EdafologĂa Generalidades Ing. Rolando Zabala V.
Preliminares El suelo es uno de los recursos naturales mĂĄs frĂĄgiles a nivel terrestre. Este recurso es crucial para el desarrollo y equilibrio de la vida en el planeta y, a lo largo de la historia humana, ha estado estrechamente ligado al auge y caĂda d e i m p e r i o s y civilizaciones.
El suelo ha sido definido, en forma muy general, como la frรกgil piel que cubre la superficie terrestre y que c u m p l e c o n variadas funciones, tales como:
1)
un medio para el desarrollo de las plantas; 2) un regulador de los suministros de agua; 3 ) u n h á b i t a t y proveedor de energía y nutrientes para i n f i n i d a d d e organismos;
4) un agente almacenador, degradador y desintoxicador de sustancias t贸xicas y 5) un medio que provee soporte a estructuras tales como edificios, puentes, casas y caminos
Pedología y Edafología La pedología es el estudio de los suelos en su ambiente natural. Es una de las dos ramas de la ciencia del suelo siendo la otra la edafología, ésta última más relacionada con la agronomía por dedicar s u e s t u d i o a l aprovechamiento de los suelos
Rocas y Minerales Los minerales se pueden encontrar en la naturaleza formado parte de las rocas. Los minerales son materiales naturales formados por un solo componente. Algunos minerales son: diamante, yeso, pirita, talco.
Cada mineral es diferente a los demás. Las propiedades de los minerales son: Dureza: Un mineral es duro cuando se puede rallar. Brillo: Algunos minerales pueden brillar y otros no brillan. Color: Unos minerales se encuentran siempre con un color característico, como la malaquita. Otros tienen diferentes colores como la calcita. Forma: Algunos minerales tienen formas regulares y otros tienen forma irregular
Suelo Repitiendo…. El suelo, en su definición más general, es la delgada capa de m a t e r i a l e s n o consolidados orgánicos e inorgánicos, que cubre la mayor parte de la super ficie terrestre del planeta. Esta capa es variable en espesor y usualmente presenta algún tipo de actividad biológica.
de productores - Organizac iones locales en torno a los RRNN
Comités Alumni ! Cuencas priorizadas
«Alumnis» técnicos de inst i tuc iones involucradas al MIC
Aparte de esta Proceso metodológico definición general, existen otras variadas definiciones, las cuales, son dadas en función de la disciplina de estudio. Por ejemplo, para las ciencias de la Ingeniería Civil el suelo es un material no consolidado sobre el cual se construye.
El itinerario metodológico para los eventos se orientó a rescatar las experiencias locales de los participantes, lo cual permitió el intercambio de conocimientos desde sus propias vivencias y propició la incorporación de nuevos conocimientos sobre temas MIC. En el cuadro que sigue se muestra esta lógica del proceso de aprendizaje. Esto ha permitido dinamizar el mutuo enriquecimiento de saberes y complementarlo con otros nuevos. En estos eventos de fortalecimiento de capacidades se ha privilegiado la generación de espacios de discusión y análisis participativo, de manera que permita una metodología de aprendizaje a partir de las propias experiencias y la identificación de las soluciones. Es decir, se han ido construyendo de manera conjunta los diferentes conceptos y enfoques para acciones de intervención en cuencas hidrográficas. Esta metodología facilitó el intercambio de experiencias no sólo entre los participantes a través de las actividades como: 34
aprendizaje mutuo desde la práctica entre los participantes y los actores locales directos. Las visitas a sistemas de riego en funcionamiento, tanto a las zonas de riego, como a las cuencas de aporte, fueron escenarios para intercambiar criterios sobre el estado de conservación
Para un ec贸logo, el suelo constituye un sistema en el cual ocurren una serie de funciones complejas, vitales para el desarrollo y mantenci贸n de la vida. Finalmente, para un agricultor, el suelo es el medio que provee de sujeci贸n, nutrientes y agua a los cultivos.
Factores formadores del suelo FACTORES
Materia
PASIVOS:
parental Roca madre Topografía o Relieve Tiempo
FACTORES ACTIVOS Clima Actividad
Biológica u Organismos
FACTORES PASIVOS M A T E R I A L PARENTAL: Es la fuente original del material inorgánico del suelo y va a determinar las características fisico-químicas del mismo.
