Bauxita ¿Sabías que… : Los minerales arcillosos Principales

3. Formación de suelos con alto contenido en aluminio
La meteorización de minerales arcillosos como la vermiculita y
la esmectita a través de los procesos anteriormente descritos
puede elevar el contenido en aluminio de los suelos. En la
práctica, estos procesos están restringidos a ambientes en los
que el material parental es básico (con esmectita disponible)
o silíceo (con vermiculita), el clima es húmedo y la topografía
permite el movimiento del agua.
La mayoría de los minerales silíceos producidos por los procesos
de meteorización originales se disuelven y son lixiviados del
suelo. El resto de minerales arcillosos son translocados desde
la parte superior del suelo para formar un horizonte rico en
arcillas. Estos minerales arcillosos son a su vez meteorizados,
liberando así gran cantidad de aluminio soluble (dependiendo de
la composición de la roca original también puede liberarse hierro
o magnesio).
Los minerales arcillosos
alta actividad se utilizan para describir este proceso. Los minerales
de arcilla inalterados tienen un área superficial relativamente grande
y son capaces de retener los cationes nutrientes básicos tales como
calcio, magnesio, potasio y sodio. Estos cationes pueden ser liberados
al sistema de raíces cuando sea necesario y se les aplica el término de
"alta actividad" debido a su elevada capacidad de intercambio catiónico
(CIC). Ejemplos de tales arcillas son la vermiculita y la montmorillonita.
Como resultado, estas arcillas tienden a producir suelos muy fértiles. Sin
embargo, la contracción y expansión del suelo debido a la expansión y
contracción de los minerales arcillosos por los ciclos de humedecimiento
y secado se traducirá en un drenaje deficiente.
Los minerales de la arcilla son un grupo reducido de partículas cristalinas,
concretamente filosilicatos de aluminio hidratados (p. ej. caolinita,
Al2Si2O5(OH)4), a veces con cantidades variables de hierro, magnesio,
metales alcalinos, tierras alcalinas y otros cationes.
Los minerales de las arcillas tienen estructuras similares a las
micas, formando láminas planas hexagonales de grosor inferior a 2
micrómetros. Esto da lugar a partículas con superficies muy grandes. La
illita y la caolinita tienen una superficie específica de 97 m2/g y 16 m2/g
respectivamente. Para comprender este concepto, la estructura puede
compararse con una baraja de cartas. Cuando están apiladas las cartas,
la baraja es pequeña, pero si colocamos una carta a continuación de otra,
se puede cubrir una gran superficie.
En las arcillas de baja actividad sucede lo contrario: al estar más
degradadas, poseen menos superficie que las arcillas de alta actividad.
Por lo tanto, tienen una menor capacidad para retener y suministrar
nutrientes (es decir, baja CIC). Estas cuestiones tienen implicaciones en
la gestión agrícola del suelo, ya que en ocasiones es necesario añadir
nutrientes de manera artificial o gestionar el contenido en materia
orgánica del suelo para que los nutrientes estén disponibles para las
plantas.
Normalmente nos referimos a los minerales de arcilla como 1:1 (una
capa tetraédrica combinada con una octaédrica - caolinita) o 2:1 (una
lámina octaédrica entre dos hojas de mica tetraédricas - esmectita).
Entre estas capas se puede almacenar gran cantidad de agua.
