{"id":756,"date":"2018-06-19T09:59:24","date_gmt":"2018-06-19T08:59:24","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.uclm.es\/pablohigueras\/?page_id=327"},"modified":"2023-01-20T10:27:34","modified_gmt":"2023-01-20T09:27:34","slug":"mineralogia-y-geoquimica-ambiental","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blog.uclm.es\/pablohigueras\/mineralogia-y-geoquimica-ambiental\/","title":{"rendered":"MINERALOG\u00cdA Y GEOQU\u00cdMICA AMBIENTAL"},"content":{"rendered":"
    \n
  1. Higueras<\/a>1<\/sup>yR. Oyarzun<\/a>2<\/sup><\/li>\n<\/ol>\n

    1<\/sup>:\u00a0Departamento de Ingenier\u00eda Geol\u00f3gica y Minera, Escuela Universitaria Polit\u00e9cnica de Almad\u00e9n, Universidad de Castilla-La Mancha, Plaza M. Meca 1, 13400 Almad\u00e9n, Espa\u00f1a.<\/p>\n

    2<\/sup>:\u00a0Departamento de Cristalograf\u00eda y Mineralog\u00eda, Facultad de Ciencias Geol\u00f3gicas, Universidad Complutense, 28040 Madrid, Espa\u00f1a.<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Problemas potenciales derivados de la miner\u00eda. En primer plano,\u00a0<\/strong>estanque de soluciones cianuradas, atr\u00e1s, pila de lixiviaci\u00f3n. Punitaqui (Chile),\u00a0<\/strong>explotaci\u00f3n minera abandonada de Cu-Hg-Au<\/strong><\/p>\n

    El tema ambiental est\u00e1 ganado importancia de manera progresiva en las Ciencias de la Tierra, tanto en la ense\u00f1anza como en la investigaci\u00f3n te\u00f3rica y aplicada. Aunque los aspectos m\u00e1s paisaj\u00edsticos de los problemas ambientales suelen a veces llamar m\u00e1s la atenci\u00f3n de la opini\u00f3n p\u00fablica (impactos visuales), existen otros, de fondo, que imprescindiblemente \u201cdeben\u201d ser tratados. Nos referimos a la migraci\u00f3n de metales y compuestos qu\u00edmicos en el ciclo ex\u00f3geno. Estos procesos son interactivos, y toman lugar en la atm\u00f3sfera, la hidr\u00f3sfera, y en esa delgada y vulnerable \u201cpiel\u201d que cubre gran parte de los continentes: los suelos. Los principales peligros ambientales a que se enfrenta la sociedad vienen dados por la extrema toxicidad, a determinadas concentraciones, de los llamados metales pesados y compuestos qu\u00edmicos, ya sean de origen natural o antropog\u00e9nico. Incidentes de contaminaci\u00f3n por mercurio, como el de la bah\u00eda de Minamata en Jap\u00f3n, que dej\u00f3 todo un legado de nacimientos de ni\u00f1os deformes (teratog\u00e9nesis) son un ejemplo de la importancia de este tema.<\/p>\n

    En este curso trataremos dos aspectos b\u00e1sicos de la geolog\u00eda ambiental, referidos normalmente de manera algo difusa como\u00a0mineralog\u00eda ambiental<\/em>\u00a0y\u00a0geoqu\u00edmica ambiental<\/em>. Generalmente la opini\u00f3n p\u00fablica suele fijar sus cr\u00edticas sobre los impactos ambientales de origen industrial m\u00e1s evidentes, esto es (por ejemplo), de la presencia en si de una mina (impacto visual), olvidando los aspectos mineral\u00f3gicos y qu\u00edmicos que se derivan de la actividad minera como tal. Aqu\u00ed hay varios temas que comentar y analizar: la \u201cmineralog\u00eda\u201d del yacimiento que se explota, el o los \u201cmetales\u201d presentes en esas fases minerales, los \u201cprocesos metal\u00fargicos\u201d que se emplean para extraer el metal o metales, y los efectos del \u201cclima\u201d de una regi\u00f3n sobre las variables anteriores.\u00a0Obviamente no es lo mismo bajo el punto de vista de la salud humana y ambiental una explotaci\u00f3n minera de hierro, que otra de ars\u00e9nico o plomo. La primera podr\u00e1 generar importantes impactos visuales o sociales, pero el hierro definitivamente no est\u00e1 dentro de la lista de elementos qu\u00edmicos de alta peligrosidad. De esta manera, el problema debe ser enfocado primariamente en t\u00e9rminos de la mineralog\u00eda del yacimiento que ha sido explotado o se encuentra en explotaci\u00f3n, continuando con los aspectos qu\u00edmicos derivados, analizando finalmente el problema bajo una perspectiva ambiental m\u00e1s amplia.<\/p>\n

    As\u00ed, estudiaremos a lo largo de este curso los dos aspectos m\u00e1s cr\u00edticos la geolog\u00eda ambiental. Uno referido a los minerales, en sus dos vertientes: 1) como agentes de contaminaci\u00f3n, y 2) en su aspecto \u201camable\u201d esto es, en la resoluci\u00f3n de problemas ambientales. Muchos minerales son solubles, esto es, bajo determinadas condiciones f\u00edsico-qu\u00edmicas liberan su carga met\u00e1lica. La introducci\u00f3n de estos metales o sales al ciclo ex\u00f3geno la examinaremos bajo la \u00f3ptica de la geoqu\u00edmica. Al respecto cabe destacar que hay todo un camino de ida y vuelta entre estas dos visiones del problema. No podemos plantear un estudio geoqu\u00edmico sin la adecuada comprensi\u00f3n del tema mineral\u00f3gico, y por su parte, la mera mineralog\u00eda (sin apoyo de la geoqu\u00edmica) nos dir\u00e1 poco sobre el problema ambiental.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/strong>El curso que ofrecemos a continuaci\u00f3n est\u00e1 estructurado de la siguiente manera:<\/p>\n

    1)\u00a0Qu\u00edmica de las soluciones en la naturaleza: definiendo conceptos b\u00e1sicos.<\/span> Una gu\u00eda breve y pr\u00e1ctica sobre la qu\u00edmica b\u00e1sica que necesitar\u00e1 para este curso.<\/p>\n

