH8PuOQpntM
- https://www.youtube.com/watch?v=PhqmFWrk4HU (Minuto 1:35 es complementario para    entender como los procesos formativos del suelo -su orden- afectan la funcionalidad de un  terreno)

VIABILIDAD DEL SUELO

La Viabilidad de suelo, vista como esa reunión de características que hacen de un terreno un espacio apto para el desarrollo de proyectos de diferente índole; es quizás el concepto mas interesante de comprender por su carácter integral dentro de la temática que estamos abordando.

Por un lado, analizamos este concepto desde la visión agrícola del mismo y para ello usaremos el concepto de Fertilidad. 

La Fertilidad, la podemos entender como la cualidad que resulta de una interrelación entre características físicas, químicas y biológicas del terreno en análisis que proporcionan los elementos necesarios para un adecuado desarrollo o crecimiento de las plantas (Sánchez, Javier). Es fundamental comprender que estas propiedades o características necesariamente deben trabajar conjunta y coherentemente, pues aunque un suelo tenga las mejores condiciones químicas, esto no lo hace un terreno viable para el crecimiento de plantas en las condiciones y  cantidades que las sociedades actuales requieren; es decir, son variables interdependientes (la proporción ideal –generalizada- en volumen está dada por 45-48% de partículas minerales, 5-2% de materia orgánica, 25% de aire y 25% de agua).

Por otro lado, si analizamos el concepto de Viabilidad desde la perspectiva de Infraestructura Civil tenemos que analizar necesariamente las Clasificaciones del Suelo por Textura.

En este caso es importante considerar que de la misma manera que las plantas requieren unas condiciones mínimas para su desarrollo y crecimiento sobre un determinado terreno, hay variables que hace de un suelo un lugar apto para la construcción de obras de infraestructuras seguras. Estos terrenos se caracterizan principalmente por componentes gruesos como rocas y gravas de diferentes grados, que brindan al terreno una mayor capacidad de carga pues existe un menor nivel de asentamientos o grado de compactación, lo que en otras palabras se entiende como una menor deformación del terreno. 

Lo anterior, aunque no se evidencie con tanta facilidad, implica la dependencia de una serie de propiedades químicas y biológicas, relacionadas por ejemplo con el tipo de procesos  orgánicos desarrollados al interior del terreno o el tipo de reacciones presentes entre los materiales o seres vivos inmersos en el sistema. 

De esta manera, un sistema por ejemplo con un alto nivel de humedad, es propenso a la existencia de sistemas vivos entre ellos plantas (en muchos casos maleza) y microorganismos  que con el paso del tiempo transforman las propiedades del terreno, adelgazando la textura de sus materiales, aumentando la cantidad de materia orgánica y en general reduciendo su capacidad de carga. 

CLASIFICACIÓN DEL SUELO

La clasificación del suelo puede variar según su textura, nivel de pH, evolución, propiedades físicas, por su biodiversidad o por el clima en el que se encuentran. También depende de para que se necesite el suelo, por ejemplo los ingenieros clasifican el suelo según sus propiedades ingenieriles, en relación a materiales de construcción de edificios.

Clasificación del suelo por sus propiedades físicas (textura) y consecuencias químicas.

Los suelos están compuestos principalmente por arena, arcilla y limo y de allí que este se clasifique en arenoso, arcilloso o limoso dependiendo de su porcentaje del compuesto:

Suelo arenoso: es un suelo ligero formado por partículas muy pequeñas, que tiene la capacidad de filtrar el agua rápidamente, por lo que es considerado un suelo seco, poco útil para la agricultura, este suelo es poco fértil por tener una baja cantidad de materia orgánica.

Suelo arcilloso: es un suelo muy poco poroso por lo que no deja que el agua se filtre, este suelo tiene una elevada cantidad de agua y nutrientes, pero es un suelo que puede impedir la penetración de la raíz, por lo que puede ocasionar que la planta se pudra. El suelo arcilloso presenta un color amarillo que indica la presencia de óxido de hierro hidratado, debido a su viscosidad y dureza es un suelo poco útil para el buen desarrollo de una planta.

