UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLAREAL

Facultad de Ingeniería Geográfica, Ambiental y Ecoturismo

Escuela de Ingeniería Ambiental

FACTORES ABIÓTICOS EN LA ECOLOGÍA: AUTOECOLÓGICA

ASIGNATURA: OCEANOGRAFÍA Y RECURSOS HIDROBIOLÓGICOS

ALUMNO: ALVAREZ ORÉ, Jorge Andrés

CÓDIGO: 2007014683

DOCENTE: ING. VERA CHAMOCHUMBI, Benjamín F.

TURNO: T

SECCIÓN: A

30 DE OCTUBRE DEL 2014

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DEDICATORIA

A DIOSPor su infinita misericordia al darnos la vida, el privilegio y la

oportunidad de servir a los demás.

A MIS ABNEGADOS PADRESPor brindarme siempre su apoyo educación y valores para lograr una excelencia de vida y servir a los nuestros y a la

sociedad.

A NUESTRO CATEDRÁTICO………

Por contribuir con nuestro desarrollo Y empeño hacia nuestra persona, por su ejemplo de profesionalidad que nunca

olvidaremos.

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AGRADECIMIENTO

A MI ALMA MATER…

Siendo nuestra Universidad Nacional Federico Villarreal la que hace posible nuestra investigación, por el cual se le agradece a las autoridades Dr. Elías Valverde por su guía en nuestra preparación, al director de escuela Cesar Muñoz, por su paciencia y apoyo.

En especial a nuestro docente Ing. Benjamín F. Vera Chamochumbi, gracias por su apoyo, tiempo y motivación en el transcurrir de nuestros estudios profesionales, por habernos transmitido los conocimientos obtenidos y habernos llevado pasó a paso en el aprendizaje y la dedicación de realizar esta monografía.

 

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OBJETIVOS

Dar a entender el concepto del teórico de cada uno de los factores abióticos del entorno de un individuo, tanto el marino como el terrestre, incluyendo a especies aéreas.

Mostrar a través de varios gráficos y dibujos intuitivos tales nociones.

Establecer conceptos más profundos del modelo ecológico del Ing. Benjamín Vera Chamochumbi.

Lograr comprender la descripción de cada uno de componentes abióticos de los ecosistemas.

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ÍNDICEAGRADECIMIENTO....................................................................................................................3

OBJETIVOS.................................................................................................................................4

ÍNDICE....................................................................................................................................... 5

MARCO TEÓRICO...................................................................................................................... 7

ECOSISTEMAS............................................................................................................................7

PRINCIPALES ECOSISTEMAS..................................................................................................8

CAMBIOS NATURALES DE LOS ECOSISTEMAS.......................................................................9

LOS ECOSISTEMAS TERRESTRES..........................................................................................10

ECOSISTEMAS ACUÁTICOS..................................................................................................11

LUZ.......................................................................................................................................... 13

NATURALEZA DE LA LUZ......................................................................................................14

VELOCIDAD..........................................................................................................................15

LUZ EN EL OCÉANO............................................................................................................. 15

TEMPERATURA........................................................................................................................17

ESCALAS DE TEMPERATURA................................................................................................18

EFECTOS DE LA TEMPERATURA...........................................................................................18

PRESIÓN..................................................................................................................................19

DENSIDAD Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA..................................................................................20

PRESIÓN EN LOS OCÉANOS.................................................................................................21

ATMÓSFERA............................................................................................................................21

COMPOSICIÓN.................................................................................................................... 21

FORMACIÓN........................................................................................................................22

ESTRUCTURA.......................................................................................................................22

EFECTO DE LAS ACTIVIDADES HUMANAS............................................................................23

DESTRUCCIÓN DEL OZONO.................................................................................................24

VIENTOS.............................................................................................................................. 24

SALINIDAD...............................................................................................................................24

SODICIDAD..........................................................................................................................26

TOXICIDAD ESPECÍFICA........................................................................................................26

EL ORIGEN DE LAS SALES.....................................................................................................26

ÍNDICES DE SALINIDAD (RADER ET AL. 1943)......................................................................28

AGUA: HUMEDAD...................................................................................................................29

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NUTRIENTES Y GASES: GASES DISUELTOS...............................................................................29

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD DE GASES EN AGUA........................................30

SUELOS O SUSTRATOS.............................................................................................................32

NATURALEZA DEL SUELO.................................................................................................... 33

CLASES DE SUELO................................................................................................................34

CLASIFICACIÓN DE LOS SUELOS...........................................................................................36

QUÍMICA DEL SUELO...........................................................................................................37

AGUA DEL SUELO................................................................................................................ 38

MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO.........................................................................................39

ALCALINIDAD.......................................................................................................................... 39

ALCALINIDAD Y NIVEL DE PH...............................................................................................39

CAUSAS DE ALCALINIDAD....................................................................................................40

DAÑOS POR UNA ALTA ALCALINIDAD.................................................................................40

pH y grado de alcalinidad del agua de mar.........................................................................40

SALES MINERALES...................................................................................................................40

DENSIDAD............................................................................................................................... 41

BIBLIOGRAFÍA..........................................................................................................................42

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MARCO TEÓRICO

ECOSISTEMASEcosistema, sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y su medio ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse en las décadas de 1920 y 1930, tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos —plantas, animales, bacterias, algas, protozoos y hongos, entre otros— que forman la comunidad y los flujos de energía y materiales que la atraviesan.

Niveles tróficos de un ecosistema

La ilustración representa los distintos niveles tróficos que pueden encontrarse en un ecosistema. Descomponedores, productores y consumidores establecen relaciones alimentarias entre ellos, ya que unos organismos se alimentan de otros y a su vez sirven de alimento a terceros. Haz clic en cada etiqueta para saber más de cada nivel trófico.

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Hay muchas formas de clasificar ecosistemas, y el propio término se ha utilizado en contextos distintos. Pueden describirse como ecosistemas zonas tan reducidas como los charcos de marea de las rocas y tan extensas como un bosque completo. Pero, en general, no es posible determinar con exactitud dónde termina un ecosistema y empieza otro. La idea de ecosistemas claramente separables es, por tanto, artificiosa.

PRINCIPALES ECOSISTEMASNo obstante, el concepto de ecosistema ha demostrado su utilidad en ecología. Se aplica, por ejemplo, para describir los principales tipos de hábitats del planeta. Ecosistemas terrestres: árticos y alpinos, propios de regiones frías y sin árboles; bosques, que pueden subdividirse en un amplio abanico de tipos, como selva lluviosa tropical o pluvisilva, bosque mediterráneo perennifolio, bosques templados, boreales y bosques templados caducifolios; praderas y sabanas; y desiertos y ecosistemas semiáridos. Ecosistemas de agua dulce: lagos, ríos y pantanos. También hay ecosistemas híbridos, terrestres y de agua dulce, como las llanuras de inundación estacionales. La gama de ecosistemas marinos es amplísima: arrecifes de coral, manglares, lechos de algas y otros ecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los misteriosos y poco conocidos sistemas de las llanuras y fosas abisales del fondo oceánico.

Componentes clásicos de un ecosistema

El término ecosistema puede también utilizarse para describir áreas geográficas que contienen un espectro amplio de tipos de hábitats mutuamente vinculados por fenómenos ecológicos. Así, la región del Serengeti-Seronera, en África oriental, una de las regiones salvajes más espectaculares del mundo, suele considerarse como un único ecosistema formado por distintos hábitats: llanuras herbáceas, sabana arbórea, espesuras, manchas de bosque, afloramientos rocosos (localmente denominados koppies o kopjes), ríos, arroyos y charcas estacionales. Asimismo, las zonas más productivas de los océanos se han dividido en una serie de grandes ecosistemas marinos que contienen hábitats muy variados. Son ejemplos de grandes ecosistemas marinos de características muy distintas: el mar Negro, el sistema formado por la corriente de Benguela, frente a la costa suroccidental de África, o el golfo de México.

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CAMBIOS NATURALES DE LOS ECOSISTEMAS El mundo natural está en perpetuo estado de transformación. El cambio opera a todas las escalas de tiempo, desde las más cortas a las más largas. Los cambios a corto plazo, observables por las personas, suelen ser cíclicos y predecibles: noche y día, ciclo mensual de las mareas, cambio anual de las estaciones, crecimiento, reproducción y muerte de los individuos. A esta escala, muchos ecosistemas no expuestos a la acción humana parecen estables e invariables, en un estado de ‘equilibrio natural’.

Cada vez es más evidente que esto no es así. Pero los cambios a largo plazo, los que actúan durante décadas, siglos, milenios y hasta decenas de millones de años, son más difíciles de seguir. La propia ecología es una ciencia con menos de un siglo de antigüedad, un simple guiño en la historia de la mayor parte de los ecosistemas naturales. Además, es evidente que casi todos estos cambios a largo plazo no son ni regulares ni predecibles.

En conjunto, el clima es, sin duda, el factor más influyente a corto y medio plazo. En tierra, la temperatura, la precipitación y la estacionalidad son los tres factores que más afectan a la distribución de ecosistemas. Los cambios de cualquiera de ellos pueden tener consecuencias duraderas. En tiempos geológicos recientes, el ejemplo más visible de esto es, sin duda, la serie de glaciaciones que han caracterizado a gran parte del pleistoceno. Estos prolongados periodos de enfriamiento global han afectado profundamente a los ecosistemas de todo el mundo, han provocado la invasión por los casquetes de hielo polares de regiones templadas y la contracción de los hábitats forestales húmedos en partes del trópico.

A escalas temporales más cortas pueden también producirse alteraciones climáticas de influencia geográfica amplia. Uno de los ejemplos más espectaculares es la corriente de El Niño, una corriente de agua cálida que recorre periódicamente el Pacífico. Ejerce una influencia enorme sobre los ecosistemas marinos y provoca, por ejemplo, la muerte de arrecifes de coral en muchos lugares del Pacífico o la pérdida de productividad de las pesquerías del ecosistema de la corriente Peruana, frente a las costas de Perú y Chile. La corriente de El Niño sigue un ciclo irregular y varía en cuanto a intensidad e impacto; raramente pasan más de veinte años sin que se produzca, pero en ocasiones el fenómeno se

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ha repetido con un intervalo de sólo uno o dos años. Afecta también a los ecosistemas terrestres, pues altera las pautas de precipitación, sobre todo en América.