    2)\u00a0Solubilizaci\u00f3n, transporte, y precipitaci\u00f3n de substancias en el ciclo ex\u00f3geno: una aproximaci\u00f3n al tema de los contaminantes<\/span>. Los elementos pasan de unos medios a otros en relaci\u00f3n con procesos que est\u00e1n en funci\u00f3n de la f\u00edsico-qu\u00edmica del medio y de sus propias caracter\u00edsticas. Los procesos medioambientales se pueden caracterizar como procesos geol\u00f3gicos externos que ocurren de forma especialmente r\u00e1pida. La geoqu\u00edmica de estos procesos, en distintos medios: ambiente minero, industrial, las interacciones entre agua y minerales en r\u00edos y lagos, o en relaci\u00f3n con la atm\u00f3sfera urbana, tienen un gran inter\u00e9s para identificar y valorar adecuadamente los procesos medioambientales.<\/p>\n

    3)\u00a0Mineralog\u00eda y procesos de contaminaci\u00f3n de suelos.<\/span>\u00a0El suelo es el receptor de la mayor parte de los residuos generados por el hombre, lo que produce su contaminaci\u00f3n. La mineralog\u00eda del suelo es un par\u00e1metro fundamental para comprender las interacciones que aqu\u00ed pueden producirse, y analizar la posibilidad de que la contaminaci\u00f3n se transmita a otros recursos, como las aguas subterr\u00e1neas, o a las cadenas tr\u00f3ficas, a trav\u00e9s de su captaci\u00f3n por las plantas.<\/p>\n

    4)\u00a0Prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica<\/span>. La prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica es una herramienta fundamental para identificar y valorar una contaminaci\u00f3n ambiental, ya sea para reconocer el alcance y extensi\u00f3n de un problema conocido (por ejemplo, la contaminaci\u00f3n inducida por una mina en su entorno) como para buscar las fuentes de una contaminaci\u00f3n de origen desconocido.<\/p>\n

    5)\u00a0Mineralog\u00eda y residuos mineros<\/span>. Analizaremos los procesos mineral\u00f3gicos que resultan de inter\u00e9s medioambiental en este campo.<\/p>\n

    6)\u00a0Mineralog\u00eda y almacenamiento de residuos<\/span>. El almacenamiento de residuos de todo tipo supone en la mayor parte de los casos su enterramiento controlado, y en este sentido, la naturaleza de los materiales que se emplean en este proceso tiene una gran importancia para asegurar un sellado de los almacenes.<\/p>\n

    7)\u00a0Mineralog\u00eda y \u201cmal de la piedra\u201d<\/span>. La acci\u00f3n de la intemperie sobre las edificaciones o sus complementos supone una degradaci\u00f3n de las mismas, que ser\u00e1 m\u00e1s r\u00e1pida o m\u00e1s lenta en funci\u00f3n de tres factores: el clima, la composici\u00f3n de la atm\u00f3sfera, y la naturaleza de las rocas afectadas, y de su mineralog\u00eda en particular.<\/p>\n

    8)\u00a0Minerales, metales, gases y la salud humana y ambiental<\/span>. Los minerales a menudo entran en nuestro organismo, en unos casos por ingesti\u00f3n junto con los alimentos, en otros casos a trav\u00e9s de la respiraci\u00f3n, y pueden producir efectos por lo general nocivos para la salud. As\u00ed por ejemplo, el polvo de s\u00edlice ocasiona la enfermedad denominada silicosis, y los asbestos, la asbestosis. Por otra parte, los minerales pueden alterarse qu\u00edmicamente liberando su contenido met\u00e1lico, el que puede tener en ocasiones efectos muy t\u00f3xicos para la salud humana y ambiental.<\/p>\n

    9)\u00a0Minerales de inter\u00e9s en el control de procesos ambientales<\/span>. Algunas minerales se est\u00e1n empleando o pueden tener aplicaciones futuras en el control de procesos ambientales. As\u00ed por ejemplo las ceolitas se usan para purificar agua, tanto en procesos industriales como dom\u00e9sticos.<\/p>\n

    Adem\u00e1s, ofrecemos dos casos pr\u00e1cticos:<\/p>\n

    1.- Sedimentos ricos en ars\u00e9nico en la cuenca hidrogr\u00e1fica del r\u00edo Elqui (norte de Chile): \u00bfContaminaci\u00f3n industrial o natural?<\/a><\/p>\n

    2.- Mercurio en el medio ambiente del Distrito de Almad\u00e9n. Un fen\u00f3meno din\u00e1mico.<\/a><\/p>\n

    1.- Qu\u00edmica de las soluciones en la naturaleza…<\/h3>\n

    \u00a01.- Qu\u00edmica de las soluciones en la naturaleza: definiendo conceptos b\u00e1sicos\"\"<\/h2>\n

    \u00a0\u00a0Los procesos de contaminaci\u00f3n en la naturaleza est\u00e1n \u00edntimamente ligados a la hidr\u00f3lisis, oxidaci\u00f3n, o reducci\u00f3n de compuestos, el transporte de cationes y aniones o de substancias coloidales, y a la formaci\u00f3n de nuevos compuestos qu\u00edmicos. En este sentido es importante entender las bases que rigen dichos procesos para poder predecir el comportamiento \u00faltimo de los posibles metales o substancias contaminantes.<\/p>\n

    Esquema del Tema:<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.1.-\u00a0Expresando la concentraci\u00f3n en las soluciones<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.2.-\u00a0Definiendo \u00e1cido y base<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.3.-\u00a0Equilibrio qu\u00edmico<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.4.-\u00a0Hidr\u00f3lisis<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.5.-\u00a0Oxidaci\u00f3n \u2013 reducci\u00f3n, diagramas Eh-pH<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a01.6.-\u00a0Bibliograf\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    1.1.- Expresando la concentraci\u00f3n en las soluciones<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En soluciones denominamos soluto a la substancia que se disolver\u00e1 en el solvente (com\u00fanmente: agua). Existen m\u00faltiples maneras de expresar el grado de disoluci\u00f3n del soluto, y aqu\u00ed solo revisaremos dos de las m\u00e1s comunes: 1) la molaridad (M); y 2) la molalidad (m).<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La molaridad se expresa en moles de soluto contenidos en 1 litro de soluci\u00f3n. Por ejemplo, una soluci\u00f3n 0.5 molar (0.5 M) de H2<\/sub>SO4<\/sub>\u00a0contiene 49.04 g de H2<\/sub>SO4<\/sub>. Esto es as\u00ed ya que el peso molecular del \u00e1cido sulf\u00farico es de 98.08. En otras palabras:<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\"\"<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La molalidad se expresa en moles de soluto por kilos de solvente. Por ejemplo, una soluci\u00f3n constituida por 98.08 g de H2<\/sub>SO4<\/sub>\u00a0(1 mol) y 1000 g de agua tendr\u00e1 una molalidad de 1 m (1 molal). En otras palabras:<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\"\"<\/p>\n