Suelo limoso: es un suelo muy fértil, tiene una porosidad media por lo que puede retener nutrientes y agua, dejando que la planta acceda a ellos con facilidad, por ello es un suelo perfecto para la siembra, pero poco óptimo para construcciones civiles.

A continuación un esquema que representa algunas características de cada suelo según su textura

Textura	Arenoso	Franco	Franco limoso	Arcilloso	Agente de agregación
Tacto	Áspero	Áspero	Suave	Terronoso o plástico	Tensión superficial
Drenaje interno	Excesivo	Bueno	Suave	Suave o pobre	Materia orgánica
Agua disponible para las plantas	Baja	Media	Alta	Alta	Alta concentración de electrolitos
Agua transportable	Baja	Media	Alta	Alta	Bajo potencial electrocinético
Labranza	Fácil	Fácil	Media	Difícil	Bajo potencial electrocinético
Erosión eólica	Alta	Media	Baja	Baja	Bajo potencial electrocinético

Leer más: http://www.monografias.com/trabajos33/suelos/suelos.shtml#caracthidric#ixzz3cOQSnHW8

Clasificar el suelo según su evolución  

Aquí se clasifica el suelo en tres categorías (Zonales, Azonales y Interzonales), es una clasificación obtenida de la teoría edafológica, que es muy antigua, pero para algunos expertos sigue siendo muy importante esta forma de clasificar el suelo. Desde este punto de vista se tiene énfasis en el clima.

AZONALES Inmaduros o brutos. Horizontes mal desarrollados	LITOSUELOS	Delgados. Influidos por el tipo de roca madre debido a poca evolución temporal o desarrollo en grandes pendientes
	REGOSOLES	Sobre depósitos muy recientes: aluviones, arenas, dunas.

INTERZONALES Poco evolucionados. Condicionados por roca madre y mal drenaje	RANKER	Sobre rocas silíceas (granitos, gneises). Propio de climas fríos de montaña y fuerte pendiente. Suelo ácido pobre en carbonatos. Sin horizonte B
	RENDSINA	Sobre rocas calizas en climas diversos. Poco espesor. Sin horizonte B. Es el equivalente al anterior en terrenos calcáreos.
	SALINOS	Ricos en sales. Climas secos. Escasa vegetación (halófitas). Pobre en humus.
	GLEY	Zonas pantanosas. Horizontes inferiores encharcados en los que se acumula Fe que le da color "gris azulado"
	TURBERAS	Terreno encharcado con abundante vegetación y exceso de materia orgánica. Suelo ácido.

ZONALES Suelos condicionados por el clima, que ha actuado largo tiempo. Son suelos maduros, muy evolucionados.	Alta lat.		TUNDRA	Vegetación escasa. Evolución lenta limitada al período estival.
	Latitudes medias	Clima frío	PODSOL	Tierras grises o de cenizas. Asociados a bosques de coníferas (taiga). Rico en humus bruto. Suelo ácido y arenoso
			TIERRA PARDA DE BOSQUE	En bosques de caducifolios. Rico en humus. Horizonte B poco desarrollado.
		Climas templados	MEDITERRÁNEOS	Veranos secos. Asociados a bosques de encinas y arbustos. Pobres en humus y arcillosos por descalcificación de calizas. Destacan los suelos rojos mediterráneos o terra rossa.
			CHERNOZIOM	Tierras negras de estepa. Climas continentales. Horizonte A muy desarrollado y rico en humus y óxidos de Fe. Suelos muy fértiles.
			DESÉRTICOS	Poca materia orgánica, por lo que tienen un color claro. Presentan concreciones de carbonatos precipitados a partir de aguas capilares o caliches.
	Latitud intertropical		LATERITAS	Clima ecuatorial, cálido y muy lluvioso. Intensa meterorización química: suelos de gran espesor. Carecen de horizonte A por el lavado intenso. El horizonte B presenta hidróxidos de Fe y Al. Se forma una costra rojiza muy dura.