Ciertos episodios locales también afectan con fuerza a los ecosistemas: incendios, inundaciones y corrimientos de tierras son fenómenos naturales que pueden tener repercusiones catastróficas a escala local. Este impacto no es necesariamente negativo: de hecho, muchos ecosistemas necesitan estas perturbaciones periódicas para mantenerse. Ciertos ecosistemas, una vez alcanzado el estado óptimo o clímax, son dependientes del fuego, ya que los incendios periódicos forman parte esencial del ciclo de crecimiento; estos ecosistemas son muy comunes en áreas semiáridas, como gran parte de Australia.

A escalas de tiempo más prolongadas, los fenómenos geológicos y la evolución desempeñan una función crucial en el cambio de funcionamiento de los ecosistemas. La deriva continental altera, literalmente, la faz de la Tierra, destruye paisajes y crea otros nuevos, mientras que la evolución da lugar a nuevas formas de vida que, a su vez, pueden crear ecosistemas nuevos al tiempo que inducen la extinción de otras especies y la pérdida o transformación de los ecosistemas de los que formaban parte.

Pero esto no significa que los ecosistemas naturales carezcan de continuidad. Muchos han demostrado una elasticidad y una persistencia enormes durante millones de años. Son ejemplos de ecosistemas que se han mantenido aparentemente estables durante mucho tiempo: las extensas llanuras del fondo oceánico, los ecosistemas de tipo mediterráneo del sur de África y el oeste de Australia y algunas áreas de selva tropical lluviosa o pluvisilva, como las del Sureste asiático continental o las montañas del este de África.

LOS ECOSISTEMAS TERRESTRESLos variados ambientes terrestres cada uno con características propias, hacen que existan gran número de ecosistemas. Se puede hablar en un ambiente terrestre de ecosistema de los polos, de paramos, de montaña, de valle, de llanura, de desierto. Estos grandes ecosistemas a su vez pueden contener muchas subdivisiones. CARACTERIZAN POR: Las condiciones ambientales son muy variables, con cambios notables entre el día y la noche, y en las estaciones del año. Los organismos productores viven fijos al suelo. Los herbívoros presentan una gran diversidad de especies, tanto vertebrados como invertebrados que han diversificado su alimentación (raíces, hojas, frutos, semillas, etc.) Los carnívoros han desarrollado estrategias diferentes de caza (depredadores como lobos, hilo de las arañas, caza nocturna de los murciélagos, carroñeros como los buitres, etc.) El flujo de energía comienza en las hojas, ya que son las estructuras que realizan la fotosíntesis y por ello buscan la luz solar, creciendo para captar la mayor cantidad posible de energía.

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Los organismos muertos se descomponen en el suelo y así los elementos pueden ser reutilizados en forma muy rápida de nuevo por las plantas. Los nutrientes y la humedad necesarios para la vida son variables, dependiendo del tipo de suelo y clima. El movimiento de los organismos vivos se realiza sobre el suelo o por el aire. Se agrupan en Biomas, que forman regiones muy extensas en la Tierra, desde el ecuador a los polos. Los Biomas son los distintos ecosistemas terrestres que se diferencian por sus características climáticas y por tener una vegetación y fauna determinadas. Los distintos Biomas son: la selva, la sabana, el desierto, el bosque mediterráneo, el bosque caducifolio, la estepa, la taiga, la tundra, las altas montañas y las zonas polares. La importancia de los Biomas terrestres está relacionada con su participación en el ciclo del agua, la fijación de los suelos, la liberación del oxígeno y la captación del dióxido de carbono atmosférico y la biodiversidad en los ecosistemas. Las plantas y animales terrestres presentan adaptaciones muy diversas: a la temperatura, al nivel de humedad, a la competencia entre organismos, etc. La degradación de los Biomas está relacionada con la deforestación, los incendios, la caza furtiva, la introducción de especies extrañas y la contaminación. El suelo, el agua y la atmósfera son los componentes abióticos de un ecosistema que sirven de sustento o apoyo a la vida de plantas, animales y microorganismos. Otros elementos abióticos que también influyen son la luz, la temperatura, la humedad, la presión atmosférica, la velocidad de los vientos las sales minerales de los suelos y los restos orgánicos. Todos ellos son factores del ambiente físico que tienen injerencia sobre los seres vivos. A su vez, estos seres vivos también influyen sobre los componentes abióticos, porque los desechos de plantas y animales colaboran en la fertilización los suelos, y los vegetales aportan gran cantidad de oxígeno a la atmósfera cuando fotosintetizan.

ECOSISTEMAS ACUÁTICOSUn ecosistema es una comunidad de organismos que viven e interactúan dentro de un entorno determinado. En un ecosistema acuático, ese entorno es el agua, y todos los animales y las plantas viven allí. El escenario específico y el tipo de agua, como un lago de agua dulce o un saladar, determinan qué tipo de plantas y animales vivirán allí.

Ecosistema acuático

Ecosistemas marinos

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Los sistemas marinos, u oceánicos, representan alrededor del 70% de la superficie terrestre y se caracterizan por la presencia de sal disuelta en el agua. El nivel de salinidad representa aproximadamente 35 partes de cada 1000 gr de agua, pero puede variar en función del clima o la presencia de una fuente cercana de agua dulce. Los organismos marinos deben adaptarse a un nivel estable o cambiante de contenido de sal y no pueden pasar de manera exitosa de uno a otro.

Tipos de hábitats de agua salada

Los ecosistemas de agua salada van desde las pobladas zonas costeras al casi inhóspito fondo marino. En los hábitats marinos, la cadena alimentaria comienza con el plancton, microorganismo que requiere luz solar para obtener energía y crecer. Por lo tanto, los sistemas más cercanos a la superficie o que se encuentran en aguas poco profundas alojan más vida. Esto incluye estuarios, saladares, arrecifes de coral y otros hábitats tropicales y zonas intermareales, como lagunas y laminarias. La vida animal en los ecosistemas marinos incluye desde zooplancton microscópico hasta peces de todos los tamaños y mamíferos marinos, incluyendo focas, ballenas y manatíes.

Ecosistemas de agua dulce

El agua dulce, agua que se puede tomar o tiene un contenido mínimo o inexistente de sal, tiene sus propios ecosistemas acuáticos. Esta categoría incluye ríos y arroyos, lagos y lagunas, pantanos y hasta aguas subterráneas. Cada uno de estos sistemas es único, e incluso dentro de las diferentes categorías, cada hábitat específico varía en función de la altitud, la temperatura y la humedad. Por ejemplo, una planta que pertenezca a un lago poco profundo y de agua cálida de un clima tropical no podría sobrevivir en los bancos empinados de un helado arroyo rápido de montaña.

La vida en los ecosistemas de agua dulce

Los ecosistemas de agua dulce alojan a una gran variedad de animales, incluyendo insectos, anfibios y peces. Un cálculo relativo a las especies de peces indica que el 40% de la vida terrestre pertenece a ecosistemas de agua dulce. De acuerdo con Brian Ritcher, de The Nature Conservancy, se han catalogado por lo menos 45.000 especies de peces de agua dulce. Los gusanos, los moluscos, las algas y las bacterias también viven en sistemas de agua dulce, así como innumerables especies de plantas. Asimismo, los animales como las aves, las nutrias y los osos utilizan dichos ecosistemas como una fuente de alimento.

Impacto del hombre

La utilización de los ecosistemas acuáticos por parte del hombre también juega un papel fundamental en la salud y supervivencia de sus miembros. Los sistemas de agua dulce proveen agua para el consumo, la agricultura, el uso industrial y la higiene, mientras que los sistemas marinos sirven para la obtención de fertilizantes, aditivos e ingredientes cosméticos. Ambos sistemas se utilizan para la obtención de alimento, el transporte y la recreación. Sin embargo, todo esto se ve amenazado por la contaminación causada por los desechos de la agricultura y de las zonas urbanas, la introducción (intencional o no) de

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especies exóticas en hábitats específicos, el exceso en la pesca, la explotación de las zonas costeras e incluso el calentamiento global.

Esquematización de los Ecosistemas Acuáticos

LUZLuz, forma de radiación electromagnética similar al calor radiante, las ondas de radio o los rayos X. La luz corresponde a oscilaciones extremadamente rápidas de un campo electromagnético, en un rango determinado de frecuencias que pueden ser detectadas por el ojo humano. Las diferentes sensaciones de color corresponden a luz que vibra con distintas frecuencias, que van desde aproximadamente 4 × 1014 vibraciones por segundo en la luz roja hasta aproximadamente 7,5 × 1014 vibraciones por segundo en la luz violeta. El espectro de la luz visible suele definirse por su longitud de onda, que es más pequeña en el violeta (unas 40 millonésimas de centímetro) y máxima en el rojo (75 millonésimas de centímetro). Las frecuencias mayores, que corresponden a longitudes de onda más cortas, incluyen la radiación ultravioleta, y las frecuencias aún más elevadas están asociadas con los rayos X. Las frecuencias menores, con longitudes de onda más altas, se denominan rayos infrarrojos, y las frecuencias todavía más bajas son características de las ondas de radio. La mayoría de la luz procede de electrones que vibran a esas frecuencias al ser calentados a una temperatura elevada. Cuanto mayor es la temperatura, mayor es la frecuencia de vibración y más azul es la luz producida.

Espectro de la luz blanca

Muchas fuentes de luz, como el Sol, emiten luz blanca. Esta luz es una mezcla de varios colores: cuando pasa por un prisma, se divide formando un espectro. El prisma desvía (refracta) más o menos la luz de diferentes colores. La luz roja es la menos refractada, y la violeta la más refractada.David Parker/Photo Researchers, Inc.