    1.2.- Definiendo \u00e1cido y base<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Arrhenius propuso a finales del siglo XIX que los \u00e1cidos difieren de otras substancias que contienen hidr\u00f3geno en que \u00e9stos se disocian parcialmente en el agua, dando hidrogeniones libres (H+<\/sup>), por ejemplo:<\/p>\n

    HCl \u2192 H+<\/sup>\u00a0+ Cl–<\/sup><\/p>\n

    Sin embargo, Br\u00f8nsted en el siglo XX, indic\u00f3 que esta idea no pod\u00eda ser correcta, ya que\u00a0\u00a0H+<\/sup>\u00a0no representa nada m\u00e1s que un prot\u00f3n aislado, el cual no puede existir como tal en presencia de agua. M\u00e1s bien ocurrir\u00eda algo como:<\/p>\n

    HCl + H2<\/sub>O \u2192 H3<\/sub>O+<\/sup>\u00a0+ Cl–<\/sup><\/p>\n

    Br\u00f8nsted defini\u00f3\u00a0\u00e1cido<\/strong>\u00a0como:\u00a0una mol\u00e9cula o i\u00f3n capaz de dar H+<\/sup>\u00a0a otra mol\u00e9cula o i\u00f3n<\/em>. En otras palabras un \u00e1cido ser\u00eda un\u00a0donante de protones<\/em>. Otros qu\u00edmicos objetaron posteriormente tambi\u00e9n la idea de Br\u00f8nsted por restrictiva. En lo que se refiere a este curso, utilizaremos la definici\u00f3n de Krauskopf (pr\u00f3xima a la de Arrhenius), que dice:\u00a0\u00e1cido es una substancia que contiene hidr\u00f3geno y entrega iones de hidr\u00f3genos libre (H+<\/sup>) cuando se disuelve en agua<\/em>.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El t\u00e9rmino\u00a0base<\/strong>\u00a0tambi\u00e9n ha tenido una historia larga. Por mucho tiempo se utiliz\u00f3 de manera ambigua para describir aquellas substancias que al ser disueltas presentaban: 1) un tacto jabonoso; 2) un sabor amargo; 3) la capacidad de neutralizar un \u00e1cido; y 4) la capacidad de revertir los cambios de colores que produc\u00edan los \u00e1cidos en los tintes vegetales. Desde los tiempos de Arrhenius las propiedades de las bases han sido adscritas al i\u00f3n oxidrilo (OH–<\/sup>), y el t\u00e9rmino se restringi\u00f3 a compuestos tales como Na(OH) o Ca(OH)2<\/sub>, los que se disocian y dan este i\u00f3n directamente:<\/p>\n

    Ca(OH)2<\/sub>\u00a0\u2192 Ca2+<\/sup>\u00a0+ 2 OH–<\/sup><\/p>\n

    Br\u00f8nsted se refiere al i\u00f3n OH–<\/sup>\u00a0como una base en si mismo, y ampl\u00eda el t\u00e9rmino para incluir todas los iones o mol\u00e9culas,\u00a0\u00a0que como el OH–<\/sup>, son capaces de unirse con H+<\/sup>\u00a0(substancias receptoras de protones<\/em>). A efectos de este curso utilizaremos de nuevo la definici\u00f3n de Krauskopf, que dice:\u00a0base es una substancia que contiene el grupo OH y entrega iones OH–<\/sup>\u00a0cuando se disuelve en agua<\/em>.<\/p>\n

    1.3.- Equilibrio Qu\u00edmico<\/strong><\/p>\n

    En teor\u00eda todas las reacciones qu\u00edmicas son reversibles, es decir existe la posibilidad de que los compuestos resultantes reaccionen entre ellos para dar lugar a los reactantes originales:<\/p>\n

    A + B \u2192 C + D<\/p>\n

    C + D \u2192 A + B<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Todo esto depende de la\u00a0fuerza determinante<\/em>\u00a0(variaci\u00f3n del potencial qu\u00edmico<\/em>) que acompa\u00f1a a una reacci\u00f3n, y constituye una medida exacta de la tendencia a que una reacci\u00f3n se complete. As\u00ed, si el valor absoluto de \u00e9sta es muy grande, y el signo negativo, la reacci\u00f3n se completar\u00e1 en el sentido directo de la misma:<\/p>\n

    A + B \u2192 C + D<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Sin embargo, si el valor es solo ligeramente negativo, la reacci\u00f3n puede progresar hasta cierto punto, pero podr\u00eda revertirse si las condiciones fisicoqu\u00edmicas del sistema son ligeramente modificadas. En este caso diremos que la reacci\u00f3n es reversible:<\/p>\n

    A + B \u2194 C + D<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Si se cumplen las siguientes condiciones: 1) la velocidad de formaci\u00f3n de los reactantes (A, B) es igual que la de los productos (C, D); 2) estos \u00faltimos reaccionan entre si para dar lugar a los reactantes; y 3) que la composici\u00f3n de la soluci\u00f3n es constante; debemos decir entonces que la reacci\u00f3n es din\u00e1mica y constantemente reactiva en las dos direcciones, y por lo tanto que existe equilibrio qu\u00edmico:<\/p>\n

    A + B = C + D<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La caracter\u00edstica m\u00e1s importante del equilibrio qu\u00edmico es que la velocidad de reacci\u00f3n en las dos direcciones es igual, equilibr\u00e1ndose mutuamente, evitando as\u00ed cualquier variaci\u00f3n composicional en el sistema. La constante de equilibrio para una reacci\u00f3n es proporcional a las concentraciones de las substancias presentes en el sistema, y se expresa como:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    donde los par\u00e9ntesis cuadrados expresan la concentraci\u00f3n qu\u00edmica de las substancias (por ejemplo, en moles por litro) que intervienen en el equilibrio. Si en la reacci\u00f3n intervienen m\u00e1s de dos substancias:<\/p>\n

    A + B + C = D + E<\/p>\n

    la constante de equilibrio queda definida como:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Por otra parte, si intervienen dos o m\u00e1s mol\u00e9culas de una substancia:<\/p>\n