TOPOGRAFÍA O RELIEVE: Desde el punto de vista edáfico los elementos del relieve mas importantes son la inclinación y longitudes de las laderas, la posición fisiográfica y la orientación. ACCIONES
DEL RELIEVE
Transporte Caracteristicas hidricas Microclima
TIEMPO: El suelo al igual que los organismos , cambian con el paso del tiempo, el cual el suelo se encuentra en equilibrio c o n s u a m b i e n t e , considerándose un suelo maduro. SE DIVIDE EN: • • •
La velocidad Cronosecuencia Suelos clímax o estado
ROCA MADRE: Presenta la fuente de los materiales sólidos generalmente, los minerales del suelo proceden directamente o indirectamente de la roca madre. PARAMETROS DE LAS ROCAS • • •
Composición mineralógica Permeabilidad Granulometría
FACTORES ACTIVOS: CLIMA:
la decisiva accion del clima en la formacion del suelo se desprende al considerar que le clima va a regular el aporte de agua al suelo. Temperatura Humedad
ACTIVIDAD
BIOLÓGICA: Es la actividad generada por plantas y animales que viven en y sobre el suelo, que permiten la mezcla de los elementos del mismo. Entre las acciones de estos tenemos: Constituyen la fuente del material orgánico del suelo Producen mezcla de los materiales debido a su actividad biológica
Suelo y paisaje
METEORIZACIÓN ó INTEMPERISMO Es la descomposición, desgaste, desintegración y destrucción de las rocas, como respuesta a su exposición a los agentes de la intemperie (ej. agua, aire, variaciones de temperatura, acción de organismos). Puede darse el intemperismo mecánico (desintegración), y químico (descomposición), pero ambos procesos, por regla general interactúan.
Las variaciones de humedad y temperatura inciden en ambas formas de intemperismo toda vez que afectan la roca desde el punto de vista mecĂĄnico y que el agua y el calor favorecen las reacciones quĂmicas que la alteran.
Distintos factores ambientales físicos y químicos atacan a las rocas y las cuartean, disgregan y descomponen, y según el carácter de los factores que produzcan la meteorización se distinguen la meteorización física y la meteorización química.
Intemperismo mecanico.
Se desarrolla fundamentalmente en ambientes desérticos y periglaciares. Es que los climas desérticos tienen amplia diferencia térmica entre el día y la noche y la ausencia de vegetación permite que los rayos solares incidan directamente sobre las rocas, mientras en los ambientes periglaciares las temperaturas varían por encima y por debajo del punto de fusión del hielo, con una periodicidad diaria o estacional.
FACTORES DEL INTEMPERISMO MECANICO 1.- Presencia de zonas (planos) de debilidad. 2.- Expansión provocada por la descompresión. 3.- Fragmentación por hielo o gelifracción. 4.- Expansión/contracción térmica 5.- Fragmentación por crecimiento de minerales. 6.- Actividad biológica.
1.- Presencia de zonas (planos) de debilidad Todas las rocas tienen planos de debilidad como (1)estratificación, (2)diaclasas, (3)foliación, (4)fracturas, etc. Entre más cercanos se encuentren estos planos entre sí, más favorecerán la desintegración de las rocas
2.- Expansión provocada por la descompresión La eliminación de una fuente de presión (desaparición de una roca por erosión) provoca el fenómeno de “lajamiento”, ó exfoliación esferoidal
En la exfoliación esferoidal , típica de intrusivos graníticos, el intemperismo es favorecido por las zonas fracturadas, grietas donde el agua penetra y adicionalmente con intemperismo químico, redondea las esquinas de los bordes angulosos, por lo que finalmente los fragmentos adquieren una característica forma redondeada distintiva de este tipo de rocas.
3.- Fragmentación por hielo o gelifracción. El agua congelada se expande ~ 9% al congelarse. Cuando ocurre en un espacio confinado, se ejerce gran presión en las paredes del recipiente, que se rompe .
En las rocas, el proceso de rotura por cuñas de hielo se denomina gelifracción.
Fragmentaci贸n por hielo o gelifracci贸n. Cont. Una evidencia clara de estos procesos repetidos es el de los piedemontes, coluviones o pedregales en la base de las monta帽as empinadas.