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NATURALEZA DE LA LUZ La luz es emitida por sus fuentes en línea recta, y se difunde en una superficie cada vez mayor a medida que avanza; la luz por unidad de área disminuye según el cuadrado de la distancia. Cuando la luz incide sobre un objeto es absorbida o reflejada; la luz reflejada por una superficie rugosa se difunde en todas direcciones. Algunas frecuencias se reflejan más que otras, y esto da a los objetos su color característico. Las superficies blancas difunden por igual todas las longitudes de onda, y las superficies negras absorben casi toda la luz. Por otra parte, para que la reflexión forme imágenes es necesaria una superficie muy pulida, como la de un espejo.

La definición de la naturaleza de la luz siempre ha sido un problema fundamental de la física. El matemático y físico británico Isaac Newton describió la luz como una emisión de partículas, y el astrónomo, matemático y físico holandés Christiaan Huygens desarrolló la teoría de que la luz se desplaza con un movimiento ondulatorio.

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Naturaleza de la luz

En la actualidad se cree que estas dos teorías son complementarias, y el desarrollo de la teoría cuántica ha llevado al reconocimiento de que en algunos experimentos la luz se comporta como una corriente de partículas y en otros como una onda. En las situaciones en que la luz presenta movimiento ondulatorio, la onda vibra perpendicular a la dirección de propagación; por eso, la luz puede polarizarse en dos ondas perpendiculares entre sí.

VELOCIDAD El primero en medir la velocidad de la luz en un experimento de laboratorio fue el físico francés Armand Hippolyte Louis Fizeau, aunque observaciones astronómicas anteriores habían proporcionado una velocidad aproximadamente correcta. En la actualidad, la velocidad de la luz en el vacío se toma como 299.792.458 m/s, y este valor se emplea para medir grandes distancias a partir del tiempo que emplea un pulso de luz o de ondas de radio para alcanzar un objetivo y volver. Este es el principio del radar. El conocimiento preciso de la velocidad y la longitud de onda de la luz también permite una medida precisa de las longitudes. De hecho, el metro se define en la actualidad como la longitud recorrida por la luz en el vacío en un intervalo de tiempo de 1/299.792.458 segundos. La velocidad de la luz en el aire es ligeramente distinta según la longitud de onda, y en promedio es un 3% menor que en el vacío; en el agua es aproximadamente un 25% menor, y en el vidrio ordinario un 33% menor.

La luz tiene un efecto importante en muchos compuestos químicos. Las plantas, por ejemplo, emplean la luz solar para llevar a cabo la fotosíntesis, y la exposición a la luz de determinados compuestos de plata hace que se oscurezcan en presencia de otros compuestos químicos, característica empleada en la fotografía.

LUZ EN EL OCÉANOLa reflexión, proceso por el que la superficie del agua del mar devuelve a la atmósfera una cantidad de la luz que incide sobre ella; la refracción, el cambio de dirección que sufre la luz al entrar a un medio de diferente densidad, y la extinción, que es el grado en que disminuye la luz al ir penetrando en el medio marino.

El agua de los océanos se encuentra formando capas horizontales que tienen propiedades ópticas muy semejantes, por lo que la cantidad de luz que penetra depende de la que incide y de la que se refleja, siendo las características de la superficie del mar elementos importantes para esta penetración. En mares con espuma producida por una agitación intensa y en los que están cubiertos por hielos, la reflexión es mayor y, por lo tanto, la penetración de la luz menor.

El ángulo con el que inciden los rayos sobre el agua cambia durante el día: penetra más luz al término de la mañana y al inicio de la tarde, en todas las latitudes, debido a que el ángulo de incidencia se incrementa cuando el Sol pasa del mediodía.

En el agua del mar el índice de refracción se modifica de acuerdo con la salinidad y la temperatura, siendo mayor cuando se incrementa la concentración de sales y disminuye la temperatura.

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En la hidrosfera, la luz penetra en las aguas favoreciendo los procesos fotosintéticos. Ya se ha mencionado que la zona donde lo hace con mayor intensidad se denomina capa fótica, y llega hasta los 200 metros de profundidad. La intensidad de la luz en mares y océanos decrece a profundidades mayores, llegando a los 1000 metros (capa afótica) donde no puede realizarse la fotosíntesis. El sol no solo envía luz visible al planeta, sino también radiación infrarroja (calor) y luz ultravioleta, resultando ser factores ecológicos muy valiosos ya que evitan ciertas reacciones bioquímicas que podrían ser perjudiciales para los organismos vivos.

Cuando un rayo de luz solar incide en el agua del mar, parte de sus radiaciones son absorbidas y transformadas en calor, y la otra parte es dispersada por las propias moléculas del agua, así como por las partículas en suspensión o por los microorganismos que viven en ella.

La luz solar está formada por radiaciones de diferente longitud de onda que constituyen el espectro visible, también llamado arco iris. Estas radiaciones son absorbidas, de manera distinta, por el agua del mar. Así, las radiaciones rojas y anaranjadas del espectro son más rápidamente absorbidas que las verdes, las azules y las violetas. Esto provoca que en aguas profundas el extremo rojo del espectro esté ausente mientras el verde-azul se hace más visible.

Este fenómeno está relacionado con la presencia, en el agua del mar, de compuestos nitrogenados como el amoniaco, los nitratos y las proteínas, que reducen la penetración de la luz en el agua, es decir su transparencia.

Cuando el agua del mar contiene pocas sustancias en suspensión o pocos organismos, las radiaciones azules son las que penetran a mayor profundidad, y pueden llegar a los bordes inferiores de los bancos continentales a 400 metros. En las aguas con turbidez, son las radiaciones verdes y amarillas las que más profundamente pueden penetrar, llegando las primeras a 200 metros, y las segundas a 100 metros, mientras que las rojas-anaranjadas y las violetas solamente alcanzan, cuando mucho, los primeros 20 metros.

Las mayores profundidades a las que se ha registrado transparencia son a 700 metros en el Océano Atlántico, a 800 metros en el Mar Mediterráneo y hasta a 950 metros en el Mar Caribe, pero el promedio de la penetración de la luz se ha calculado en 200 metros.

Esta dispersión de las radiaciones luminosas es más intensa cuanto mayor es su longitud de onda, lo que se traduce, a su vez, en una menor capacidad de penetración en el seno del agua del mar o en una menor transparencia de ésta para aquellas radiaciones. Al absorberse las radiaciones desaparece la zona rojo-anaranjada del espectro solar, y así se comprende por qué el agua del mar presenta un tono azul cuando se observa desde arriba.

El color del mar cambia entre el azul oscuro y el verde y llega, incluso, al pardo a lo largo de las costas en los diferentes mares. En el litoral generalmente muestra una coloración verdosa o pardo-amarillenta, por la presencia de moléculas en suspensión. En aguas distantes a esta zona aparece el color azul, ya que existe menor cantidad de partículas en suspensión y microorganismos planctónicos, por lo que se ha afirmado que el azul es el color

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de los desiertos del océano abierto. Sin embargo, durante la expedición del Kon-Tiki en el Pacífico, se comprobó la presencia de una numerosa fauna marina en el centro de los grandes océanos, por lo que se pueden observar en ellos colores verdes, amarillos y pardos.

Los organismos microscópicos que presentan coloraciones propias pueden modificar el color del agua del mar, y es así como las aguas pardas del Golfo de California, llamado Mar Bermejo, y las del Mar Rojo tienen este color debido a la presencia de vegetales microscópicos llamados algas, o a la de minúsculos animales dinoflagelados que poseen estas coloraciones.

Cuando la cantidad de dinoflagelados coloreados aumenta en el agua del mar, y llegan aun a existir diez millones de individuos por milímetros cúbico de agua, forman lo que se conoce con el nombre de "marea roja," al transmitirle esta coloración al agua.

La cantidad de materia orgánica que contiene en suspensión el agua del mar hace que la intensidad de la luz decrezca en el sentido de su propagación, debido a que es absorbida por estas partículas; a este fenómeno se le llama coeficiente de absorción o de extinción de la luz, y es el que proporciona la correspondiente transparencia del mar. Muchos estudios de las propiedades físicas del mar lo han medido utilizando un disco blanco, de 30 centímetros de diámetro, ideado por el italiano Secchi.

TEMPERATURATemperatura, propiedad de los sistemas que determina si están en equilibrio térmico (véase Termodinámica). El concepto de temperatura se deriva de la idea de medir el calor o frialdad relativos y de la observación de que el suministro de calor a un cuerpo conlleva un aumento de su temperatura mientras no se produzca la fusión o ebullición. En el caso de dos cuerpos con temperaturas diferentes, el calor fluye del más caliente al más frío hasta que sus temperaturas sean idénticas y se alcance el equilibrio térmico (véase Transferencia de calor). Por tanto, los términos de temperatura y calor, aunque relacionados entre sí, se refieren a conceptos diferentes: la temperatura es una propiedad de un cuerpo y el calor es un flujo de energía entre dos cuerpos a diferentes temperaturas.

Los cambios de temperatura tienen que medirse a partir de otros cambios en las propiedades de una sustancia. Por ejemplo, el termómetro de mercurio convencional mide la dilatación de una columna de mercurio en un capilar de vidrio, ya que el cambio de longitud de la columna está relacionado con el cambio de temperatura. Si se suministra calor a un gas ideal contenido en un recipiente de volumen constante, la presión aumenta, y el

Termómetro de mercurio

Un termómetro de mercurio está formado por un capilar de vidrio que se comunica con una ampolla llena de mercurio. Al aumentar la temperatura el mercurio se dilata y asciende por el capilar; una escala graduada permite leer directamente el valor de la temperatura.Lester V. Bergman/Corbis

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cambio de temperatura puede determinarse a partir del cambio en la presión según la ley de Gay-Lussac, siempre que la temperatura se exprese en la escala absoluta.