    A + 3 B = 2 C<\/p>\n

    tendremos:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Y en el caso general:<\/p>\n

    aA + bB = cC + dD<\/p>\n

    tendremos:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Para entender como funciona la constante de equilibrio nos centraremos ahora en dos temas importantes: 1) el producto de solubilidad, y 2) la disociaci\u00f3n de \u00e1cidos y bases. El producto de solubilidad (Ksp<\/sub><\/em>,\u00a0<\/sub>medido para las reacciones a 25\u00baC) nos da una medida de \u201ccuanto\u201d de un compuesto soluble o ligeramente soluble pasa efectivamente a fase i\u00f3nica. Analizaremos dos ejemplos concretos, la fluorita (CaF2<\/sub>) y la anhidrita (CaSO4<\/sub>). La fluorita es un mineral t\u00edpico de ganga en muchas masas filonianas, y en algunos casos es explotada como tal. Se trata de un compuesto i\u00f3nico muy poco soluble en agua. La reacci\u00f3n de disoluci\u00f3n queda expresada como:<\/p>\n

    CaF2<\/sub>\u00a0\u00a0= Ca2+<\/sup>\u00a0+ 2 F–<\/sup><\/p>\n

    La constante de equilibrio para la reacci\u00f3n ser\u00e1:<\/p>\n

    \"\"\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0, de aqu\u00ed en adelante expresado como\u00a0KCaF2<\/sub><\/em><\/p>\n

    Debido a que CaF2<\/sub>\u00a0es una fase s\u00f3lida tenemos que:<\/p>\n

    KCaF2<\/sub><\/em>\u00a0= [Ca2+<\/sup>] x [F–<\/sup>]2<\/sup><\/p>\n

    0.017 g de CaF2\u00a0<\/sub>se disolver\u00e1n completamente en 1 kilo de agua a 25\u00baC. Dado que la masa molecular de la fluorita es de 78.08, diremos que la molalidad es de 0.00022 mol\/kg (0.017\/78.08 = 0.00022). Si 0.00022 moles de CaF2<\/sub>\u00a0pueden saturar 1 kg de agua a 25\u00baC las concentraciones de Ca2+<\/sup>\u00a0y F–<\/sup>\u00a0ser\u00e1n de 0.00022 y 0.00044 respectivamente, y as\u00ed:<\/p>\n

    KCaF2<\/sub><\/em>\u00a0= [Ca2+<\/sup>] x [F–<\/sup>]2<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0= 0.00022 x (0.00044)2<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0= 4.26 x 10-11<\/sup><\/p>\n

    Este producto de solubilidad muy bajo, y de ah\u00ed podemos extraer dos conclusiones: 1) que la fluorita se disuelve muy poco en soluci\u00f3n acuosa; y 2) que en una soluci\u00f3n basta con un ligero incremento en la concentraci\u00f3n de iones Ca2+<\/sup>\u00a0o F–<\/sup>\u00a0para que empiece a precipitar CaF2<\/sub>. Dado que los valores del\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0vienen dados en tablas (no hace falta realizar los c\u00e1lculos anteriores), podemos as\u00ed predecir de una manera relativamente f\u00e1cil el comportamiento en soluci\u00f3n de un determinado compuesto i\u00f3nico.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En el caso de la anhidrita la disoluci\u00f3n procede de la siguiente manera:<\/p>\n

    CaSO4<\/sub>\u00a0= Ca2+<\/sup>\u00a0+ SO4<\/sub>-2<\/sup><\/p>\n

    y el producto de solubilidad vienen expresado como:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0KCaSO4<\/sub><\/em>\u00a0= [Ca2+<\/sup>] x [SO4<\/sub>-2<\/sup>]<\/p>\n

    y el valor de este\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0es de 10-4.5<\/sup>. Si comparamos los\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0de la fluorita y la anhidrita (4.26 x 10-11<\/sup>\u00a0versus 10-4.5<\/sup>), veremos que esta \u00faltima es mucho m\u00e1s soluble en soluci\u00f3n acuosa que la primera, o que si comenzamos a subir la concentraci\u00f3n de Ca2+<\/sup>\u00a0en una soluci\u00f3n no saturada que contenga aniones F–<\/sup>\u00a0y SO4<\/sub>-2<\/sup>, el primer mineral en empezar a precipitar ser\u00e1 la fluorita.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El equilibrio qu\u00edmico tambi\u00e9n es importante para entender el grado de disociaci\u00f3n que pueden presentar diferentes \u00e1cidos. Hablamos en este caso de la constante de disociaci\u00f3n del \u00e1cido o\u00a0Ka<\/sub><\/em>. Como ya hemos visto anteriormente, los \u00e1cidos inorg\u00e1nicos y org\u00e1nicos tienen en com\u00fan el ceder iones H+<\/sup>\u00a0en soluci\u00f3n acuosa,\u00a0\u00a0pueden presentar una disoluci\u00f3n simple o compleja, y ser fuertes o d\u00e9biles (baja disociaci\u00f3n). Ejemplos de disociaciones:<\/p>\n

    1) Acido ac\u00e9tico, un caso de disociaci\u00f3n simple:<\/p>\n

    CH3<\/sub>COOH = CH3<\/sub>COO–<\/sup>\u00a0+ H+<\/sup><\/p>\n

    Ka<\/sub><\/em>\u00a0= [CH3<\/sub>COO–<\/sup>] x [H+<\/sup>]<\/p>\n

    Ka<\/sub><\/em>\u00a0= 1.8 x 10-5<\/sup><\/p>\n

    2) Acido carb\u00f3nico, un caso de disociaci\u00f3n compleja, donde tendremos dos constantes de disociaci\u00f3n:<\/p>\n

    a) H2<\/sub>CO3<\/sub>= H+<\/sup>+\u00a0HCO3<\/sub>–<\/sup><\/p>\n

    K1<\/sub><\/em>\u00a0= [H+<\/sup>] x [HCO3<\/sub>–<\/sup>]<\/p>\n

    K1<\/sub><\/em>\u00a0= 10-6.4<\/sup><\/p>\n

    b)HCO3<\/sub>–<\/sup>= H+<\/sup>\u00a0+ CO3<\/sub>-2<\/sup><\/p>\n

    K2<\/sub><\/em>\u00a0= [H+<\/sup>] x [CO3<\/sub>-2<\/sup>]<\/p>\n

    K2<\/sub><\/em>\u00a0= 10-10..3<\/sup><\/p>\n

    como podemos observar, la primera disociaci\u00f3n es mucho m\u00e1s importante que la segunda (~ 4 ordenes de magnitud) con lo cual podemos deducir que a partir de H2<\/sub>CO3\u00a0<\/sub>la proporci\u00f3n de iones HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0ser\u00e1 muy superior a la de CO3<\/sub>-2<\/sup>\u00a0en la soluci\u00f3n.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El agua tambi\u00e9n est\u00e1 sujeta a los fen\u00f3menos de equilibrio qu\u00edmico:<\/p>\n

