Fracción Inorgánica del Suelo: Mineralogía, Arcillas y Propiedades Coloidales

Fracción Inorgánica del Suelo: Generación de Partículas de Diferente Tamaño

La fracción inorgánica del suelo se origina a través de diversos procesos que generan partículas de distintos tamaños y naturalezas:

• Componentes heredados: Se forman por fractura o alteración física del material parental.
• Componentes transformados o alterados: Resultan de la modificación de su composición química mediante procesos de alteración química y/o biológica.
• Componentes neoformados: Se originan por procesos de agregación y síntesis química.

Componentes Minerales y Procesos de Alteración

Los procesos de alteración generan diversos efectos en la matriz del suelo:

• Fracturas físicas: Ruptura mecánica de los minerales.
• Modificación estructural: Partículas con composición química y estructura cristalina modificadas.
• Reducción de tamaño: Pérdida paulatina de la estructura cristalina.
• Cinética de reacción: La velocidad de alteración es proporcional a la superficie específica de las partículas.

Formación de Arcillas

La formación de arcillas ocurre mediante dos procesos diferenciados:

1. Alteración: Implica principalmente la reducción de tamaño de los minerales preexistentes.
2. Recristalización: Los minerales primarios se descomponen y sus componentes se reorganizan para formar nuevas estructuras cristalinas.

Organización en capas de los silicatos cristalinos

• Arcillas 1:1: Formadas por la unión de una capa de tetraedros a una capa de octaedros.
• Arcillas 2:1: Estructura compuesta por una capa octaédrica unida, a ambos lados, por capas de tetraedros.

Clasificación de Arcillas Aluminosilicatadas

Tipo 1:1 (Bajo grado de sustitución habitual)

• Dioctaédrica: Caolinita.
• Trioctaédrica: Antigorita.

Tipo 2:1

Sustitución principal en la capa tetraédrica:

• Dioctaédrica: Ilita.
• Trioctaédrica: Clorita.

Sustitución principal en la capa octaédrica:

• Dioctaédrica: Montmorillonita.
• Trioctaédrica: Vermiculita.

Tipos de Arcillas y sus Propiedades

Arcillas Expandibles

• Grupo de la Vermiculita: Estructura 2:1, común en suelos ricos en micas.
• Grupo de la Montmorillonita: Posee notables propiedades coloidales y se asocia a un alto nivel de meteorización.

Arcillas No Expandibles

• Grupo de la Caolinita: Tipo 1:1, presenta baja Capacidad de Intercambio Catiónico (CIC), poca sustitución isomórfica y está asociada a baja fertilidad.
• Grupo de la Ilita: Tipo 2:1, con poca sustitución isomórfica; proviene de la hidratación de las micas.
• Grupo de la Clorita: Tipo 2:1, posee baja CIC y presenta propiedades intermedias similares a la ilita.

Materiales Amorfos

• Alofana: Se forma a partir de cenizas y materiales volcánicos en proceso de meteorización; posee una elevada CIC.
• Imogolita: Mineral paracristalino de estructura fibrosa, situado en un estado intermedio entre los materiales amorfos y los cristalinos.

Grupos de Silicatos

• Ortosilicatos: Olivino.
• Grupo de los Sorosilicatos y Ciclosilicatos: Turmalina.
• Grupo de los Inosilicatos: Piroxenos y anfíboles.
• Grupo de los Tectosilicatos: Cuarzo, feldespato y plagioclasas.
• Filosilicatos (1:1): Caolinita.
• Filosilicatos 2:1 Dioctaédricos: Moscovita, entre otros.

Fracciones Granulométricas: Arenas, Limos y Arcillas

Arenas (2 mm - 0.05 mm)

Presentan forma y tamaño irregular, siendo visibles a simple vista o con lupa. Se agrietan bajo presión y en ellas predomina el cuarzo. Proporcionan un buen drenaje y aireación al suelo.

Limos (0.05 mm - 0.002 mm)

En esta fracción predomina el cuarzo. Las partículas se asocian de forma cerrada, creando poros pequeños con escasa luminosidad. Retienen agua por fuerzas capilares, resistiendo la gravedad. No son expansivos ni plásticos.

Arcillas (< 0.002 mm)

Poseen una gran superficie específica. El término se utiliza como fracción granulométrica, clase textural y como mineral. Tienen un área mayor que la de limos y arenas, con una gran capacidad de retención de agua. Son elásticas en estado húmedo y se tornan pesadas y duras al secarse. Sus poros son muy finos y se comportan como coloides en suspensión.

Óxidos e Hidróxidos

Son compuestos neoformados a partir de Al, Fe, Mn, Ti y Si. Pueden ser cristalinos, paracristalinos o amorfos. Sus propiedades principales incluyen:

• Actúan como elementos cromógenos (dan color al suelo).
• Pueden presentarse asociados a las arcillas.
• Forman agregados cementados como concreciones, pisolitos, capas cementadas, contactos petroférricos o corazas ferruginosas.
• Son típicos de suelos tropicales húmedos.

Características y Rol de los Coloides

Propiedades de los Coloides

• Tamaño microscópico y superficie específica muy elevada.
• Carga eléctrica (positiva o negativa).
• Alta reactividad física y química.
• No se disuelven ni atraviesan membranas semipermeables.
• Son visibles mediante instrumentos ópticos y presentan gran diversidad y complejidad.

Importancia de los Coloides en el Suelo

Los coloides son factores clave en:

• Organización y estructura: Influyen en la agregación, el recambio de gases, la infiltración de agua, la penetración de raíces y el microhábitat.
• Estabilidad: Aportan resistencia al suelo.
• Retención hídrica: Regulan la capacidad de retención de agua.
• Química del suelo: Controlan el aporte de nutrientes y la fijación de contaminantes (mediante la Capacidad de Intercambio Catiónico - CEC).

Potencial Zeta

Se define como la diferencia de potencial entre la superficie que separa las partes fija y móvil de la doble capa eléctrica, por una parte, y el seno del líquido por otra.