ESCALAS DE TEMPERATURA

Una de las primeras escalas de temperatura, todavía empleada en los países anglosajones, fue diseñada por el físico alemán Gabriel Daniel Fahrenheit. Según esta escala, a la presión atmosférica normal, el punto de solidificación del agua (y de fusión del hielo) es de 32 °F, y su punto de ebullición es de 212 °F. La escala centígrada o Celsius, ideada por el astrónomo sueco Anders Celsius y utilizada en casi todo el mundo, asigna un valor de 0 °C al punto de congelación del agua y de 100 °C a su punto de ebullición. En ciencia, la escala más empleada es la escala absoluta o Kelvin, inventada por el matemático y físico británico William Thomson , lord Kelvin. En esta escala, el cero absoluto, que está situado en -273,15 °C, corresponde a 0 K, y una diferencia de un kelvin equivale a una diferencia de un grado en la escala centígrada.

EFECTOS DE LA TEMPERATURA La temperatura desempeña un papel importante para determinar las condiciones de supervivencia de los seres vivos. Así, las aves y los mamíferos necesitan un rango muy limitado de temperatura corporal para poder sobrevivir, y tienen que estar protegidos de temperaturas extremas. Las especies acuáticas sólo pueden existir dentro de un estrecho rango de temperaturas del agua, diferente según las especies. Por ejemplo, un aumento de sólo unos grados en la temperatura de un río como resultado del calor desprendido por una central eléctrica puede provocar la contaminación del agua y matar a la mayoría de los peces originarios.

Los cambios de temperatura también afectan de forma importante a las propiedades de todos los materiales. A temperaturas árticas, por ejemplo, el acero se vuelve quebradizo y se rompe fácilmente, y los líquidos se solidifican o se hacen muy viscosos, ofreciendo una elevada resistencia por rozamiento al flujo. A temperaturas próximas al cero absoluto, muchos materiales presentan características sorprendentemente diferentes. A temperaturas elevadas, los materiales sólidos se licúan o se convierten en gases; los compuestos químicos se separan en sus componentes.

La temperatura de la atmósfera se ve muy influida tanto por las zonas de tierra como de mar. En enero, por ejemplo, las grandes masas de tierra del hemisferio norte están mucho

Escalas de temperatura

Comparación de las escalas de temperatura Kelvin, Celsius y Fahrenheit

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más frías que los océanos de la misma latitud, y en julio la situación es la contraria. A bajas alturas, la temperatura del aire está determinada en gran medida por la temperatura de la superficie terrestre. Los cambios periódicos de temperatura se deben básicamente al calentamiento por la radiación del Sol de las zonas terrestres del planeta, que a su vez calientan el aire situado por encima. Como resultado de este fenómeno, la temperatura disminuye con la altura, desde un nivel de referencia de 15 °C en el nivel del mar (en latitudes templadas) hasta unos -55 °C a 11.000 m aproximadamente. Por encima de esta altura, la temperatura permanece casi constante hasta unos 34.000 m.

PRESIÓNPresión, en mecánica, fuerza por unidad de superficie que ejerce un líquido o un gas perpendicularmente a dicha superficie. La presión suele medirse en atmósferas (atm); en el Sistema Internacional de unidades (SI), la presión se expresa en newtons por metro

Temperatura del Agua de los Océanos

Este es un perfil sencillo de temperatura contra profundidad del agua oceánica. Se puede ver que la temperatura disminuye a medida que aumenta la profundidad. La termoclina son capas de agua donde la temperatura del agua cambia rapidamente con la profundidad. Este perfil de temperatura-profundidad es típico de latitudes medias y bajas.

Temperatura media anual de la superficie del mar (grados Celsius).

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cuadrado; un newton por metro cuadrado es un pascal (Pa). La atmósfera se define como 101.325 Pa, y equivale a 760 mm de mercurio en un barómetro convencional.

DENSIDAD Y PRESIÓN ATMOSFÉRICALa densidad del aire seco al nivel del mar representa aproximadamente un 1/800 de la densidad del agua. A mayor altitud desciende con rapidez, siendo proporcional a la presión e inversamente proporcional a la temperatura. La presión se mide mediante un barómetro y su valor, expresado en torrs, está relacionado con la altura a la que la presión atmosférica mantiene una columna de mercurio; 1 torr equivale a 1 mm de mercurio. La presión atmosférica normal a nivel del mar es de 760 torrs, o sea, 760 mm de mercurio. En torno a los 5,6 km es de 380 torrs; la mitad de todo el aire presente en la atmósfera se encuentra por debajo de este nivel. La presión disminuye más o menos a la mitad por cada 5,6 km de ascensión. A una altitud de 80 km la presión es de 0,007 torr.

Capas de la atmósfera terrestre

El aire pesa y ejerce una presión sobre los objetos y las personas. Asimismo es muy compresible por lo que es más denso en las capas bajas de la atmósfera, donde también la presión es mayor. A mayor peso del aire, mayor presión. La presión debida al peso del aire se denomina presión atmosférica, la cual se mide con el barómetro y se expresa en hectopascales (hPa), siendo un hPa igual a un milibar (mb).

La máxima presión atmosférica se da al nivel del mar y disminuye al aumentar la altitud, la humedad y la temperatura, tres factores muy relacionados entre sí. Es menor cuanto más alto está un lugar sobre el nivel del mar, pues es menor la capa de aire que tiene encima (decrece aproximadamente 1 hPa cada 8 m en las capas atmosféricas más bajas y, a unos 1.500 m, alrededor de 1 hPa cada 15 m). La presión atmosférica se reduce al aumentar la humedad, pues el vapor de agua pesa menos que otros gases, o igualmente decrece al subir la temperatura, pues el aire cálido pesa menos que el aire frío.

Hay zonas de alta presión y zonas de baja presión. Las altas presiones superan los 1.015 hPa y reciben el nombre de anticiclones (en los mapas del tiempo de superficie se simbolizan con

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la letra A o H); un anticiclón da lugar a un tiempo estable y seco. Las zonas que tienen una presión inferior a 1.015 hPa se denominan borrascas (símbolo B o L), ciclones o depresiones, y originan un tiempo inestable y lluvioso. En las zonas de contacto entre anticiclones y borrascas se forman frentes lluviosos.

PRESIÓN EN LOS OCÉANOS

La presión en el océano varía de 1 atmósfera en la superficie a 1000 atmósferas en las mayores profundidades. La presión tiene un marcado efecto en la

distribución de la biota. Algunos organismos están limitados a aguas superficiales, donde la presión no es grande, mientras que otros pueden vivir a

grandes profundidades.

ATMÓSFERAAtmósfera, mezcla de varios gases que rodea un objeto celeste (como la Tierra) cuando éste cuenta con un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen.

COMPOSICIÓN La atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%). El 1% restante lo forman el argón (0,9%), el dióxido de carbono (0,03%), distintas proporciones de vapor de agua, y trazas de hidrógeno, ozono, metano, monóxido de carbono, helio, neón, kriptón y xenón.

El estudio de muestras indica que hasta los 88 km por encima del nivel del mar la composición de la atmósfera es sustancialmente la misma que al nivel del suelo. El movimiento continuo ocasionado por las corrientes atmosféricas contrarresta la tendencia de los gases más pesados a permanecer por debajo de los más ligeros.

El contenido en vapor de agua del aire varía considerablemente en función de la temperatura y de la humedad relativa. Con un 100% de humedad relativa, máxima cantidad de vapor de agua admisible a una determinada temperatura, la cantidad de vapor de agua varía de 190 partes por millón (ppm) a -40 °C hasta 42.000 ppm a 30 °C. Otros elementos que en ocasiones constituyen parte de la atmósfera en cantidades minúsculas son el amoníaco, el sulfuro de hidrógeno y óxidos, como los de azufre y nitrógeno cerca de los volcanes, arrastrados por la lluvia o la nieve.

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FORMACIÓN La actual mezcla de gases se ha desarrollado a lo largo de 4.500 millones de años. La atmósfera primigenia debió estar compuesta únicamente de emanaciones volcánicas. Los gases que emiten los volcanes actuales están formados por una mezcla de vapor de agua, dióxido de carbono, dióxido de azufre y nitrógeno, sin rastro apenas de oxígeno. Si ésta era la masa gaseosa presente en la atmósfera primitiva, han tenido que desarrollarse una serie de procesos para dar lugar a la atmósfera actual. Uno de ellos fue la condensación. Al enfriarse, la mayor parte del vapor de agua de origen volcánico se condensó, dando lugar a los antiguos océanos. También se produjeron reacciones químicas. Parte del dióxido de carbono debió reaccionar con las rocas de la corteza terrestre para formar carbonatos, algunos de los cuales se disolverían en los nuevos océanos. Más tarde, cuando evolucionó en ellos la vida primitiva capaz de realizar la fotosíntesis, los organismos marinos recién aparecidos empezaron a producir oxígeno. Se cree que casi todo el oxígeno que en la actualidad se encuentra libre en el aire procede de la combinación fotosintética de dióxido de carbono y agua. Hace unos 570 millones de años, el contenido en oxígeno de la atmósfera y los océanos aumentó lo bastante como para permitir la existencia de la vida marina. Más tarde, hace unos 400 millones de años, la atmósfera contenía el oxígeno suficiente para permitir la evolución de animales terrestres capaces de respirar aire.

ESTRUCTURA La atmósfera se divide en varias capas. En la capa inferior, la troposfera, la temperatura suele bajar 5,5 °C por cada 1.000 metros. Es la capa en la que se forman la mayor parte de las nubes. La troposfera se extiende hasta unos 16 km en las regiones tropicales (con una temperatura de -79 °C) y hasta unos 9,7 km en latitudes templadas (con una temperatura de unos -51 °C). A continuación está la estratosfera. En su parte inferior la temperatura es prácticamente constante, o bien aumenta ligeramente con la altitud, especialmente en las regiones tropicales. Dentro de la capa de ozono, aumenta más rápidamente, con lo que, en los límites superiores de la estratosfera, casi a 50 km sobre el nivel del mar, es casi igual a la temperatura en la superficie terrestre. El estrato llamado mesosfera, que va desde los 50 a los 80 km, se caracteriza por un marcado descenso de la temperatura al ir aumentando la altura.