    H2<\/sub>O = H+<\/sup>\u00a0+ 2 OH–<\/sup><\/p>\n

    Kw<\/sub><\/em>\u00a0= [H+<\/sup>] x [OH–<\/sup>]2<\/sup><\/p>\n

    Kw<\/sub><\/em>\u00a0= 10-14<\/sup><\/p>\n

    de ah\u00ed que en el agua neutra [H+<\/sup>] = 10-7<\/sup>\u00a0y el pH (-log [H+<\/sup>]) sea igual a 7.<\/p>\n

    1.4.- Hidr\u00f3lisis<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Etimol\u00f3gicamente la hidr\u00f3lisis no es m\u00e1s que la descomposici\u00f3n de una substancia por la acci\u00f3n del agua, y el t\u00e9rmino proviene de un per\u00edodo antiguo de la qu\u00edmica, en el que se pensaba que el agua pod\u00eda dividir una sal en un \u00e1cido y una base, por ejemplo:<\/p>\n

    \u201cCaCO3<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 Ca(OH)2\u00a0<\/sub>+ H2<\/sub>CO3<\/sub>\u201d<\/em><\/p>\n

    La realidad es diferente, m\u00e1s compleja, y lo que muestra son equilibrios y reequilibrios a medida que el carbonato de calcio reacciona con los hidrogeniones (H+<\/sup>) del agua:<\/p>\n

    CaCO3<\/sub>\u00a0+ H+<\/sup>\u00a0= Ca2+<\/sup>\u00a0+ HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0(a)<\/p>\n

    La reacci\u00f3n implica un consumo de hidrogeniones, lo cual lleva a que se ionice m\u00e1s agua para mantener el equilibrio:<\/p>\n

    H2<\/sub>O = H+<\/sup>\u00a0+ OH–<\/sup>\u00a0(b)<\/p>\n

    Si combinamos las reacciones (a) y (b) tendremos:<\/p>\n

    CaCO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O = Ca2+<\/sup>\u00a0+ OH–<\/sup>\u00a0+ HCO3<\/sub>–<\/sup><\/p>\n

    la cual representa de manera m\u00e1s adecuada el equilibrio que se producen, pudi\u00e9ndose observar el car\u00e1cter alcalino que adopta el sistema.<\/p>\n

    1.5.- Oxidaci\u00f3n \u2013 reducci\u00f3n, diagramas Eh-pH<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La oxidaci\u00f3n es un cambio qu\u00edmico en el que un \u00e1tomo o grupo de \u00e1tomos pierde electrones, mientras que la reducci\u00f3n es el proceso mediante el cual los ganan. As\u00ed, la transformaci\u00f3n que convierte un \u00e1tomo neutro en un i\u00f3n positivo es un proceso oxidativo y va acompa\u00f1ado por una cesi\u00f3n de electrones, por ejemplo:<\/p>\n

    Fe \u2192 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 2e–<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Por el contrario, si un \u00e1tomo gana electrones estamos en presencia de un proceso reductor, por ejemplo:<\/p>\n

    Cl2<\/sub>\u00a0+ 2e–\u00a0<\/sup>\u2192 2 Cl–<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El estado de oxidaci\u00f3n de un \u00e1tomo en un compuesto qu\u00edmico, es la carga el\u00e9ctrica asignada a dicho \u00e1tomo de manera que el conjunto sume cero. Por ejemplo el estado de oxidaci\u00f3n del cobre en CuCl2<\/sub>\u00a0ser\u00e1 de 2 (2+), y cada cloro presentar\u00e1 una carga negativa (1-). Podemos deducir estas cargas a partir de las propiedades peri\u00f3dicas de cada elemento, las cuales a su vez est\u00e1n relacionadas con su envolvente de electrones. Por ejemplo los elementos del Grupo I presentan en sus compuestos o en su estado i\u00f3nico una carga positiva.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los procesos de oxidaci\u00f3n-reducci\u00f3n pueden ser complejos, as\u00ed por ejemplo en el caso de una soluci\u00f3n con:<\/p>\n

    Zn + Cu2+<\/sup>\u00a0\u2192 Zn2+<\/sup>\u00a0+ Cu<\/p>\n

    diremos que el zinc ha sufrido una oxidaci\u00f3n (Zn0<\/sup>\u00a0\u00a0\u2192 Zn2+<\/sup>) y el cobre una reducci\u00f3n (Cu2+<\/sup>\u00a0\u2192 Cu0<\/sup>). Esta reacci\u00f3n la podemos medir mediante un dispositivo: sumergimos piezas de ambos metales en una soluci\u00f3n de sulfato de cobre, el zinc se disolver\u00e1 progresivamente, mientras que los iones de cobre de la soluci\u00f3n se desplazar\u00e1n a la pieza de cobre metal. Esto genera una corriente el\u00e9ctrica medible en voltios (v). Podemos representar el proceso a trav\u00e9s de dos semireacciones:<\/p>\n

    Zn0<\/sup>\u00a0\u2192 Zn2+<\/sup>\u00a0+ 2e–<\/sup><\/p>\n

    Cu2+<\/sup>\u00a0+ 2e–\u00a0<\/sup>\u2192 Cu0<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Para darle a esta informaci\u00f3n un car\u00e1cter cuantitativo, es conveniente asignarle a cada semireacci\u00f3n una diferencia de potencial. Esto se consigue de manera arbitraria asignando un potencial cero que denominaremos potencial est\u00e1ndar (E0<\/sup>). Una elecci\u00f3n conveniente a este efecto es el hidr\u00f3geno:<\/p>\n

    0.5 H2<\/sub>\u00a0\u2192 H+<\/sup>\u00a0+ e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.00 v<\/p>\n

    Si preparamos una celda con zinc como uno de los electrodos e hidr\u00f3geno en el otro (hidr\u00f3geno a 1 atm\u00f3sfera burbujeando sobre un alambre de platino) y utilizamos una soluci\u00f3n que contenga 1M de H+<\/sup>\u00a0y 1M de Zn2+<\/sup>\u00a0obtendremos:<\/p>\n

    Zn + 2 H+<\/sup>\u00a0\u2192 Zn2+<\/sup>\u00a0+ H2<\/sub>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.76 v<\/p>\n

    Este valor nos dar\u00e1 el potencial est\u00e1ndar para la semireacci\u00f3n:<\/p>\n

    Zn \u2192 Zn2+<\/sup>\u00a0+ 2e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.76 v<\/p>\n

