UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA

INGENIERÍA AMBIENTAL - INGENIERIA INDUSTRIAL

EL SUELO Y CONTAMINACIÓN DEL SUELO

Generalidades.

Es la cubierta superficial de la mayoría de la superficie continental de la Tierra. Es un agregado de minerales no consolidados y de partículas orgánicas producidas por la acción combinada del viento, el agua y los procesos de desintegración orgánica.

Los suelos cambian mucho de un lugar a otro. La composición química y la estructura física del suelo en un lugar dado, están determinadas por el tipo de material geológico del que se origina, por la cubierta vegetal, por la cantidad de tiempo en que ha actuado la meteorización, por la topografía y por los cambios artificiales resultantes de las actividades humanas. Las variaciones del suelo en la naturaleza son graduales, excepto las derivadas de desastres naturales. Sin embargo, el cultivo de la tierra priva al suelo de su cubierta vegetal y de mucha de su protección contra la erosión del agua y del viento, por lo que estos cambios pueden ser más rápidos. Los agricultores han tenido que desarrollar métodos para prevenir la alteración perjudicial del suelo debida al cultivo excesivo y para reconstruir suelos que ya han sido alterados con graves daños.

El conocimiento básico de la textura del suelo es importante para los ingenieros que construyen edificios, carreteras y otras estructuras sobre y bajo la superficie terrestre. Sin embargo, los agricultores se interesan en detalle por todas sus propiedades, porque el conocimiento de los componentes minerales y orgánicos, de la aireación y capacidad de retención del agua, así como de muchos otros aspectos de la estructura de los suelos, es necesario para la producción de buenas cosechas.

Figura 1.Formación del Suelo

Clases de suelo

Los suelos muestran gran variedad de aspectos, fertilidad y características químicas en función de los materiales minerales y orgánicos que lo forman. El color es uno de los criterios más simples para calificar las variedades de suelo. La regla general, aunque con excepciones, es que los suelos oscuros son más fértiles que los claros. La oscuridad suele ser resultado de la presencia de grandes cantidades de humus. A veces, sin embargo, los suelos oscuros o negros deben su tono a la materia mineral o a humedad excesiva; en estos casos, el color oscuro no es un indicador de fertilidad.

Los suelos rojos o castaño-rojizos suelen contener una gran proporción de óxidos de hierro (derivado de las rocas primigenias) que no han sido sometidos a humedad excesiva. Por tanto, el color rojo es, en general, un indicio de que el suelo está bien drenado, no es húmedo en exceso y es fértil. En muchos lugares del mundo, un color rojizo puede ser debido a minerales formados en épocas recientes, no disponibles químicamente para las plantas. Casi todos los suelos amarillos o amarillentos tienen escasa fertilidad. Deben su color a óxidos de hierro que han reaccionado con agua y son de este modo señal de un terreno mal drenado. Los suelos grisáceos pueden tener deficiencias de hierro u oxígeno, o un exceso de sales alcalinas, como carbonato de calcio.

La textura general de un suelo depende de las proporciones de partículas de distintos tamaños que lo constituyen. Las partículas del suelo se clasifican como arena, limo y arcilla.

En función de las proporciones de arena, limo y arcilla, la textura de los suelos se clasifica en varios grupos definidos de manera arbitraria. Algunos son: la arcilla arenosa, la arcilla limosa, el limo arcilloso, el limo arcilloso arenoso, el fango arcilloso, el fango, el limo arenoso y la arena limosa. La textura de un suelo afecta en gran medida a su productividad. Los suelos con un porcentaje elevado de arena suelen ser incapaces de almacenar agua suficiente como para permitir el buen crecimiento de las plantas y pierden grandes cantidades de minerales nutrientes por lixiviación hacia el subsuelo.

Clasificación de los suelos

Los suelos se dividen en clases según sus características generales. La clasificación se suele basar en la morfología y la composición del suelo, con énfasis en las propiedades que se pueden ver, sentir o medir por ejemplo, la profundidad, el color, la textura, la estructura y la composición química. La mayoría de los suelos tienen capas características, llamadas horizontes; la naturaleza, el número, el grosor y la disposición de éstas también es importante en la identificación y clasificación de los suelos.