Esto es tambi茅n origen de baches en las carreteras de regiones con nieves invernales en la etapa de descongelamiento
Fragmentaci贸n por hielo o gelifracci贸n. Co
4.- Expansión térmica.
En lugares con diferencias importantes de temperatura diurnas-nocturnas. Es un proceso que puede graduar con la geliflaxión. También puede ser la causa de los coluviones. Es más efectivo en las rocas que se encuentran más fracturadas.
5.- FragmentaciĂłn por crecimiento de minerales.
El crecimiento de minerales a partir de soluciones circulantes en las fracturas de las rocas, puede tambiĂŠn ejercer fuerzas expansivas que rompen la roca. Esto ocurre al cristalizar carbonato de calcio y mĂĄs raramente yeso o sales.
6.- Actividad biológica.
Por efecto mecánico directo (acción de raíces de árboles, movimientos de organismos en el suelo) o indirecto, por emisión de ácidos orgánicos (intemperismo químico), etc.
INTEMPERISMO QUÍMICO Sucede cuando los minerales reaccionan con algunas sustancias presentes en sus inmediaciones, principalmente disueltas en agua, para dar otros minerales de distintas composiciones químicas y más estables a las condiciones del exterior. En general los minerales son más susceptibles a esta meteorización cuando más débiles son sus enlaces y más lejanas sus condiciones de formación a las del ambiente en la superficie de la Tierra.
FACTORES DEL INTEMPERISMO QUIMICO Los factores del intemperismo químico son cinco: el intemperismo mecánico, la composición mineralógica original, la profundidad de los materiales y las variaciones de la temperatura y de la humedad.
1. El intemperismo mecánico 2. La profundidad de los materiales 3. La composición mineralógica original 4. Las variaciones de la temperatura y de la humedad.
1. El intemperismo mecánico. Es el factor más importante de intemperismo químico, porque el proceso garantiza mayor área de exposición de los materiales.
Bloque fracturado merced a un sistema de diaclasas. Las fracturas son ortogonales y de igual espaciamiento. Se observa cómo el fracturamiento ofrece más área de exposición pues si el bloque X tiene 6 m2, la formación de pequeños bloques con aristas 3 veces más pequeñas, triplicará el área de exposición. Adaptado de Leet y Judson, Geología física.
2. La profundidad. Los materiales de la superficie están más expuestos a las variaciones de temperatura y la humedad y por consiguiente al aire y la materia orgánica. En la superficie existen organismos vivos que favorecen la alteración de la roca. Raíz de una planta formando arcillas. Por las cargas eléctricas (-) de la raíz hay adherencia de iones de hidrógeno (H+); la ortoclasa tendrá disponible iones de potasio (K+).
3. La composición del mineral original. Este es un factor que alude a la génesis y tipo de roca, a su textura. Por ejemplo, entre los metales el hierro se oxida más rápidamente y entre los silicatos, según Bowen, el cuarzo resiste más.
4. La temperatura y la humedad Son dos factores climáticos que condicionan la velocidad e intensidad de las reacciones químicas; la humedad favorece la producción de ácido carbónico, además de proveer otros ácidos de reacción.
Las rocas se degradan por ciclos de humedecimiento y secado antes que por una humedad y temperaturas fijas; la intensidad en la variaci贸n de ambos factores es el a s p e c t o fundamental.
FORMAS DEL INTEMPERISMO QUIMICO Estas formas dependen del agente y se denominan: - - - - - -
Disolución Hidratación Hidrólisis Oxidación Carbonatación Reducción
Disolución
Es la forma más sencilla de ataque químico y consiste en disociar moléculas de rocas por ácidos como el carbónico y el húmico. Rocas solubles son las calizas y las evaporitas.
Hidratación
hidratación que forma hidróxido de calcio E l Y e s o e n r o c a e s u n a r o c a sedimentaria monomineralica, formada principalmente por yeso y accesoriamente por ahnidrita, calcita y minerales arcillosos de color blanco amarillento, pardusco, rojizo, verdoso, gris, de grano fino a grueso, a veces estratificada. Se origina por evaporación del agua de mar y lagos, por precipitación primaria de ahnidrita. Fragmentación de la roca como consecuencia del aumento de volumen producido por el agua de cristalización. Se explica porque algunos minerales pueden incorporar agua a su estructura cristalina, en proporción definida. Ej., yeso y anhidrita.
