Suelo y agua

UNIVERSIDAD DE LA REPÚBLICA FACULTAD DE AGRONOMÍA DEPARTAMENTO DE SUELOS Y AGUAS

2003

Ing. Agr. Artigas Durán

Edafología Profesor Libre

FORMACION DEL SUELO
FUNDAMENTOS TERMODINÁMICOS – MODELOS DEL SISTEMA SUELO Los suelos constituyen en la visión de los edafólogos un sistema dinámico, perturbado constantemente por fuerzas internas y externas, pero esta visión no coincide en generalcon la del hombre común para quien el suelo es una de los componentes más estables del medio ambiente, sobre todo en comparación con la atmósfera, la hidrosfera y la biosfera. La compatibilización entre estas opiniones divergentes requiere considerar, o bien el marco temporal en que se visualizan los suelos, o bien el nivel de detalle de la observación de los mismos. Del punto de vistamorfológico, la mayoría de los suelos cambian muy poco durante la vida del hombre, si éste no les introduce perturbaciones a través del uso. Inversamente, la composición de la solución del suelo está sujeta a cambios constantes en respuesta a la absorción de nutrientes por las plantas, la meteorización de los minerales, las reacciones de adsorción-desorción de iones, la lixiviación o los cambios en elcontenido de agua del suelo. Como consecuencia, siendo el suelo un sistema dinámico, es la dinámica y no la estática la forma correcta de encarar el estudio de la composición y el comportamiento de dicho sistema, puesto que ella implica procesos o fuerzas de cambio, lo que ayuda a separar causas de efectos en los suelos. Una comprensión de la importancia relativa de los diferentes procesos involucradosen la dinámica del suelo permite una predicción más precisa de la influencia del hombre sobre el suelo a través de las prácticas de manejo. La utilización de estas prácticas debe ser consistente con los resultados anticipados de las mismas aún si la evaluación pudiera tener lugar solamente luego de largos períodos de tiempo (varias generaciones). La comprensión de los suelos es más clara y elimpacto de la acción del hombre sobre ellos es más predecible si en el proceso mental se incluye una apreciación de los flujos de energía o procesos. Este enfoque se apoya en algunos principios básicos de la Termodinámica que serán mencionados solamente en forma muy breve ya que forman parte de otro curso más orientado a su estudio. La Primera Ley de la Termodinámica se refiere a la conservación de laenergía y su planteo general en forma resumida expresa que la energía no puede ser creada ni transformada. Su expresión matemática es la presentada en la ecuación 1. Ecuación 1: ∆E = ∆q + ∆w Esta ecuación establece que el cambio en energía interna (∆E) de un sistema cerrado es igual a la suma de los flujos de calor (∆q) y de trabajo (∆w). Los procesos irreversibles resultan en la conversiónespontánea de la energía interna en calor y trabajo de manera que en el equilibrio se alcanzará un estado de mínima energía interna. En la mayoría de las reacciones químicas de ocurrencia natural, en las que el único trabajo es el de presión – temperatura (P∆V) se introduce otro término de importancia que es la entalpía (H), considerada como un indicador de los contenidos relativos de calor y definidapor la ecuación 2.

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Ecuación 2: H = E + PV El valor de entalpía cero se asigna, por convención, a los elementos en sus estados estables bajo condiciones estándar (25ºC y 1 atm de presión). Las reacciones en las cuales hay emisión de calor (exotérmicas) tienen valores negativos de ∆H, en tanto que aquellas en las que se absorbe calor (endotérmicas) tienen valor positivo de ∆H. Un enunciadogeneral de la Segunda Ley de la Termodinámica expresa que los sistemas aislados se aproximarán espontáneamente a un estado de equilibrio y, a su vez, la consideración de la Primera Ley revela que los procesos ocurren espontáneamente si durante el mismo se libera energía en forma de trabajo o de calor. Para cuantificar la Segunda Ley debe introducirse otro término, entropía (S). La entropía...