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Capas de la atmósfera

Gracias a las investigaciones sobre la propagación y la reflexión de las ondas de radio, sabemos que a partir de los 80 km, la radiación ultravioleta, los rayos X y la lluvia de electrones procedente del Sol ionizan varias capas de la atmósfera, con lo que se convierten en conductoras de electricidad. Estas capas reflejan de vuelta a la Tierra ciertas frecuencias de ondas de radio. Debido a la concentración relativamente elevada de iones en la atmósfera por encima de los 80 km, esta capa, que se extiende hasta los 640 km, recibe el nombre de ionosfera. También se la conoce como termosfera, a causa de las altas temperaturas (en torno a los 400 km se alcanzan unos 1.200 °C). La región que hay más allá de la ionosfera recibe el nombre de exosfera y se extiende hasta los 9.600 km, lo que constituye el límite exterior de la atmósfera.

La troposfera y la mayor parte de la estratosfera pueden explorarse mediante globos sonda preparados para medir la presión y la temperatura del aire y equipados con radiotransmisores que envían la información a estaciones terrestres. Se ha explorado la atmósfera más allá de los 400 km de altitud con ayuda de satélites que transmiten a tierra las lecturas realizadas por los instrumentos meteorológicos. El estudio de la forma y el espectro de la aurora ofrecen información hasta altitudes de 800 kilómetros.

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EFECTO DE LAS ACTIVIDADES HUMANAS Las actividades humanas están variando la composición global de la atmósfera terrestre. Uno de los principales impactos, debido fundamentalmente al uso de combustibles fósiles, ha sido el incremento de la concentración de dióxido de carbono que puede afectar al clima planetario a través del proceso conocido como efecto invernadero. La emisión de dióxido de azufre y de óxidos de nitrógeno emitidos a la atmósfera por las industrias y los vehículos origina la lluvia ácida, de efectos dañinos sobre el medio ambiente. Véase Contaminación atmosférica.

Hay similar preocupación por el brusco aumento del contenido de metano en la atmósfera. Su concentración ha aumentado un 11% desde 1978. Más o menos el 80% del gas es producido por descomposición en arrozales, pantanos, intestinos de los animales herbívoros, y por las termitas tropicales. Añadido al efecto invernadero, el metano reduce el volumen atmosférico de iones hidroxilo, alterando así la capacidad de la atmósfera para autodepurarse de contaminantes.

DESTRUCCIÓN DEL OZONO En la parte más baja de la atmósfera está presente, en proporciones muy reducidas, el ozono, un isótopo del oxígeno con tres átomos en cada molécula. La capa atmosférica que va de los 20 a los 40 km tiene un mayor contenido en ozono, producido por la radiación ultravioleta procedente del Sol. Pero, incluso en este estrato, el porcentaje es sólo de un 0,001 por volumen. Las perturbaciones atmosféricas y las corrientes descendentes arrastran distintas proporciones de ozono hacia la superficie terrestre. En las capas bajas de la atmósfera, la actividad humana incrementa la cantidad de ozono, que se convierte en un contaminante capaz de ocasionar daños graves en las cosechas.

La capa de ozono se ha convertido en motivo de preocupación desde comienzos de la década de 1970, cuando se descubrió que los clorofluorocarbonos (CFC) estaban siendo vertidos a la atmósfera en grandes cantidades a consecuencia de sus empleos como refrigerantes y como propelentes en los aerosoles. La preocupación se centraba en la posibilidad de que estos compuestos, a través de la acción solar, pudiesen atacar fotoquímicamente y destruir el ozono estratosférico, que protege la superficie del planeta del exceso de radiación ultravioleta. Como consecuencia, los países industrializados abandonaron la utilización de clorofluorocarbonos.

VIENTOSLos vientos se forman por el desplazamiento del aire desde zonas de mayor presión a las de menos presión. Las corrientes de aire tienen efectos benéficos al intervenir en la polinización de las flores y en el desplazamiento de esporas y de semillas, entre otros. Además, los vientos renuevan los bosques derribando especies vegetales viejas o enfermas, abriéndose claros para el mejor desarrollo de árboles y arbustos jóvenes. No obstante, los vientos tienen efectos perjudiciales al erosionar los suelos de algunas regiones. La presión atmosférica se define como el peso del aire por unidad de superficie. La presión disminuye con la altura. Las zonas de alta presión están por encima de los 1013 hectopascales, mientras que las de baja presión están por debajo de esa magnitud.

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Correlación entre altitud, presión atmosférica y temperatura media

SALINIDADLa salinidad de un suelo se define como la concentración de sales solubles que existe en la solución del suelo. Las sales que entran en el suelo (por riego y/o otro origen) se concentran como resultado de la evaporación y traspiración de la planta. Esta concentración de sales en la solución del suelo produce un aumento del potencial osmótico del agua del suelo. Este incremento afecta a la absorción del agua por las plantas de forma que las plantas y los cultivos deben consumir una energía extra para poder extraer el agua de la solución del suelo en el que se concentran las sales.

Factor limitante para la mayoría de los organismos del medio acuático. Atendiendo a la concentración de sal de las aguas, los ecosistemas acuáticos se clasifican en: dulces y salobre

Salinidad según profundidad

Se define como salinización del suelo al conjunto de procesos mediante los cuales se acumulan las sales solubles en la solución del suelo. Estos procesos pueden darse de forma natural en zonas deprimidas topográficamente, suelos pobremente drenados, y/o clima árido,semiárido o seco-subhúmedo donde la evaporación supera a la precipitación.

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Composición química por cada litro de agua de mar (gramos)

A la salinización primaria o natural se le une la salinización secundaria debida a la acción del hombre. Esta salinización secundaria se debe principalmente a los aportes de sales al suelo en las aguas de riego, los fertilizantes, así como al ascenso de sales por elevación de los niveles freáticos.

Los principales cationes y aniones que componen las sales solubles que dan lugar a la salinidad del suelo son:

Cationes: sodio (Na+), calcio (Ca2+), magnesio (Mg2+), potasio (K+). Aniones: cloruro (Cl-), sulfato (SO4

2-), nitrato (NO3-), bicarbonato (HCO3

-).

El 97% del agua que hay en el planeta es salada, y se encuentra en los mares y océanos. Estas aguas son asiento de muchas especies animales y vegetales que viven en diferentes profundidades. La zona fótica es la capa donde la luz penetra en el agua con mayor intensidad, favoreciendo la fotosíntesis de las especies vegetales. La capa fótica se ubica desde la superficie de los mares hasta los 200 metros de profundidad. El agua de mar tiene una salinidad aproximada de 3,5% y un pH que oscila entre 7,5 y 8,3.

SODICIDADLa sodicidad del suelo es la acumulación de sales con elevado contenido del ión sodio (Na+) en la solución y en el complejo de cambio del suelo. El complejo de cambio del suelo está formado principalmente por las partículas coloidales de arcilla y de materia orgánica del suelo. Este complejo de cambio condiciona la estructura física del suelo y también sirve de regulador de los nutrientes en la solución del suelo. Un exceso de sodio en el complejo de cambio en relación al contenido de calcio y magnesio es el causante de la sodicidad del suelo. Una elevada sodicidad en condiciones de baja salinidad produce una impermeabilización del suelo, lo que ocasiona problemas de encharcamiento del suelo y falta de aireación del sistema radicular.

TOXICIDAD ESPECÍFICALa toxicidad específica puede definirse como el conjunto de daños que experimentan los cultivos como respuesta a la acumulación de un elemento concreto en los tejidos de la planta. Los problemas de toxicidad no se observan a corto plazo en el cultivo si no que se necesita un tiempo de exposición al elemento tóxico, en el que éste se va acumulando en los tejidos de la planta hasta que alcanza una concentración tóxica. La respuesta de la planta a dicha toxicidad depende del tiempo y la forma de exposición al elemento, su concentración, la sensibilidad de la planta y la tasa de absorción de agua. Las toxicidades más conocidas son

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las debidas al boro (B), el cloro (Cl-), el sodio (Na+), y el Aluminio (Al3+). Los cultivos leñosos suelen ser más sensibles a la toxicidad debido a su capacidad de acumular iones en sus tejidos (hojas preferentemente). Diferentes cultivos muestran diferente tolerancia a la toxicidad por alguno de estos iones.

EL ORIGEN DE LAS SALES.Las sales que se acumulan en el suelo pueden proceder de diferentes fuentes. En todos los lugares donde el agua está presente, existen sales en solución de modo natural. Esto ocurre tanto en el agua de lluvia, como en las aguas continentales superficiales, subterráneas y obviamente en las aguas marinas, variando de forma importante la concentración y composición química entre ellas. El hombre hace uso del agua para el desarrollo de numerosas actividades y, como consecuencia de muchas de ellas, introduce sales o incrementa la concentración de las mismas en los sistemas acuosos naturales. De ahi que puedan distinguirse las fuentes de las sales se pueden distinguir por su origen natural o como resultado de la actividad humana.

Fuentes naturales...

El agua de lluvia.El agua de lluvia es una solución diluida de varios iones cuya composición es muy variable tanto en el espacio como en el tiempo. Este tipo de agua lleva en solución entre 5 y 30 mg/L de sales, lo cual supone una conductividad eléctrica entre 8 y 50 dS/m, pudiendo llegar a 50 mg/L en zonas costeras (80 dS/m). Se calcula que el agua de lluvia puede llegar a aportar hasta 150 kg/ha/año de sales al suelo en zonas con una precipitación anual de 300 mm.