  Ciencias que estudian los suelos   

o    Geología: Campo de la ciencia que se interesa por el origen del planeta Tierra, su historia, su forma, la materia que lo configura y los procesos que actúan o han actuado sobre él.

o    Edafología: Ciencia que estudia las características de los suelos, su formación y su evolución (edafogénesis), sus propiedades físicas, morfológicas, químicas y mineralógicas y su distribución. También comprende el estudio de las aptitudes de los suelos para la explotación agraria o forestal. 

o    Pedología: Ciencia que estudia la tierra apta para el cultivo.

Tipos de  Rocas

Rocas igneas

o   Se originan a partir de un magma (rocas fundidas a muy alta temperatura). El término ígneo deriva del latín igneus, es decir, ardiente. Las rocas ígneas se solidifican cuando se enfría el magma, sea bajo tierra o en la superficie. Las más antiguas tienen al menos 3.960 millones de años, mientras que las más jóvenes apenas se están formando en estos momentos.

Figura 2. Rocas Igneas

Rocas sedimentarias

o      Se forman en la superficie terrestre o cerca de ella. Normalmente, la roca se fragmenta y se disuelve por acción de la meteorización y la erosión, las partículas se sedimentan y los minerales disueltos cristalizan a partir del agua y forman sedimentos. Los componentes de la roca fragmentada son transportados por el agua y el hielo y, enterrados a poca profundidad, se convierten en nuevas rocas. Las rocas sedimentarias se disponen en capas, las más recientes situadas sobre las más antiguas, lo que permite a los geólogos conocer la edad relativa de cada capa. Las rocas sedimentarias suelen contener fósiles, que pueden ser de utilidad tanto para datar las rocas como para determinar su origen. Existen tres grupos principales: orgánicas, detríticas y químicas. 

Figura 3. Rocas Sedimentarias

Rocas metamórficas 

o      En la profundidad de la corteza terrestre, las temperaturas y las presiones son altísimas. Dentro de nuestro planeta, el grupo de minerales que compone una roca se puede transformar en otro que sea estable a presiones y temperaturas superiores. Las rocas situadas cerca de un cuerpo de magma caliente se pueden transformar por la acción del calor. Las rocas que han sido enterradas a gran profundidad por la acción de placas tectónicas convergentes pueden transformarse por el aumento de la presión y de la temperatura. Ese cambio se denomina metamorfismo, un proceso que puede modificar cualquier tipo de roca, sea sedimentaria, ígnea o incluso metamórfica. Por ejemplo, la piedra caliza, que es sedimentaria, puede convertirse en mármol, y el basalto, que es ígneo, en una roca verde, anfibolita o eclogita. 

Figura 4. Rocas Metamórficas

Clasificación de Suelos

o        Clasificación Nº1

Suelos zonales

Suelos azonales

Suelos intrazonales

Clasificación Nº2

Suelos exodinamorficos

Suelos exodinamorficos

o        Clasificación Nº3

Pedocales

Pedalfers

Textura del Suelo

La textura de un suelo esta expresada por la distribución del tamaño de las partículas sólidas que comprenden el suelo. En otras palabras por la composición granulométricas del suelo, previa dispersión de sus agregados.

   Estructura del Suelo

Define el estado de agregación de las partículas componentes minerales u orgánicas. Depende de la disposición de sus partículas y de la adhesión de las partículas menores para formar otras mayores o agregados.

Tipos de estructuras de suelos

Estructuras simples o no desarrolladas:

a)      Estructura particular

b)      Estructura masiva

c)      Estructura cementada

Estructuras compuestas

a)      Estructura grumosa

b)     Estructura laminal

c)      Estructura en bloques

d)     Prismática o columnal

Contaminación de los Suelos 

El suelo se contamina en forma localizada cuando una sustancia tóxica entra en él. Primero, la sustancia extraña será contrarrestada por la capacidad del suelo de regular su pH (efecto buffer o tampón) y gracias a algunos compuestos, que absorbiéndolos o absorbiéndose a ésta pueden neutralizarla. Una vez que esta capacidad de auto-depuración se vea sobrepasada, el suelo comenzará a acumular las toxinas. Una vez contaminado, volverlo a su estado inicial es un proceso sumamente costoso y, en la mayoría de los casos, imposible.