Hidrólisis
Consiste en la incorporación de iones de H+ y OH- a la red estructural de los minerales. Supone separar una sal en ácido y base. Cuando el agua se descompone para que el ion OHreaccione con las rocas, en especial silicatos y sobre todo feldespatos, se obtienen arcillas. Las rocas ígneas tienen cationes metálicos Mg, Ca, Na, K, Fe y Al, que con el hidróxido (OH-) forman bicarbonatos y carbonatos solubles.
Oxidación
Aquí los componentes de las rocas reaccionan con el oxígeno que se halla disuelto en el agua. Ocurre frecuentemente en los compuestos de hierro donde es más visible por los colores rojizos y amarillentos del Oxido e h i d r ó x i d o f é r r i c o , respectivamente.
producto de la oxidación de la roca rica en cobre por efecto del agua
sustratos rocosos de tonalidades rojizas, ocres o parduzcas, tan abundantes, se producen por la oxidaci贸n del hierro contenido en las rocas.
Carbonatación Fijación del CO2. Esta especie y el agua forman ácido carbónico. El H2CO3 reacciona a su vez con el carbonato cálcico para formar bicarbonato en los paisajes kársticos (propios de los yacimientos de mármoles, dolomías y calizas).
Que es disminuir o perder oxígeno, lo contrario de oxidación. Algunos minerales al sufrir reducción provocan la alteración de la roca.
Reducción
ROCAS
La roca ígnea se forma cuando material rocoso fundido, que llamamos magma, se enfría y se solidifica.
Rocas Igneas Roca basáltica
Se puede formar a varios niveles de profundidad en la corteza y en la parte superior del manto. Si se forma muy profundo el proceso dura miles de años, las rocas se llaman plutónicas, como el granito. Se denomina roca plutónica. Está al interior de grandes montañas.
Roca plutónica
Si se forma a baja profundidad, por ejemplo, cuando emerge magma en erupciones volcánicas, como el basalto. Se denomina roca volcánica. Están el lecho oceánico.
Roca Sedimentarias Rocas preexistentes son meteorizadas (se desintegran) y son desplazados por el viento, la lluvia o el hielo glacial. Los restos desplazados se acumulan y van formando capas aproximadamente planas. Estos son llamados sedimentos, y pueden convertirse en rocas por: a) Compactación, ocurre debido al peso de las mismas capas de sedimentos. b) Cementación, cuando el agua con sustancias disueltas se filtra en los sedimentos acumulados.
Éstas se acumulan en capas en la superficie de la Tierra.
Otro procedimiento de formaciĂłn de rocas sedimentarias es de carĂĄcter quĂmico. La caliza es un tipo. Las rocas sedimentarias son aproximadamente el 5% de la capa de la corteza que cubre los primeros 16 km de profundidad, pero son claves para conocer la historia del planeta Tierra.
Rocas Metamórficas Su origen es muy diverso, puede provenir de una roca ígnea, una sedimentaria e incluso de otra roca metamórfica. La roca de la que proviene se denomina “roca madre”, la que experimenta una transformación. Para que una roca pase por el proceso del metamorfismo se requiere condiciones que se dan en la profundidad de la corteza o en la parte superior del manto: - alta temperatura, pero tal que la roca madre no se funda. - alta presión.
Antracita
Pizarra
Caverna de mármol en el lago General Carrera. Aysén. Chile.
Las rocas metamórficas son comunes en los grandes cinturones montañosos.
Colofón Las
rocas ígneas tienen los cristales visibles, que las hace fácilmente reconocibles Las rocas metamórficas tiene alteraciones producto de la presión o el calor Las rocas sedimentarias: Sus minerales han sido pulverizadas y algunas estratificadas
El perfil de suelo Un perfil de suelo es la exposición vertical, de horizontes o capas horizontales, de una porción superficial de la corteza terrestre.
Horizontes del suelo El conjunto de los horizontes se denomina perfil del suelo, y su estudio permite clasificar los distintos tipos de suelo.
Fin
de la clase