Origen edafológico.Varios minerales del suelo pueden llegar a aportar cantidades significativas de sales a la solución del suelo. Por ejemplo, en zonas áridas y semiáridas dichas sales pueden proceder de minerales de origen evaporítico como algunos cloruros, sulfatos y carbonatos. Otro ejemplo son los suelos desarrollados sobre materiales con yesos, que suelen presentar una salinidad mayor de 2.2 dS/m. Las sales procedenten de rocas carbonatadas de calcio, como las calizas y margas, y de calcio y magnesio como las dolomías, pueden llegar a constituir más del 50% en peso de muchos suelos mediterráneos. No obstante, la solubilidad de los carbonatos es relativamente baja y no incrementan significativamente la salinidad del suelo. Estos carbonatos incluso pueden tener un efecto beneficioso por aportar concentraciones apreciables de calcio y magnesio a la solución del suelo. Este efecto beneficioso puede favorecerse mediante un adecuado manejo del suelo, la fertilización y el riego.

Sales fósiles.Las sales fósiles forman parte de materiales geológicos constituidos en tiempos remotos. Su formación ocurrió bajo condiciones ambientales que favorecieron la concentración y consiguiente precipitación de sales a partir de aguas de origen marino o continental. Un claro ejemplo se puede observar en la parte central de la depresión del río Ebro, en la comarca de los Monegros (Aragón, España). Estas sales fósiles pueden alcanzar la superficie y entrar en contacto con los suelos y/o aguas de

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riego como consecuencia de procesos de erosión, movimientos de tierras o ascenso capilar de los niveles freáticos

Aguas subterráneas.En general, las aguas subterráneas presentan una concentración salina superior a las aguas superficiales debido principalmente a dos razones: al contacto prolongado, en condiciones favorables, con los minerales de las rocas, así como al contacto con las masas de agua salina del mar (intrusión marina) en las zonas costeras. En aquellas zonas donde los niveles freáticos son elevados, los cultivos pueden recibir aportes importantes de sales en la zona radicular, pudiendo producirse una salinización del suelo importante. Estos aportes son los que causan principalmente la salinización de los suelos de muchas zonas de agricultura de secano en Australia. En la Comunidad Valenciana son las zonas costeras y/o próximas a marjales (Torreblanca, Almenara, Vega Baja del río Segura) las que se encuentran expuestas a los aportes de sales provenientes del nivel freático.

Fuentes debidas a la actividad humana:

El agua riego.El agua de riego es la principal fuente de sales aportadas al suelo por acción directa del hombre. Un alto contenido de sales disueltas en el agua de riego, en combinación con un mal manejo del riego, puede hacer que estas sales se acumulen en el suelo en concentraciones que lleguen a afectar a los cultivos.El aporte de sales al suelo provenientes del agua de riego puede llegar a valores importantes (5-6 t/ha/año). Este aporte dependerá de la dosis de riego y de la concentración de sales del agua de riego. Para conocer el aporte de sales al suelo procedente del agua de riego se puede utilizar la siguiente ecuación:Sales aportadas (t/ha) = Conductividad Eléctrica (dS/m) * f (factor conversión CE-concentración sales) * dosis riego (m³/ha) / 1000000De esta forma, para un agua con salinidad moderada (CE = 2 dS/m) y una dosis de riego de 6000 m³/ha se calcula un aporte de sales por hectárea:Sales aportadas (t/ha) = 2 (dS/m) * 640 * 6000 (m³/ha) / 1000000 = 7.68 t/ha

Fertilizantes.Los fertilizantes minerales son sales de composición determinada que sirven para la nutrición de los cultivos. Dependiendo de su composición química pueden tener un efecto salinizante en los suelos que se debe tener en cuenta. Este efecto salinizante del fertilizante se evalúa mediante el Indice de salinidad (IS). Este índice, expresado en %, se define como la salinidad aportada por una cantidad determinada de fertilizante en comparación con la que aporta la misma cantidad de nitrato sódico. De esta forma, cuanto mayor es el índice de sal, mayor será el incremento de salinidad en la solución del suelo al aplicar el abono. En la siguiente tabla se muestran algunos de los fertilizantes minerales más utilizados y su índice de salinidad.

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ÍNDICES DE SALINIDAD (RADER ET AL. 1943)En sistemas de fertirrigación, el efecto salino de los fertilizantes debe tenerse en cuenta a la hora de planificar el abonado. Conociendo el incremento de salinidad producido por la adición de cierta cantidad de nitrato sódico y mediante el uso de la tabla de índices de salinidad, se puede determinar el incremento de la salinidad debido a la aplicación de fertilizantes en fertirrigación. De esta forma, en la tabla siguiente se relaciona la concentración de diferentes abonos (gr/l) empleados en fertirrigación con el incremento de la conductividad eléctrica (CE) de la solución nutritiva resultante.

En general, un incremento de conductividad eléctrica de 1 dS/m se considera excesivo, lo que indica que se debería fraccionar más el abonado y reducir las dosis de fertilizantes.

Conductividad Eléctrica (dS/m)Abono incremento (g/l)

0.25 0.5 1 2

Sulfato amónico 0.54 1.04 2.14 3.45Nitrato amónico 0.49 0.78 0.94 2.78Urea 4.47 6.61 6.64 7.41Nitrato potásico 0.34 0.64 1.27 2.44Solución 20%N 0.40 0.70 1.30 -Solución 32%N 0.32 0.58 1.10 2.29Ácido fosfórico 54% 0.50 1.00 1.70 -Ácido fosfórico 75% 0.51 1.00 1.67 2.74Sulfato potásico 0.32 0.73 1.41 2.58Fosfato monoamónico 0.20 0.41 0.80 1.57

AGUA: HUMEDADHumedad, medida del contenido de agua en la atmósfera. La atmósfera contiene siempre algo de agua en forma de vapor. La cantidad máxima depende de la temperatura; crece al aumentar ésta: a 4,4 °C, 1.000 kg de aire húmedo contienen un máximo de 5 kg de vapor; a 37,8 °C 1.000 kg de aire contienen 18 kg de vapor. Cuando la atmósfera está saturada de agua, el nivel de incomodidad es alto ya que la transpiración (evaporación de sudor corporal con resultado refrescante) se hace imposible.

El peso del vapor de agua contenido en un volumen de aire se conoce como humedad absoluta y se expresa en unidades de masa de agua por unidades de masa o de volumen de aire seco. Frecuentemente se utiliza la medida de gramos de vapor de agua por metro cúbico de aire. La humedad relativa, dada en los informes meteorológicos, es la razón entre el contenido efectivo de vapor en la atmósfera y la cantidad de vapor que saturaría el aire a la misma temperatura.

Si la temperatura atmosférica aumenta y no se producen cambios en el contenido de vapor, la humedad absoluta no varía mientras que la relativa disminuye. Una caída de la temperatura incrementa la humedad relativa produciendo rocío por condensación del vapor de agua sobre las superficies sólidas.

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La humedad se mide con un higrómetro. El índice de temperatura-humedad (índice T-H, también llamado índice de incomodidad) expresa con un valor numérico la relación entre la temperatura y la humedad como medida de la comodidad o de la incomodidad. Se calcula sumando 40 al 72% de la suma de las temperaturas en un termómetro seco y en otro húmedo. Por ejemplo, si la temperatura en el termómetro seco es de 30 °C y en el húmedo es de 20 °C, el índice T-H será de 76. Cuando el valor es 70, la mayoría de la gente está cómoda, si el índice es de 75 el ambiente se hace más incómodo.

NUTRIENTES Y GASES: GASES DISUELTOSEn los ecosistemas acuáticos podemos encontrar de cinco a seis gases disueltos que participan en procesos biológicos importantes. Dichos gases difieren unos de otros en su comportamiento fisicoquímico y en su fuente de origen. Estos gases son: oxígeno (O2), nitrógeno (N2), bióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), metano (CH4), y amoniaco (NH3). La fuente primaria de algunos de estos gases se encuentra en la atmósfera. En el caso particular del nitrógeno y el oxígeno, estos resultan ser los gases más abundantes en la atmósfera: N2 (78%) y O2 (21%) [Tabla 1]. En el caso del nitrógeno, la atmósfera resulta ser el depósito primario.

Además de la atmósfera, podemos señalar otras fuentes de origen para algunos de lo gases disueltos en agua. El bióxido de carbono (CO2) es un gas atmosférico que también es producido por procesos catabólicos (respiración aerobia, respiración anaerobia y en menor grado por fermentación). El oxígeno, a su vez, es uno de los productos del proceso de fotosíntesis en plantas, algas y cianobacterias.

Hay otros gases que se producen y originan únicamente en el cuerpo acuático. Tal es el caso de metano, sulfuro de hidrógeno y amoniaco. El metano se origina de la descomposición anaerobia de materia orgánica, (acetato y compuestos metilados tales como metanol) o de la reducción de CO2 a expensas de hidrógeno molecular (H2).

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Composición de gases de aire limpio al nivel del mar

El sulfuro de hidrógeno (H2S) se origina de la actividad metabólica de bacterias y reacciones químicas abióticas. Aun cuando este gas es muy soluble en agua, rara vez se encuentra en la atmósfera, así que no entra a los ambientes acuáticos a través de la superficie del agua.

El amoniaco (NH3), se origina de varios procesos biológicos: es un componente de las excreciones de invertebrados acuáticos, generado por el proceso de amonificación, es el producto principal de la fijación de N2 por procariotas y es un producto de la actividad metabólica de varios microorganismos heterotrofos que llevan a cabo la amonificación de moléculas orgánicas nitrogenadas y la amonificación de nitrato [respiración anaerobia]. Aun cuando el amoniaco es un gas extremadamente soluble, el mismo es generalmente emovido del ambiente inmediato a los organismos, antes de que se desarrollen efectos tóxicos. Las concentraciones de amoniaco son relativamente altas en el hipolimnio de lagos eutróficos, donde lo podemos encontrar como gas (NH3), el ión amonio (NH4+) o en formas no-disociadas tales como NH4OH. Hoy día, las reservas de amoniaco en la atmósfera son minúsculas, no obstante, se piensa que éste fue un gas muy abundante en la atmósfera primitiva de la Tierra.

