Potencial hidrico

Potencial hídrico
El potencial hídrico hace referencia a la energía potencial del agua, o sea, la energía libre que poseen las moléculas de agua para realizar trabajo. Cuantifica la tendencia del agua de fluir desde un área hacia otra debido a ósmosis, gravedad, presión mecánica, o efectos mátricos como la tensión superficial. Es un concepto generalmente utilizado en fisiología vegetal quepermite explicar la circulación del agua en las plantas; como así también en los animales y el suelo. Se representa comúnmente con la letra griega (Psi).
El potencial hídrico está constituido por varios potenciales que influyen sobre el movimiento del agua, que pueden actuar en las mismas o diferentes direcciones. Dentro de complejos sistemas biológicos, estos factores de potencial juegan un rol deimportancia. Por ejemplo, la adición de solutos al agua disminuye su potencial hídrico, haciéndolo más negativo, como también un incremento en la presión aumenta su potencial, haciéndolo más positivo. Si es posible, el agua fluirá desde un área de alto potencial hídrico hacia un lugar con potencial menor. Un ejemplo muy común es el agua que contiene sal disuelta, como el agua de mar o la solucióndentro de células vivas. Estas soluciones generalmente tienen potenciales hídricos negativos, en relación al agua pura de referencia (con potencial igual a cero). Si no hay ninguna restricción en el movimiento, las moléculas de agua fluirán desde el agua pura hacia el menor potencial hídrico de la solución. Este flujo continúa hasta que la diferencia en el potencial soluto se equilibre con otrafuerza, como puede ser, el potencial presión.

Concepto
El potencial hídrico deriva del potencial químico del agua (μw) de manera que:
Ψ = (μw - μw0) / Vw (MPa), siendo μw el potencial químico del agua, μw0 el potencial químico del agua en condiciones estándar y Vw el volumen molar del agua.

Potencial químico del agua
El potencial químico del agua (μw) es la contribución, en julios por mol, ala energía libre total del sistema.
μw = Gw / nw (J/mol), donde Gw es la energía libre del agua y nw los moles de agua.

Componentes
Hay varios factores que pueden incidir sobre la potencial agua total, y la suma de estos potenciales determina el potencial agua y la dirección del flujo de agua:

Dónde:
es la corrección de referencia,
es el potencial soluto,
es el componente presión,
esel componente gravitacional,
es el potencial en relación a la humedad, y
es el potencial según las fuerzas mátricas, causada por la adhesión o atracción del agua por los sólidos del suelo. Tres fuerzas afectan el nivel energía del agua del suelo, cohesión del fluido, capilaridad y tensión superficial.

Potencial presión
El potencial presión aumenta cuando el agua ingresa a la célula. A medidaque se produce el ingreso de agua a través de la pared celular y la membrana citoplasmática, aumenta el total de agua presente dentro de la célula, la cual ejerce una presión hacia afuera que está contenida por la rigidez estructural de la pared celular. Ejerciendo esta presión, la planta puede mantener su turgencia, y por lo tanto, la rigidez de la planta. Sin la turgencia, la planta pierde suestructura y se marchita.
El potencial presión de una célula vegetal viva es generalmente positiva. En células plasmolizadas, el potencial de presión es prácticamente cero. Potenciales de presión negativos pueden ocurrir cuando el agua se haya bajo la influencia de una tensión, como se da en los vasos del xilema.

Potencial osmótico
Es consecuencia de los solutos disueltos, disminuye energíalibre del agua y es siempre negativo.
El agua pura, por convención, tiene potencial osmótico () cero, por lo tanto, un potencial soluto nunca puede ser positivo. La relación entre la concentración de soluto (en molaridad) el potencial soluto se da por la ecuación de van't Hoff:

Donde es la concentración en molaridad del soluto, es el factor de van't Hoff, la relación entre la cantidad de...