    Estos valores se encuentran en tablas, raz\u00f3n por la que no hay que calcularlos para cada par.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Con el objeto de poder aplicar estos conceptos al estudio de los procesos geoqu\u00edmicos que ocurren en la naturaleza debemos incluir otro t\u00e9rmino, el\u00a0potencial redox<\/em>. Sabemos por ejemplo que el azufre disuelto en los mares abiertos (oxigenados) se encuentra en la forma de SO4<\/sub>2-<\/sup>, mientras que en charcas an\u00f3xicas, \u00e9ste se encuentra bajo la forma de H2<\/sub>S. Esta capacidad de los ambientes naturales para oxidar o reducir compuestos es medida cuantitativamente mediante el\u00a0potencial redox<\/em>\u00a0(Eh).<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El potencial redox es medible en la naturaleza, y lo importante es que podemos unirlo al concepto de pH, de una manera tal que nos permita obtener una visi\u00f3n de conjunto de la estabilidad de las diferentes especies qu\u00edmicas a distintas concentraciones, pH, y condiciones redox. A partir de la ecuaci\u00f3n de Nernst, y para una reacci\u00f3n a 25\u00baC en la que intervienen, A, B, C, D, podemos llegar a la expresi\u00f3n:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    donde n es el n\u00famero de electrones que intervienen en la reacci\u00f3n. Si analizamos por ejemplo el caso de hierro podremos construir el siguiente sistema (Fig. 1):<\/p>\n

    Fe2+<\/sup>\u00a0= Fe3+<\/sup>\u00a0+ e–\u00a0<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.77 v<\/p>\n

    esta ecuaci\u00f3n es independiente del pH, de tal manera que sobre la recta de pendiente 0 cualquier raz\u00f3n [Fe3+<\/sup>]\/[Fe2+<\/sup>] > 1. La recta sin embargo no puede ser trazada indefinidamente hacia la derecha, ya que dependiendo de la concentraci\u00f3n de hierro, \u00e9ste empezar\u00e1 a precipitar como Fe(OH)3<\/sub>\u00a0alrededor de pH 3. De esta manera necesitamos de otra reacci\u00f3n, en medio \u00e1cido:<\/p>\n

    (a) 3 H2<\/sub>O + Fe2+<\/sup>\u00a0= Fe(OH)3<\/sub>\u00a0+ 3 H+<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.98 v<\/p>\n

    pero, nuevamente, a medida que progresamos hacia la izquierda de nuestro diagrama de Eh-pH, empezamos entrar progresivamente en condiciones b\u00e1sicas (alcalinas), de tal manera que necesitamos otra reacci\u00f3n que denote adecuadamente dichas condiciones:<\/p>\n

    (b) Fe(OH)2<\/sub>\u00a0+ OH–<\/sup>\u00a0= Fe(OH)3<\/sub>\u00a0+ e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= -0.56 v<\/p>\n

    \u00bfC\u00f3mo conectamos estas reacciones con el pH? a partir de (a) tenemos:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    para [Fe2+<\/sup>] = 1M, E0<\/sup>\u00a0= 0.98 v, y dado que n = 1, entonces:<\/p>\n

    Eh = 0.98 + 0.059 log [H+<\/sup>]3<\/sup>\u00a0– 0.059 log 1<\/p>\n

    Eh = 0.98 + 0.177 [H+<\/sup>]<\/p>\n

    dado que pH = -log [H+<\/sup>], entonces:<\/p>\n

    Eh = 0.98 – 0.177 pH<\/p>\n

    y para una concentraci\u00f3n de [Fe2+<\/sup>] = 10-7<\/sup>M tendremos:<\/p>\n

    Eh = 0.98 + 0.059 log [H+<\/sup>]3<\/sup>\u00a0– 0.059 log -7<\/p>\n

    Eh = 1.40 – 0.177 pH<\/p>\n

    En el caso de condiciones b\u00e1sicas (b) y una concentraci\u00f3n de [Fe2+<\/sup>] = 1M tendremos:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    dado que n = 1, y el potencial est\u00e1ndar es de -0.56, entonces:<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    dado que [H+<\/sup>] x [OH–<\/sup>] = 10-14<\/sup>\u00a0(Kw<\/sub><\/em>), despejando tenemos:<\/p>\n

    Eh = 0.27 – 0.059 pH<\/p>\n

    \"\"<\/strong><\/p>\n

    Diagrama Eh-Ph para el hierro a concentraciones de Fe2+<\/sup>\u00a0de 1M y 10-7<\/sup>M<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Estas ecuaciones nos permiten evaluar las condiciones de estabilidad del hierro en los distintos ambientes de pH y Eh. Dado que el hierro migra como Fe2+<\/sup>\u00a0y precipita como Fe3+<\/sup>(Fe(OH)3<\/sub>), bastar\u00e1 con que sepamos cual es la concentraci\u00f3n de hierro, para poder determinar la estabilidad en soluci\u00f3n del cati\u00f3n ferroso. Esta metodolog\u00eda la podemos utilizar para metales individuales o para comparar el posible comportamiento de pares cati\u00f3nicos, por ejemplo, hierro y manganeso en soluci\u00f3n como especies reducidas (Fe2+<\/sup>, Mn2+<\/sup>).<\/p>\n

    1.6.- Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

    Gill, R. 1996. Chemical fundamentals of geology. Chapman & Hall,\u00a0London, 290 pp.<\/p>\n

    Krauskopf, K.B. 1979. Introduction to geochemistry.\u00a0McGraw-Hill,\u00a0NY, 617 pp.<\/p>\n

    Petrucci, R.H., y Harwood, W.S. 1993. General chemistry: principles and modern applications.\u00a0MacMillan,\u00a0NY, 1000 pp.<\/p>\n

    Rosemberg, J.L. 1969. Qu\u00edmica general.\u00a0McGraw-Hill,\u00a0NY, 246 pp.<\/p>\n

    2.- Solubilizaci\u00f3n, transporte, y precipitaci\u00f3n de…<\/h3>\n

    3.- Mineralog\u00eda y procesos de contaminaci\u00f3n de suelos<\/h3>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    T\u00edpico suelo rojo tropical, con fragmentos de roca.<\/strong><\/p>\n

    Los suelos constituyen la superficie del planeta, y como tales, soportan la mayor parte de las actividades humanas, construcciones, infraestructuras, excavaciones mineras, acumulaci\u00f3n de residuos procedentes de todo tipo de actividades, etc.\u00a0Tradicionalmente se consider\u00f3 que el suelo \u201clo aguantaba todo\u201d, que se pod\u00eda verter sobre \u00e9l todo lo que se desease, que ten\u00eda una capacidad de absorci\u00f3n y purificaci\u00f3n pr\u00e1cticamente infinita.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Un mundo industrial sin control\u2026<\/strong><\/p>\n