Tablas tomadas de http://platea.pntic.mec.es/~cmarti3/CTMA/SUELO/clasif1.htm [consulta 07-06-15]

Ejemplo de otras clasificaciones de suelos

Imágenes tomadas de http://www.monografias.com/trabajos33/suelos/suelos.shtml#caracthidric [consulta 04-06-15]

Vídeo sobre la clasificación: https://youtu.be/_hJ-z3OJOsw  

Como vimos en esta entrada la clasificación del suelo puede variar según el uso que se le vaya a dar y el tipo de persona que la va a utilizar. También encontramos que el suelo es un sistema muy complejo que necesita un extenso estudio y aquí solo se dio una pequeña base para conocer su diferencia en la forma y comportamiento, pues la clasificación es la primera referencia que el usuario tiene para conocer la viabilidad de su proyecto en un determinado terreno. Como otros puntos mas adelante encontraremos que el suelo depende de una serie de interacciones bioticas y abioticas que asignan a este un potencial especifico para diferentes funcionalidades (no todos los cultivos tienen las mismas exigencias).

Principales procesos químicos en el Suelo

Solución: 
Son sistemas homogéneos formados por Solvente y Soluto. El solvente es el elemento que se encuentra en una mayor proporción dentro del proceso y el Soluto es el elemento que se encuentra en una menor proporción dentro del sistema. La solución será entonces la congruencia entre estos dos o mas elementos unidos, cuyas propiedades en solución cambian respecto de las propiedades de cada elemento por separado. Aunque lo mas usual es encontrar soluciones en estado liquido (soluciones principalmente en H2O(l) u otros solventes liquidos), estas se pueden presentar en cualquier estado (las aleaciones son un ejemplo de solución en estado solido). Las soluciones, por representar un cambio químico, no pueden ser separadas por metodos físicos simples; debe utilizarse metodos de diferenciación químicos implementados en cada caso según las características de el soluto y el solvente. 

En el suelo, se presentan soluciones de diversos tipos y magnitudes, dentro de los diferentes procesos formativos y evolutivos del mismo, dentro de los cuales podemos resaltar por ejemplo, la disolución de cloruros (Cl-) y nitratos (NO3-) presentes en procesos formativos primitivos fundamentales (Meteorización). Una de las soluciones mas importantes para tener en cuenta es la de sales en agua H2O(l), pues es una de las disoluciones presente en proporciones mas significativas dentro de los suelos ya formados. Como se explicara mas adelante, el suelo requiere unas proporciones adecuadas de sales dentro de su sistema, pero una saturación de la solución o una baja concentración de las sales pueden volver el suelo un sistema infertil o improductivo agricolamente. De la misma manera, encontramos soluciones de menores magnitudes al interior de la materia orgánica en descomposición que hace parte del sistema o incluso dentro del fragmento mineral que compone cada suelo. 

Hidratación:

Este concepto hace referencia a la acción de aplicar agua a un compuesto, es una reacción química inorgánica en el que el agua reacciona con un mineral y forma un nuevo compuesto hidratado.

A continuación vemos una imagen en donde al aplicarle agua a un tipo de tierra, el agua se filtra en ella creando un mayor volumen y a su vez formando nuevos compuestos.

Imagen tomada de: [consulta el 07-08-2015] http://www.biologiasur.org/Ciencias/index.php/geosfera/procesos-geologicos-externos-y-sus-riesgos

Hidrólisis:

También es conocida como doble descomposición o intercambio. Es una reacción química que se da entre el agua y otra sustancia, es este proceso las sustancias  orgánicas e inorgánicas se descomponen en el suelo gracias al agua. Este proceso ocurre en el suelo cuando las sales reaccionan con el H2O y sus iones constituyentes se combinan con los iones hidronio u oxonio, H3O+, produciendo un desplazamiento del equilibrio de disociación del agua y como consecuencia cambia el valor del pH.