Los minerales de arcilla tienen la propiedad de actuar como imanes
para ciertas partículas cargadas (cationes y aniones) y retenerlos
hasta que sean requeridos por las plantas. Los términos de baja y de
Caolinita (1:1)
Illita (2:1)
Vermiculita (2:1)
Smectita (2:1)
Clorita (2:1)
No expansiva
No expansiva
Moderadamente expansiva
Fuertemente expansiva
No expansiva
1,0
nm
Tetraedro
Silicio
K+
Tetraedro
Octaedro
Tetraedro
Tetraedro
Octaedro
Octaedro
Octaedro
Tetraedro
Tetraedro
Tetraedro
Octaedro
Oxígeno
Tetraedro
Oxígeno, Hidroxilo
Aluminio
Tetraedro
Octaedro
Tetraedro
1-1,5
nm
Moléculas de agua
y cationes
Tetraedro
1-2
nm
1-4
nm
Octaedro
Tetraedro
Lámina hidróxido
Moléculas de agua
y cationes
Tetraedro
Octaedro
Octaedro
Tetraedro
Tetraedro
Tetraedro
Tetraedro
Octaedro
Tetraedro
Principales procesos de formación de suelos
volcánicos
En esta fotografía se muestra un perfil de un suelo, en Brasil, que contiene
altos niveles de aluminio. Este tipo de suelo es común en las zonas tropicales
y subtropicales. El alto nivel de aluminio en los suelos tiene su origen en la
rápida meteorización de arcillas de alta actividad como la vermiculita y la
esmectita. (HS)
Bauxita
Estos suelos se desarrollan a partir de materiales de origen
volcánico (como cenizas, tobas, piedra pómez y lava) y presentan
una alta proporción de vidrio volcánico (también conocido como
obsidiana). La meteorización del material poroso volcánico
libera iones de aluminio (Al3+), que junto con la materia orgánica
(humus) forma compuestos órgano-minerales estables (son
estables porque el aluminio evita la degradación de la materia
orgánica), como por ejemplo la alófana, la imogolita (ambos
aluminosilicatos). El hierro ferroso libre (Fe2+) suele precipitar en
forma de ferrihidrita.
En las áreas tropicales caracterizadas por las estaciones lluviosas,
podemos encontrar laterita y bauxita. Estos minerales ricos en aluminio
se forman como consecuencia de las altas temperaturas y la gran
cantidad de bacterias que descomponen totalmente la materia orgánica
del suelo. La bauxita es una forma especial de petroplintita (ver página
anterior): contiene una alta proporción de óxidos de aluminio y por lo
tanto menos hierro.
La mayoría de los materiales volcánicos son amorfos (ver
Glosario). Estos tienen una gran área superficial, por lo que
pueden absorber gran cantidad de agua (la principal diferencia
entre un sólido cristalino y un sólido amorfo es su estructura; en
un sólido cristalino existe una ordenación de los átomos a largo
alcance, mientras que en los sólidos amorfos no se puede predecir
donde se encontrará el próximo átomo). Sin embargo, debido a
su alta capacidad de intercambio aniónico estos materiales se
caracterizan por una fuerte fijación de fosfatos, lo que implica
que los cultivos en este tipo de suelos suelen requerir grandes
aportes de fósforo.
¿Sabías que… :
bȩ Latinoamérica es la responsable del 32% de la producción mundial
de bauxita. Actualmente, Brasil es el tercer productor a nivel global
(con 31 millones de toneladas en 2011), después de Australia
(número 1) y China (número 2).
bȩ La denominación de bauxita tiene su origen en un pueblo del sur de
Francia, Les Baux, donde se descubrió por primera vez que contenía
aluminio, siendo nombrada de esta manera por el geólogo francés
Pierre Berthier en 1821.
bȩ La bauxita es la principal mena del aluminio, uno de los metales
más importantes debido a su gran cantidad y variedad de usos (hoy
en día, tan sólo superado por el hierro/acero). El aluminio se usa en
forma pura, aleado con otros metales o en compuestos no metálicos.
En estado puro se aprovechan sus propiedades ópticas para fabricar
espejos (tanto domésticos como industriales – p. ej. para telescopios
reflectores-). Su uso más popular es como papel aluminio, de un
espesor tan pequeño que resulta fácilmente maleable y por ende
apto para embalaje alimentario. También se usa en la fabricación de
latas y tetrabriks.
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Perfil de un suelo volcánico (Andosol) en Chile. Los colores de la capa superficial
y del subsuelo, suelen ser distintos según la región en la que se desarrolle
el suelo, más oscuro en las regiones frías que en las tropicales. El horizonte
superficial es muy poroso y presenta terrones o estructura granular. (MF)
Cultivo de maíz sobre suelo volcánico en Ecuador. Los suelos volcánicos tienen
un gran potencial agrícola debido a que son muy fértiles, especialmente cuando
se trata de cenizas neutras o básicas que no han sido expuestas a un lavado
excesivo. La fuerte fijación del fosfato se puede remediar aplicando enmiendas
calizas, material orgánico o fertilización con fósforo. Los suelos volcánicos son
fáciles de trabajar y tienen buenas propiedades en cuanto al almacenamiento
de agua. (SLCS)
Atlas de suelos de América Latina y el Caribe | Suelos y medio ambiente en LAC
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