FACTORES QUE AFECTAN LA SOLUBILIDAD DE GASES EN AGUAPresión parcial:

La Ley de Henry establece que a temperatura constante la cantidad de gas que absorbe un volumen de líquido, es proporcional a la presión en atmósferas que el gas ejerce en el medio.

c = k x pDonde:

c = concentración de gas que se absorbe (solubilidad del gas) expresada en: mg/Kg; µmoles/L ; milimoles/L; mg/L, ó ml/L

p = presión parcial que ejerce el gask = factor de solubilidad correspondiente a cada gas

La mayoría de los gases obedecen bastante bien la ley de Henry, permitiéndonos predecir la concentración de un gas atmosférico en el agua. No obstante, el bióxido de carbono (CO2) se puede combinar con varios cationes una vez entra a cuerpos de agua naturales. Esto trae como consecuencia que la abundancia de dicho gas en agua sea mayor a los valores que nos pronostica la ley de Henry. Encontramos CO2 en agua tanto en forma libre como en forma combinada (para más detalles vea unidad de Alcalinidad).

Efecto de altitud:

Con un aumento en altitud, a una atmósfera más rarificada, disminuye el valor p en la fórmula anterior. Por consiguiente, la solubilidad, expresada en términos de la cantidad de gas disuelto en equilibrio con el aire, disminuye. Cuando medimos las concentraciones de gases disueltos en ambientes acuáticos ubicados a diferentes altitudes es necesario corregir el valor de presión parcial (p) y la solubilidad del gas (k).

Efecto de temperatura:

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Manteniendo la presión parcial de un gas (p) constante, la solubilidad disminuye según la temperatura aumenta. Esta relación inversa nos permite generalizar que el agua fría contiene una mayor cantidad de gas en solución que aguas tibias o calientes.

Efecto de salinidad:

La presencia de varios minerales en solución disminuye la solubilidad de un gas. La reducción de los valores de saturación de gases en agua de mar, cuando se comparan con agua estilada, es cerca de un 20 %.

Factores de corrección de la presión parcial (p) y el nivel de saturación de gases (k) a diferentes altitudes.

SUELOS O SUSTRATOSSuelo, 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

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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. Los requerimientos de suelo de las distintas plantas varían mucho, y no se puede generalizar sobre el terreno ideal para el crecimiento de todas las plantas. Muchas plantas, como la caña de azúcar, requieren suelos húmedos que estarían insuficientemente drenados para el trigo. Las características apropiadas para obtener con éxito determinadas cosechas no sólo son inherentes al propio suelo; algunas de ellas pueden ser creadas por un adecuado acondicionamiento del suelo.

NATURALEZA DEL SUELO Los componentes primarios del suelo son: 1) compuestos inorgánicos, no disueltos, producidos por la meteorización y la descomposición de las rocas superficiales; 2) los nutrientes solubles utilizados por las plantas; 3) distintos tipos de materia orgánica, viva o muerta y 4) gases y agua requeridos por las plantas y por los organismos subterráneos.

Etapas de la formación del sueloLa formación del suelo es un proceso en el que las rocas se dividen en partículas menores mezclándose con materia orgánica en descomposición. El lecho rocoso empieza a deshacerse por los ciclos de hielo-deshielo, por la lluvia y por otras fuerzas del entorno (I). El lecho se descompone en la roca madre que, a su vez, se divide en partículas menores (II). Los organismos de la zona contribuyen a la formación del suelo desintegrándolo cuando viven en él y añadiendo materia orgánica tras su muerte. Al desarrollarse el suelo, se forman capas llamadas horizontes (III). El horizonte A, más próximo a la superficie, suele ser más rico en materia orgánica,

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mientras que el horizonte C contiene más minerales y sigue pareciéndose a la roca madre. Con el tiempo, el suelo puede llegar a sustentar una cobertura gruesa de vegetación reciclando sus recursos de forma efectiva (IV). En esta etapa, el suelo puede contener un horizonte B, donde se almacenan los minerales lixiviados.

La naturaleza física del suelo está determinada por la proporción de partículas de varios tamaños. Las partículas inorgánicas tienen tamaños que varían entre el de los trozos distinguibles de piedra y grava hasta los de menos de 1/40.000 centímetros. Las grandes partículas del suelo, como la arena y la grava, son en su mayor parte químicamente inactivas; pero las pequeñas partículas inorgánicas, componentes principales de las arcillas finas, sirven también como depósitos de los que las raíces de las plantas extraen nutrientes. El tamaño y la naturaleza de estas partículas inorgánicas diminutas determinan en gran medida la capacidad de un suelo para almacenar agua, vital para todos los procesos de crecimiento de las plantas.

La parte orgánica del suelo está formada por restos vegetales y restos animales, junto a cantidades variables de materia orgánica amorfa llamada humus. La fracción orgánica representa entre el 2 y el 5% del suelo superficial en las regiones húmedas, pero puede ser menos del 0.5% en suelos áridos o más del 95% en suelos de turba.

El componente líquido de los suelos, denominado por los científicos solución del suelo, es sobre todo agua con varias sustancias minerales en disolución, cantidades grandes de oxígeno y dióxido de carbono disueltos. La solución del suelo es muy compleja y tiene importancia primordial al ser el medio por el que los nutrientes son absorbidos por las raíces de las plantas. Cuando la solución del suelo carece de los elementos requeridos para el crecimiento de las plantas, el suelo es estéril.

Los principales gases contenidos en el suelo son el oxígeno, el nitrógeno y el dióxido de carbono. El primero de estos gases es importante para el metabolismo de las plantas porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias bacterias y de otros organismos responsables de la descomposición de la materia orgánica. La presencia de oxígeno también

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es vital para el crecimiento de las plantas ya que su absorción por las raíces es necesaria para sus procesos metabólicos.

CLASES DE SUELOLos 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.

Taxonomía de diez tipos de suelo

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

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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. Las partículas de arena tienen diámetros entre 2 y 0,05 mm, las de limo entre 0,05 y 0,002 mm, y las de arcilla son menores de 0,002 mm. En general, las partículas de arena pueden verse con facilidad y son rugosas al tacto. Las partículas de limo apenas se ven sin la ayuda de un microscopio y parecen harina cuando se tocan. Las partículas de arcilla son invisibles si no se utilizan instrumentos y forman una masa viscosa cuando se mojan.

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. Los suelos que contienen una proporción mayor de partículas pequeñas, por ejemplo las arcillas y los limos, son depósitos excelentes de agua y encierran minerales que pueden ser utilizados con facilidad. Sin embargo, los suelos muy arcillosos tienden a contener un exceso de agua y tienen una textura viscosa que los hace resistentes al cultivo y que impide, con frecuencia, una aireación suficiente para el crecimiento normal de las plantas.

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.

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Suelos del mundo

Las propiedades de un suelo reflejan la interacción de varios procesos de formación que suceden de forma simultánea tras la acumulación del material primigenio. Algunas sustancias se añaden al terreno y otras desaparecen. La transferencia de materia entre horizontes es muy corriente. Algunos materiales se transforman. Todos estos procesos se producen a velocidades diversas y en direcciones diferentes, por lo que aparecen suelos con distintos tipos de horizontes o con varios aspectos dentro de un mismo tipo de horizonte.

Los suelos que comparten muchas características comunes se agrupan en series y éstas en familias. Del mismo modo, las familias se combinan en grupos, y éstos en subórdenes que se agrupan a su vez en órdenes.

Los nombres dados a los órdenes, subórdenes, grupos principales y subgrupos se basan, sobre todo, en raíces griegas y latinas. Cada nombre se elige tratando de indicar las relaciones entre una clase y las otras categorías y de hacer visibles algunas de las características de los suelos de cada grupo. Los suelos de muchos lugares del mundo se están clasificando según sus características lo cual permite elaborar mapas con su distribución.

QUÍMICA DEL SUELO El suelo ha sido comparado con un laboratorio químico muy complicado, donde tienen lugar un gran número de reacciones que implican a casi todos los elementos químicos conocidos. Algunas reacciones se pueden considerar sencillas y se comprenden con facilidad, pero el resto son complejas y de difícil comprensión. En general los suelos se componen de silicatos con complejidades que varían desde la del sencillo óxido de silicio —cuarzo— hasta la de los silicatos de aluminio hidratado, muy complejo, encontrados en los suelos de arcilla. Los elementos del suelo más importantes para la nutrición de las plantas incluyen el fósforo, el azufre, el nitrógeno, el calcio, el hierro y el magnesio. Investigaciones recientes han mostrado que las plantas para crecer también necesitan cantidades pequeñas pero fundamentales de elementos como boro, cobre, manganeso y cinc.

Las plantas obtienen nutrientes de los coloides del suelo, partículas diminutas parecidas a la arcilla que se mezclan con el agua, aunque no se disuelven en ella. Se forman como producto de la meteorización física y química de minerales primarios. Consisten en cantidades variables de óxidos hidratados de hierro, aluminio y silicio y de minerales cristalinos secundarios como la caolinita y la montmorillonita.

Los coloides tienen algunas propiedades físicas marcadas que afectan fuertemente las características agrícolas de los distintos suelos. Los suelos de las regiones con precipitación escasa y poca agua subterránea están sometidos a lixiviación moderada y, por tanto, contienen gran cantidad de compuestos originales, como calcio, potasio y sodio. Los coloides de este tipo se expanden en gran medida cuando se mojan y tienden a dispersarse en el agua. Al secarse toman una consistencia gelatinosa y pueden, tras un secado adicional, formar masas impermeables al agua.

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Donde el terreno queda cubierto por bosques, los coloides inorgánicos y orgánicos penetran en la tierra transportados por agua subterránea después de lluvias o inundaciones; forman una capa concentrada en la parte inferior del suelo y consolidan otras partículas de él para producir una masa densa y sólida.