En esta imagen notamos el cambio cuando una disolución acida reacciona con los minerales que conforman las rocas y provoca una hidrólisis de estos afectando sus cationes que los unían

Oxidación:

Es un proceso caracterizado por la transferencia de electrones de un elemento a otro. Esta transferencia (producto generalmente de una búsqueda de estabilidad del elemento) implicar la "perdida de un electron" lo que genera que el elemento se ionice  y aumente su estado de oxidación. En el proceso, es fundamental la presencia de dos elementos con funciones especificas, denominados Agentes oxidantes y reductores, donde el primero, es quien tiende a ceder el e- mientras que el reductor es quien  lo acepta dando mayor estabilidad a la sustancia en formación. 

Si analizamos este concepto desde  su importancia en el suelo, encontraremos que en este complejo sistema se desarrollan diferentes procesos Redox donde el O2 figura como el principal agente oxidante en el metabolismo del sistema. Por el lado opuesto, la materia orgánica (cuyas propiedades varían según el terreno) se perfila como el mayor agente reductor (esto integra una alta gama de compuestos que la conforman). Es de resaltar, que estos no son los únicos componentes del suelo que sufren este tipo de procesos, pues dentro de este gran sistema, hay una serie de elementos constitutivos que son particularmente vulnerables, pues dentro de sus propiedades particulares, pueden tener mas de dos estados de oxidación (como en caso del C,S,N,Cu,Fe, etc.)

A continuación, un video complementario que nos ayudara a comprender los procesos redox, y su importancia en el suelo. 

• https://www.youtube.com/watch?v=ykviF-Ju1NM

LA ACIDEZ DEL SUELO

Para poder conocer la acidez del suelo es muy importante saber que son los ácidos y que significa pH:

Los ácidos son sustancias que se encuentran en la naturaleza. Muchos de ellos son muy utilizados gracias a diversos procesos químicos en los cuales son tratados, lo que incluye desde procesos industriales hasta labores comunes en los hogares. Los ácidos tienen una característica particular y es que cuando se disuelven en el agua, se produce una solución con catión hidronio mayor que el agua pura, lo que en un lenguaje mas común se denomina como un pH inferior a 7. En la definición moderna de Johannes Nicolaus Brønsted y Thomas Martin Lowry, se dice que un ácido es un compuesto que dona un catión hidrógeno a otro compuesto (base).

El pH, que significa potencial de hidrógeno, es una medida para definir la cantidad de acidez o alcalinidad de una disolución; esta medida indica la concentración de iones hidronio [H₃O]⁺  que hay en una disolución y tiene un intervalo de 0 a 14, siendo los menores a 7 ácidos y los mayores a este son alcalinos (Si analizamos reacciones acido-base un poco mas complejamente, encontraremos que estos valores cambian un poco en algunos caso específicos).

La acidez del suelo se dice que es la cantidad de ácidos que tiene por unidad de volumen y esto se mide por su pH. Para este caso entonces diremos que un suelo es ácido cuando contiene un pH inferior a 7, y un suelo es no ácido (alcalino o básico) cuando tiene un pH superior a 7.

Un suelo óptimo para la agricultura es aquel que tiene un pH entre 5.5 y 7. La clasificación del pH del suelo se representa en la siguiente tabla:

La acidez de los suelos es provocada por H⁺ y por los iones de Al³⁺  en la solución del suelo. Estos son asimilados por el sistema y posteriormente absorbidos a la superficie del suelo. Los suelos ácidos también pueden ser consecuencia de los contaminantes como la lluvia ácida y las escorrentías provenientes de minas o industrias cuyos desechos tienen aparente fin  en fuentes hídricas cercanas, o incluso directamente sobre el suelo.

