Nuevo método potenciométrico para la determinación de la capacidad de intercambio catiónico y estudio de su dinámica en suelos y arcillas

Abstract

Después de siglos de uso y abuso del suelo, durante los cuales ha sido concebido como un simple sustrato pasivo destinado a satisfacer las necesidades humanas, parece surgir un movimiento de concienciación colectiva sobre el papel que éste representa en la biosfera y su importancia vital como sistema dinámico en constante evolución.

El suelo o edafoesfera debe ser considerado como un sistema complejo y heterogéneo, donde interactúan la atmósfera, la litosfera, la hidrosfera y la biosfera, a través de elementos activos tales como el agua, aire, minerales y rocas, y organismos vegetales y animales. Este sistema permanece constantemente en equilibrio dinámico mediante una serie de procesos de tipo químico o químico-físico (solubilización, precipitación, hidrólisis, redox, intercambio iónico, etc.), físicos (disgregación,agregación, etc.) e incluso biológicos (mineralización, humificación, etc.) y está condicionado en su formación y desarrollo por ciertos factores básicos como la roca madre, el clima, la topografía, los organismos vegetales y animales, y el tiempo.

Es pues necesario, conocer al máximo los procesos químico- físicos implicados en la dinámica del suelo, sus condiciones de equilibrio y su posible grado de evolución y alteración, a fin de poder actuar sobre el mismo con un criterio racional (acorde con el uso a que deba ser destinado) y sin alterar irremisiblemente sus condiciones edáficas naturales que repercutirían indirectamente sobre el conjunto de la biosfera.

Debido a la heterogeneidad del suelo, integrado por fases de tipo sólido, líquido y gaseoso, así como a la especial y diversa naturaleza de las sustancias que lo forman, se establecen en él importantes fenómenos de intercambio iónico que pueden hacerse extensivos al sistema suelo-planta. Sin embargo, las diferencias en cuanto a las propiedades químicas y físicas que caracterizan a cada uno de sus componentes (materia orgánica, arcillas, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, etc.), obligan a considerar el fenómeno de intercambio en suelos como un proceso global y complejo de índole químico-física, integrado por acciones de distinta naturaleza tales como desplazamiento químico, adsorción superficial, complejación o quelación, etc., utilizándose de una forma generalizada (aunque poco correcta) los términos de "adsorción" e "intercambio" indistintamente, para referirse al proceso.

Si bien el fenómeno puede tener lugar en el suelo para especies catiónicas y aniónicas, en general el intercambio de cationes motivado por la presencia de materia orgánica y arcillas, tiene una mayor extensión y trascendencia en la dinámica del suelo, que el intercambio de aniones capaz de producirse fundamentalmente en presencia de óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio y alumino-silicatos amorfos. Los cationes así retenidos por el suelo, lo son en su mayor parte en forma reversible o intercambiable, lo que supone el establecimiento de un equilibrio entre el suelo y la disolución salina que puede expresarse de forma simple mediante una ecuación de equilibrio químico. El alcance y evolución del fenómeno de intercambio catiónico en suelos depende de la composición y del estado actual y potencial del denominado "complejo de cambio" (integrado básicamente por materia orgánica, arcillas, óxidos e hidróxidos de hierro y aluminio, y alumino-silicatos amorfos), pudiendo ser éste evaluado a través de ciertos parámetros característicos del suelo, como la Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC). Definida como número de miliequivalentes (meq) de una determinada especie catiónica capaz de ser intercambiados por el suelo, expresada en meq por 100 g de muestra seca a los 105-110 ºC.

A pesar de ciertas reservas implícitas en la definición de algunos de estos parámetros, mediante la determinación experimental de un par de ellos (especialmente de la CIC) y el uso de las correspondientes ecuaciones, puede ser definido el estado del complejo de cambio de un suelo y consecuentemente deducir información sobre la composición mineralógica, génesis, dinámica y potencial nutritivo del mismo. En definitiva, la capacidad de intercambio catiónico (CIC) de un suelo es uno de los fenómenos más directamente relacionados con las propiedades químico-físicas del mismo y con la nutrición mineral de los vegetales.