Si la textura y demás condiciones físicas del suelo lo permiten, la sustancia nociva podrá descender a través del perfil edafológico hasta alcanzar la capa freática y contaminar las aguas subterráneas.

 
La contaminación del suelo puede producirse instantáneamente, justo cuando la sustancia contaminante se vuelca en forma accidental o intencional sobre él; o bien puede causarse progresivamente debido a la continúa e ininterrumpida adición de materiales y sustancias tóxicas. Una de las fuentes más notorias de este último tipo de contaminación es la que provocan los agroquímicos. Las técnicas actuales de incremento de la producción, las que incluyen la adición de elevadas cantidades de fertilizantes y plaguicidas, ponen en peligro las condiciones físico-químicas del suelo y lo dejan en un estado de escasez total de nutrientes o exceso de compuestos perjudiciales.

Los casos de contaminación dispersa se pueden producir cuando se aplican cantidades importantes de plaguicidas a zonas donde el nivel freático está poco profundo, en suelos muy porosos o cerca de fracturas o diaclasas que conectan los acuíferos con la superficie. La contaminación del agua de la freática es un problema adicional que deberá tratarse ya que, en algún momento de su recorrido, las éstas afloran o bien son aprovechadas como fuente de abastecimiento poblacional.

Al igual que en el caso del agua y del aire, la contaminación de los suelos la causan todos aquellos compuestos que no forman parte de su composición normal.
El desarrollo industrial y tecnológico genera desechos que se acumulan en los suelos y los contaminan. Además, el incremento de la población mundial y, por consiguiente, del material de desecho que esta genera hace necesario tener sistemas bien desarrollados de evacuación de basura.

 
Los principales fenómenos y sustancias que contaminan los suelos son:

• Pesticidas: Son compuestos utilizados en la agricultura para el control de plagas de vegetales. Sin embargo, estos compuestos, además de afectar microorganismos, afectan también los suelos, el agua y en general a los organismos vivos que hace uso de estos recursos. Los pesticidas tienen ciertos componentes dañinos para nuestra salud, que se pueden acumular en vegetales, agua o los suelos donde fueron utilizados.
• Rellenos sanitarios: Son los lugares donde se acumulan los desechos de las poblaciones. Al descomponerse, los desechos generalmente se filtran en el suelo y contaminan las aguas subterráneas.
• Sustancias químicas peligrosas: Como los perclorados y fosfatados, que son muy difíciles de degradar.
• Fenómenos de contaminación global: Como la lluvia ácida, causada por contaminantes atmosféricos.

El suelo es un recurso natural que corresponde a la capa superior de la corteza terrestre. Allí nacen y se desarrollan las plantas que extraen del suelo una gran parte de sus nutrientes. Luego, los animales y aves se alimentan de ellas y, a la vez, sirven de sustento a otros animales. Este proceso conocido como bioacumulación es uno de los principales problemas que debemos enfrentar.

En condiciones naturales, la construcción y destrucción del suelo son procesos dinámicos con un balance positivo. Sin embargo, el uso humano del suelo y las exigencias de la sociedad industrializada han creado un desequilibrio entre la destrucción del suelo y su proceso de recuperación. Como ocurre con muchos otros recursos naturales, se está usando, contaminando y agotando el suelo tan rápidamente que este apenas puede recuperarse mediante procesos naturales. Al destruir el suelo o disminuir su fertilidad se disminuye también el potencial de producir alimentos.

 Elementos Descargados por las Actividades Mineras

 Las substancias descargadas por la minería entran en un proceso de reciclaje ambiental, dominado por la dinámica del ambiente receptor, y en algún momento tendrán que llegar obligatoriamente a los suelos, donde tenderán a ser acumulados. Si la descarga persiste el tiempo suficiente, se podrían exceder los umbrales de seguridad ambiental.

El grupo de límites críticos será específico para cada trío elemento-especie-suelo, reflejando la cuantía en que el elemento es requerido, su potencial tóxico, la sensibilidad de la especie afectada y la capacidad tampón a ese elemento, que posee el suelo donde se produce el contacto elemento-planta-países.