Este factor del suelo en exceso puede causar menor disponibilidad de nutrientes (P, Mg, Ca) en los lugares donde suelen ser absorbidos por las plantas por haber sido intercambiados por otros cationes como H⁺ o Al³⁺ . También se pueden encontrar altos niveles de aluminio (Al), manganeso (Mn) y otros metales que con condiciones acidas pueden ser perjudiciales para las plantas (la acidez de un suelo puede afectar el crecimiento de las plantas si su pH está por debajo de 5).

Tabla del pH en beneficio de los cultivos:

Rango de pH	Denominación	Efectos esperables
< 4,5	Extremadamente ácido	Condiciones muy desfavorables.
4,5-5,0	Muy fuertemente ácido	Posible toxicidad por Al y exceso de: Co, Cu, Fe, Mn, Zn. Deficiendia de: Ca, K, N, Mg, Mo, P, S. Suelos sin carbonato cálcico. Actividad bacteriana escasa.
5,1-5,5	Fuertemente ácido
5,6-6,0	Medianamente ácido	Intervalo adecuado para la mayoría de cultivos.
6,1-6,5	Ligeramente ácido	Máxima disponibilidad de nutrientes.
6,5-7,3	Neutro	Mínimos efectos tóxicos (por debajo de pH = 7 el carbonato cálcico no es estable en el suelo).

En la actualidad existen soluciones parciales a los problemas de acidez de un suelo. Por ejemplo puede ser tratada con la aplicación de enmiendas calizas, que tienen la capacidad de neutralizar los ácidos del suelo, todo para evitar las consecuencias ya mencionadas de un suelo altamente ácido. Del lado opuesto, si estamos trabajando sobre suelos alcalinos (sin acidez), se le pueden aplicar fertilizantes al suelo para que este adquiera un nivel adecuado de acidez para un cultivo. A pesar de lo anterior, y dando énfasis al caracter parcial de las soluciones, hay que ser claros respecto al hecho de que un suelo que supere incluso los limites convencionales de acidez extrema, puede no tener un caracter reversible a un estado viable para la producción.

Vídeos donde un experto nos habla sobre el pH:

• https://www.youtube.com/watch?v=-IrdllhjIGQ
• https://youtu.be/Jg_z5oX0Py4

Vídeo por Diego Monroy midiendo el pH 

• https://www.youtube.com/watch?v=cegCm3Ybs_k 

SALINIZACIÓN DEL SUELO

La salinidad es el contenido de sales minerales disueltas en un cuerpo de agua o suelo; esta, se puede medir por % siendo 1% equivalente a 10 gramos de sal por litro de agua.

La salinización del suelo es un factor muy importante a la hora de utilizar un suelo, esta característica se refiere a la acumulación de sales solubles en agua en el suelo. El proceso de salinización del suelo, se da cuando las sales se transportan con el agua a la superficies del suelo mediante ascenso capilar; cuando el agua se evapora las sales se acumulan en la superficie del suelo adquiriendo la condición de un factor en exceso , lo cual inevitablemente lo convierte en un factor desfavorable para  el desarrollo óptimo de las plantas. 

Un video sobre salinidad en el suelo.  https://youtu.be/FNa0Sj0abc4 

CAUSAS DE LA SALINIZACIÓN 

El suelo puede llegar a tener una gran cantidad de sales  en casos donde por ejemplo: no hay unas adecuadas fuentes hídricas, donde hay deforestación y donde hay sobre carga del terreno (exceso de monocultivos). Es importante tener en cuenta que el riego superficial es la fuente hidrica que mas influye en la salinidad del suelo, ya que al haber una acumulación de agua las sales del suelo se degradan y se acumula sobre la superficie del suelo, por ello es recomendable no utilizarlo mucho en la agricultura si se quiere buenos resultados de un cultivo

Cuando un suelo tiene alto contenido de sales este pierde su fertilidad, daña los cultivos, puede generar que el suelo se vuelva improductivo y llegado un punto critico, los daños son dificilmente reversibles. 

Foto de un riego por superficie 

Aquí un vídeo sobre salinidad: https://youtu.be/WTyJ6C9ZyTA