    Esto no era m\u00e1s que una verdad a medias. Las capacidades depuradoras de los suelos existen, pero act\u00faan tan a largo plazo que es necesario considerar que a la escala de tiempo humano la regeneraci\u00f3n de los suelos no se produce a un ritmo suficiente como para impedir graves problemas de contaminaci\u00f3n. En este sentido son necesarias pol\u00edticas preventivas, para evitar que esta contaminaci\u00f3n se produzca, y medidas correctoras, que permitan recuperar lo m\u00e1s r\u00e1pidamente posible los suelos afectados por la contaminaci\u00f3n. La necesidad de protecci\u00f3n del suelo se puso de manifiesto en 1972 por el Consejo de Europa en su\u00a0Carta Europea del Suelo<\/a><\/em>, donde se establecieron los principios generales de protecci\u00f3n de \u00e9stos, pasando a ser considerados como un recurso no renovable.<\/p>\n

    En el presente tema estudiaremos el suelo desde el punto de vista de su origen y caracter\u00edsticas, y analizaremos los procesos implicado en la contaminaci\u00f3n del mismo.<\/p>\n

    Estructura del Tema:<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.1.-\u00a0Origen del suelo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.2.-\u00a0Formaci\u00f3n de arcillas en el suelo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.3.-\u00a0Mineralog\u00eda y f\u00edsico-qu\u00edmica del suelo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.3.1.-\u00a0Constituyentes de origen mineral<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.3.2.-\u00a0El agua en los suelos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.3.3.-\u00a0Gases en el suelo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.3.4.-\u00a0Materia org\u00e1nica<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.4.-\u00a0Contaminantes en el suelo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.5.-\u00a0Vulnerabilidad del suelo ante los contaminantes qu\u00edmicos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a03.6.-\u00a0Bibliograf\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    \n

    3.2.- Formaci\u00f3n de arcillas en el suelo<\/h4>\n

    Una cuesti\u00f3n importante en la formaci\u00f3n del suelo es la g\u00e9nesis de los minerales m\u00e1s caracter\u00edsticos del mismo: las arcillas. En concreto, la formaci\u00f3n de los minerales de la arcilla en este ambiente est\u00e1 \u00edntimamente ligada a reacciones de hidr\u00f3lisis de los minerales silicatados de las rocas. Estas reacciones pueden desarrollarse en el medio hidrotermal (durante la formaci\u00f3n de un dep\u00f3sito mineral), o como procesos ex\u00f3genos (bajo condiciones atmosf\u00e9ricas), una vez que las rocas por erosi\u00f3n se encuentran en la superficie o su proximidad. El CO2<\/sub>\u00a0disuelto en el agua de lluvia o de los r\u00edos puede desencadenar una serie de procesos\u00a0hidrol\u00edticos:<\/p>\n

    CO2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O\u00a0\u00ae\u00a0H2<\/sub>CO3<\/sub><\/p>\n

    El \u00e1cido carb\u00f3nico as\u00ed formado reacciona con los feldespatos, induciendo la formaci\u00f3n de minerales del grupo de la arcilla. A continuaci\u00f3n ilustramos este tipo de reacciones con tres ejemplos conducentes a la formaci\u00f3n de caolinita,\u00a0Al2<\/sub>Si2<\/sub>O5<\/sub>(OH)4<\/sub>:<\/p>\n

    1)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Hidr\u00f3lisis de anortita (plagioclasa c\u00e1lcica):<\/p>\n

    CaAl2<\/sub>Si2<\/sub>O8<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O\u00a0\u00ae\u00a0Ca2+<\/sup>\u00a0+ 2 HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0+ Al2<\/sub>Si2<\/sub>O5<\/sub>(OH)4<\/sub><\/p>\n

    2)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Hidr\u00f3lisis de la albita (plagioclasa s\u00f3dica):<\/p>\n

    2 NaAlSi3<\/sub>O8<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0+ 9 H2<\/sub>O\u00a0\u00ae\u00a02 Na+<\/sup>\u00a0+ 2 HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0+ Al2<\/sub>Si2<\/sub>O5<\/sub>(OH)4<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>SiO4<\/sub><\/p>\n

    3)\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Hidr\u00f3lisis de la ortoclasa (feldespato pot\u00e1sico):<\/p>\n

    2 KAlSi3<\/sub>O8<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0+ 9 H2<\/sub>O\u00a0\u00ae\u00a02 K+<\/sup>\u00a0+ 2 HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0+ Al2<\/sub>Si2<\/sub>O5<\/sub>(OH)4<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>SiO4<\/sub><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Roca alterada a arcillas caolin\u00edticas. Note el blanqueo de la roca.<\/strong><\/p>\n

    El clima, a trav\u00e9s de los par\u00e1metros de humedad y temperatura, controla fuertemente el proceso formador de arcillas a partir de los silicatos. As\u00ed, en condiciones de humedad y calor la hidr\u00f3lisis dar\u00e1 lugar a arcillas\u00a0caolin\u00edticas,\u00a0e incluso a un residuo final de gibbsita, Al(OH)3<\/sub>. Por el contrario, en climas \u00e1ridos la arcilla predominante resulta ser del tipo illita-esmectita. Cabe destacar, no obstante, que el mundo de los procesos formadores de arcillas es extraordinariamente complejo, por lo cual lo anteriormente dicho tiene que ser tomado \u00fanicamente en el contexto de una simplificaci\u00f3n did\u00e1ctica. Las figuras adjuntas ilustran la complejidad de variables implicadas.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Mineralog\u00eda de arcillas formada en el suelo en funci\u00f3n de las precipitaciones.<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0<\/strong><\/p>\n

    Tipos y espesores caracter\u00edsticos de suelos formados en las distintas\u00a0<\/strong>zonas clim\u00e1ticas.<\/strong><\/p>\n

    3.3.- Mineralog\u00eda y f\u00edsico-qu\u00edmica del suelo<\/strong><\/p>\n

    Como consecuencia del proceso de edafog\u00e9nesis tenemos un suelo estructurado, en el que cada capa u horizonte presenta unas peculiaridades composicionales, tanto en lo que se refiere a sus componentes mineral\u00f3gicos como en su textura, y f\u00edsico-qu\u00edmica. Cuatro son, en concreto, los principales componentes del suelo:<\/p>\n