Una de las características importantes de las partículas coloidales es su capacidad para participar en un tipo de reacción química conocida como intercambio de bases. En esta reacción un compuesto cambia al sustituir uno de sus elementos por otro. Así, los elementos que estaban ligados a un compuesto pueden quedar libres en la solución del suelo y estar disponibles como nutrientes para las plantas. Cuando se añade a un suelo materia fertilizante como el potasio, una porción del elemento requerido entra en la solución del suelo de forma inmediata, y queda disponible, mientras que el resto participa en el intercambio de bases y permanece en el suelo incorporado a los coloides.

Uno de los ejemplos de intercambio de bases más simple y valioso para la agricultura es la reacción que se produce cuando la caliza (CaCO3) se utiliza para neutralizar la acidez. La acidez del suelo, que puede definirse como la concentración de iones de hidrógeno, afecta a muchas plantas; las legumbres, por ejemplo, no pueden crecer en un terreno ácido.

Elementos de un suelo ideal

AGUA DEL SUELO Como se dijo, la cantidad de agua disponible en un suelo dado tiene un efecto importante en la productividad del terreno para su uso agrícola. Tanto en estado líquido como gaseoso, el agua ocupa cerca de un cuarto del volumen del suelo productivo. La cantidad de agua retenida depende del tamaño y de la disposición de los poros en el terreno. En suelos gruesos y desagregados, el agua tiende a drenarse hacia abajo por la acción de la gravedad, dejando un pequeño remanente.

Los suelos compuestos por partículas finas suelen tener una porosidad total superior, por tanto, retienen cantidades de agua mayores que los suelos de textura gruesa. El agua se mueve y queda retenida por un sistema de poros. Sólo están disponibles para las plantas dos tercios del agua almacenada después de que se haya drenado el exceso. La partículas del suelo absorben el agua restante con fuerza suficiente como para impedir su uso por las plantas.

Las fuerzas que actúan sobre el agua, llamadas succión del suelo, pueden clasificarse así: las causadas por las partículas (fuerzas mátricas), por los solutos disueltos en el agua (fuerzas

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osmóticas) y por la gravedad (fuerzas gravitatorias). Las fuerzas mátricas surgen de la acción capilar y de las interacciones electrostáticas entre el agua y las partículas del suelo. Las fuerzas osmóticas dependen de la cantidad de sales disueltas en el agua y que influyen de forma indirecta en su movimiento por el suelo. La suma de las fuerzas mátricas y osmóticas se llama potencial total del agua.

El agua que interactúa con las superficies de los minerales del suelo tiene propiedades distintas de las del agua libre. Por tanto se llama agua ligada. Ésta, comparada con el agua libre, tiene volumen específico, viscosidad y calores específicos mayores, constante dieléctrica menor y una mayor resistencia a los reordenamientos. Estos efectos se extienden a distancias muy cortas, del orden de tres a diez capas de moléculas de agua. El enlace de hidrógeno y las fuerzas de Van der Waals (atracción intermolecular) se mencionan como razones por las que el agua queda ligada a las superficies de suelo.

Las necesidades de agua de las plantas se satisfacen con el agua del suelo. El límite máximo de embalse depende de la capacidad del terreno, y el mínimo depende del porcentaje de secado permanente y también de la ocupación efectiva de las raíces de la cosecha. La capacidad del terreno es la cantidad de agua en un suelo dos o tres días después de una inundación completa de su perfil, expresada como peso seco del suelo. El coeficiente de marchitamiento se define como el valor de la humedad del suelo bajo el cual un vegetal se marchitaría y moriría, aun cuando se encuentre en una atmósfera húmeda. Se expresa como porcentaje de masa de suelo seco.

MATERIA ORGÁNICA DEL SUELO El término general utilizado para definir la mezcla compleja de materia orgánica del suelo es humus. No es una mezcla estable de sustancias químicas, es más bien una mezcla dinámica, en constante cambio, que representa cada etapa de la descomposición de la materia orgánica muerta, desde la más simple a la más compleja. El proceso de descomposición está causado por la acción de un gran número de bacterias y hongos microscópicos. Estos microorganismos atacan y digieren los compuestos orgánicos complejos que constituyen la materia viva, reduciéndola a formas más simples que las plantas pueden usar como alimento. Un ejemplo típico de acción de las bacterias es la formación de amoníaco a partir de proteínas animales y vegetales.

Unas bacterias oxidan el amoníaco para formar nitritos, y otras actúan sobre los nitritos para constituir nitratos, un tipo de compuesto del nitrógeno que puede ser utilizado por las plantas. Algunas bacterias son capaces de atraer, o extraer, nitrógeno del aire (véase Fijación del nitrógeno) de forma que quede disponible en el suelo. Incluso partes no descompuestas del humus, o que sólo han experimentado descomposición parcial, contribuyen a la fertilidad del terreno dando al suelo una textura más ligera y porosa.

Bajo condiciones naturales, así como en zonas que no han sido nunca perturbadas por cultivo o deforestación, hay un equilibrio entre la cantidad de humus destruido por descomposición total y la materia añadida por la putrefacción de plantas y de cuerpos animales. Donde se practica la agricultura o donde se altera el equilibrio de los procesos naturales, bien por los humanos, bien por accidentes naturales como el fuego, se pierde la

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estabilidad y se reduce el contenido orgánico del suelo hasta que se alcanza un nuevo equilibrio.

ALCALINIDADALCALINIDAD Y NIVEL DE PHEl pH de una solución mide la concentración de iones de hidrógeno; la medición nos dice lo básica o ácida que es dicha solución. Cuanto mayor sea la concentración de iones de hidrógeno, más ácida será. La escala de pH comprende un espectro que va desde muy ácido, representado por un 0, hasta muy básico o alcalino, representado por 14. El agua tiene un pH natural de alrededor de 7, es decir, neutro. Los organismos vivos requieren un nivel que esté entre 6 y 9.

CAUSAS DE ALCALINIDADUna solución es alcalina cuando es capaz de tamponar soluciones ácidas con mayores concentraciones de iones de hidrógeno. En el agua, la alcalinidad se produce por la presencia de una alta concentración de moléculas de minerales de carbono en suspensión. El agua con alta alcalinidad se dice que es "dura". El compuesto mineral que suele provocarlo es el carbonato de calcio, proveniente de rocas, como la piedra caliza, o de la lixiviación de la dolomita o la calcita del suelo. En las plantas de tratamiento, se puede elevar la alcalinidad de las aguas.

DAÑOS POR UNA ALTA ALCALINIDADMuchas personas son conscientes de lo preocupante que resulta un exceso de acidez en el agua; pero una alcalinidad excesiva también puede ser perjudicial. El agua se vuelve turbia cuando hay demasiados minerales suspendidos en ella; pierde su transparencia debido a la presencia de esas partículas en suspensión. Además, la dureza del agua puede facilitar la transferencia de plomo de las tuberías al suministro, poniendo en riesgo la salud de las personas que la ingieran. Por otra parte, lavarse con un agua altamente alcalina puede dejar la piel seca y causar picor. Y, sobre todo, hay que tener presente que el exceso de alcalinidad en un ecosistema puede reducir su capacidad para sustentar la vida que hay en él.

pH y grado de alcalinidad del agua de marEl mantenimiento de un nivel de alcalinidad y su capacidad de neutralización del agua salobre y el agua de mar se puede conseguir llenando al máximo la cantidad de carbonatos de acuario.

El uso de gravilla de carbonato cálcico en el fondo del filtro evitará descensos a menos de 50 mg/litro y que deberá ser renovada parcialmente cada cierto tiempo.

SALES MINERALESSales, compuestos iónicos formados por los cationes de las bases y los aniones de los ácidos.

Las sales se obtienen por reacción de los ácidos con los metales, las bases u otras sales, y por reacción de dos sales que intercambian sus iones.

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Las sales en las que todos los hidrógenos sustituibles de los ácidos han sido sustituidos por iones metálicos o radicales positivos se llaman sales neutras, por ejemplo, el cloruro de sodio, NaCl.

Las sales que contienen átomos de hidrógeno sustituibles son sales ácidas, por ejemplo, el carbonato ácido de sodio (bicarbonato de sodio), NaHCO3. Las sales básicas son aquéllas que

poseen algún grupo hidróxido, por ejemplo el sulfato básico de aluminio, Al(OH)SO4.

Las sales también pueden clasificarse de acuerdo con las fuerzas de los ácidos y las bases de las cuales derivan.

La sal de una base fuerte y de un ácido fuerte, por ejemplo el KCl, no se hidroliza al ser disuelta en agua, y sus disoluciones son neutras.

La sal de una base fuerte y de un ácido débil, por ejemplo el Na2CO3, sufre hidrólisis cuando se disuelve en agua, y sus disoluciones son básicas.

La sal de un ácido fuerte y una base débil, como el NH4Cl, también sufre hidrólisis, y sus disoluciones son ácidas.

A excepción de ciertas sales amónicas y de sales que son muy insolubles, las sales de un ácido débil y una base débil, como el Al2S3, experimentan en el agua hidrólisis completa, recuperándose el ácido y la base de iniciales.

DENSIDADDensidad, masa de un cuerpo por unidad de volumen. En ocasiones se habla de densidad relativa que es la relación entre la densidad de un cuerpo y la densidad del agua a 4 °C, que se toma como unidad. Como un centímetro cúbico de agua a 4 °C tiene una masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numéricamente a su densidad expresada en gramos por centímetro cúbico.

La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en una balanza, y después su volumen; éste se puede calcular a través del cálculo si el objeto tiene forma geométrica, o sumergiéndolo en un recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que alcanza el líquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el volumen. Para medir la densidad de líquidos se utiliza el densímetro, que proporciona una lectura directa de la densidad.

El término de densidad también se aplica a las siguientes magnitudes:

1) La relación entre el número de partículas en un volumen dado, o el total de una determinada cantidad —como la energía o el momento— que existe en un volumen, y dicho volumen. Es el caso de la densidad de carga, la densidad de electrones o la densidad de energía.

2) La energía luminosa por unidad de volumen (densidad de energía luminosa).

3) La oscuridad de una imagen en una película o placa fotográfica (densidad fotográfica).

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