Contaminación con Residuos de Pesticidas o Plaguicidas

Tipos de Plaguicidas o pesticidas Modernos

 Los plaguicidas que hoy dominan el mercado son compuestos orgánicos de síntesis artificial, aplicados a los cultivos para impedir la proliferación de parásitos en las plantas. Si bien subsisten plaguicidas de base mineral, su uso está prácticamente discontinuado y no parecen representar un riesgo ambiental masivo. La tabla siguiente presenta las generaciones de plaguicidas orgánicos, desde los organoclorados (OC), grupo de substancias orgánicas unidas a átomos de cloro, a los perímetros sintéticos, primera generación de plaguicidas de base natural, que reproducen un compuesto que otorga resistencia contra insectos a las plantas del género Chrisantenum, existente en Kenya.

El mayor riesgo ambiental se asocia a los plaguicidas OC, pues los factores de deterioro, especificidad de acción, fuerte toxicidad para mamíferos superiores y prolongada persistencia ambiental, manifiestan una máxima expresión favoreciendo su acumulación y un máximo potencial de biomagnificación. En general, el riesgo sigue la secuencia organoclorados > organofosforados> carbamatos> piretroides sintéticos.

¿Nos afecta la contaminación de los suelos?

Algunos de los efectos de la contaminación de los suelos son: la erosión, la desertificación, la compactación.

1. La erosión es la pérdida de suelo fértil debido a que el agua y el viento normalmente arrastran la capa superficial de la tierra hasta acabar con ella. Por otro lado, generalmente el ser humano también contribuye a la pérdida de suelos fértiles cuando se utilizan malas técnicas de cultivo, sobrepastoreo, quema de vegetación o tala del bosque, todas ellas prácticas que destruyen la cubierta vegetal.

La degradación del suelo reviste gran importancia porque su regeneración y, por tanto, reutilización es en extremo lenta. En zonas agrícolas tropicales y templadas, se requiere de un promedio de 500 años para la renovación de 2,5 centímetros de suelo.

La erosión también puede afectar ecosistemas lejanos, como los de la vida marina. El suelo arrastrado al mar se deposita como sedimento y cambia la composición del fondo marino, sepulta vegetación y cuevas y transforma el contenido químico de las aguas.

Es importante destacar que la erosión del suelo, además de afectar y alterar los ecosistemas, afecta seriamente a la gente y a la economía de un lugar. Hay una relación directa entre la disminución de la capacidad productora del suelo y la disminución de los ingresos de la comunidad.

2. La desertificación es la intensificación de la aridez y falta de humedad del suelo. Cabe destacar que este término se utiliza para describir procesos causados por los seres humanos. En cambio, el llamado "desertización" se utiliza para describir el proceso natural de la formación de desiertos. La desertificación, definida como la intensificación de las condiciones desérticas y el decrecimiento paulatino de la productividad de los ecosistemas, es generada principalmente por el ser humano que actúa sobre un medio frágil y lo presiona en exceso para obtener su sustento. Cuando se tala vegetación para despejar tierras o usar leña, la capa fértil del suelo es expuesta a la lluvia y al sol, la corteza del suelo se endurece y se seca e impide la infiltración de más agua. Así comienza el proceso de desertificación, ya que disminuye la filtración acuosa a depósitos subterráneos, y la capa de suelo superficial se erosiona y se vuelve estéril.
Las principales causas de desertificación son la agricultura de secano y riego, la erosión hídrica y eólica, los cambios climáticos, el sobrepastoreo, la deforestación, los incendios forestales, la extinción de especies nativas de flora y fauna, y la expansión urbana.

3. La compactación del suelo se produce por el paso de personas, animales y vehículos en forma repetida por el mismo lugar. Esto provoca la desaparición de los espacios existentes entre las partículas del suelo, lo cual disminuye la cantidad de oxígeno presente y, por ello, la microflora y microfauna. Este problema se da, por ejemplo, en varios parques nacionales, donde la gente camina fuera de los senderos habilitados, de manera que se compactan determinadas zonas y se daña el ecosistema.

Recuerden que cualquier tipo de contaminación generada en el aire o el agua afecta los suelos también por los ácidos, las basuras, los químicos, etc . Y que como consecuencia de este hecho los cultivos que nos comemos están contaminados generando enfermedades tan terribles como el cáncer, enfermedad que cada vez mas se achaca a los factores ambientales.