    1.-\u00a0Minerales<\/a><\/p>\n

    2.-\u00a0Agua<\/a><\/p>\n

    3.-\u00a0Gases<\/a><\/p>\n

    4.-\u00a0Materia org\u00e1nica<\/a><\/p>\n

    3.3.1.- Constituyentes de origen mineral<\/em><\/strong><\/p>\n

    Los minerales que componen el suelo pueden ser tan variados como lo sea la naturaleza de las rocas sobre las que se implanta. No obstante, hay una tendencia general de la mineralog\u00eda del suelo hacia la formaci\u00f3n de fases minerales que sean estables en las condiciones termodin\u00e1micas del mismo, lo cual est\u00e1 condicionado por un lado por el factor composicional, y por otro por el clim\u00e1tico, que condiciona la temperatura, la pluviosidad, y la composici\u00f3n de las fases l\u00edquida y gaseosa en contacto con el suelo.<\/p>\n

    Los minerales del suelo pueden ser de dos tipos: 1) heredados, es decir, procedentes de la roca-sustrato que se altera para dar el suelo, que ser\u00e1n minerales estables en condiciones atmosf\u00e9ricas, resistentes a la alteraci\u00f3n f\u00edsico-qu\u00edmica; y 2) formados durante el proceso edafol\u00f3gico por alteraci\u00f3n de los minerales de la roca-sustrato que no sean estables en estas condiciones. Los m\u00e1s importantes, y los condicionantes para su presencia en el suelo ser\u00edan los siguientes:<\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Cuarzo<\/strong>.\u00a0Es un mineral muy com\u00fan en los suelos, debido a: 1) su abundancia natural en la mayor parte de las rocas; y 2) su resistencia al ataque qu\u00edmico. El cuarzo confiere al suelo buena parte de su porosidad, debido a que suele estar en forma de granos m\u00e1s o menos gruesos, lo que permite el desarrollo de la porosidad intergranular. Adem\u00e1s, es un componente muy inerte, muy poco reactivo, del suelo. Suele encontrase en suelos poco estructurados de textura arenosa.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    T\u00edpico aspecto de un suelo arenoso.<\/strong><\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Feldespatos<\/strong>. Suelen ser componentes minoritarios, heredados o residuales de la roca sobre la que se forma el suelo, pues son metaestables en medio atmosf\u00e9rico, tendiendo a transformarse en minerales de la arcilla. Al igual que el cuarzo, conforman la fracci\u00f3n arenosa del suelo, si bien en este caso le confieren una cierta reactividad.<\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Fragmentos de roca<\/strong>. Junto con los dos componentes anteriores, conforman la fracci\u00f3n com\u00fanmente m\u00e1s gruesa del suelo, si bien es este caso el tama\u00f1o de fragmentos suele ser superior a 2 cm, de forma que el cuarzo y feldespatos suelen constituir la fracci\u00f3n arenosa del suelo, mientras los fragmentos de roca constituyen la fracci\u00f3n de tama\u00f1o grava. La naturaleza de los fragmentos est\u00e1 directamente relacionada con la de la roca sobre la que se forma, si bien ocasionalmente el suelo puede contener fragmentos de origen \u201cexterno\u201d, como consecuencia de procesos de transporte y dep\u00f3sito contempor\u00e1neos con la formaci\u00f3n del suelo. En cualquier caso, son siempre heredados, y nos permiten identificar si el proceso de edafog\u00e9nesis ha tenido o no aportes externos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    T\u00edpico suelo rojo tropical, con fragmentos de roca.<\/strong><\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Minerales de la arcilla<\/strong>. Son minerales tambi\u00e9n muy abundantes en el suelo, constituyendo la matriz general del mismo, la componente intergranular entre la fracci\u00f3n arenosa y los fragmentos de roca. Son minerales\u00a0que proceden\u00a0de la alteraci\u00f3n de los que componen la roca sobre la que se producen los procesos de meteorizaci\u00f3n, y en funci\u00f3n de ello pueden ser muy variados: 1) la illita (equivalente arcilloso de la mica blanca, moscovita), que se forma a partir de feldespatos y micas de rocas \u00edgneas, sedimentarias o metam\u00f3rficas; 2) la clorita, que se forma a partir de los minerales ferromagnesianos que pueda contener la roca: biotita, anf\u00edbol, piroxeno, olivino; 3) la pirofilita, que puede formarse a partir de minerales ricos en aluminio en la roca original; 4) menos comunes son los filosilicatos del grupo de las arcillas especiales (esmectita-bentonita, sepiolita, palygorskita), que se forman bajo condiciones clim\u00e1ticas muy espec\u00edficas, o a partir de rocas de composici\u00f3n muy determinada, y que por sus caracter\u00edsticas especiales confieren al suelo propiedades mec\u00e1nicas diferentes a las habituales (suelos expansivos, suelos instables). Los minerales de este grupo juegan un papel muy importante en la textura y en la f\u00edsico-qu\u00edmica del suelo, pues le confieren plasticidad, impermeabilidad, as\u00ed como otras propiedades mec\u00e1nicas y de relaci\u00f3n entre el suelo y el agua que contiene, en especial en cuanto a la capacidad de sorci\u00f3n e intercambio i\u00f3nico que pueda presentar. Hablamos en mayor detalle de estas capacidades m\u00e1s adelante.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Suelo arcilloso.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Carbonatos<\/strong>. Los carbonatos son minerales frecuentemente formados por el proceso de edafog\u00e9nesis, aunque debido a su alta solubilidad su acumulaci\u00f3n no suele producirse en el horizonte m\u00e1s superficial. De hecho, los carbonatos pueden formarse en los horizontes A o C, pero su acumulaci\u00f3n efectiva se produce solo en el horizonte B o de acumulaci\u00f3n, como consecuencia de los procesos de intercambio que se producen en el mismo. Una excepci\u00f3n corresponde a los suelos de regiones de climatolog\u00eda semi\u00e1rida y con abundantes rocas carbonatadas. En estas regiones, los procesos de intercambio con el suelo suelen ser \u201cen ascenso\u201d: las aguas subterr\u00e1neas ricas en carbonatos ascienden hasta la superficie del terreno por capilaridad o por gradiente de humedad, depositando ah\u00ed los carbonatos, y originando los denominados \u201ccaliches<\/em>\u201d, aut\u00e9nticos escudos de color blanco que recubren la superficie del suelo, como por ejemplo ocurre en buena parte de La Mancha.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Suelos con caliche, note el color blanco del mismo.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00d3xidos e hidr\u00f3xidos de hierro, manganeso y aluminio<\/strong>. Los \u00f3xidos e hidr\u00f3xidos de Fe3+<\/sup>\u00a0(y a menudo los de aluminio y los de manganeso) son minerales que se suelen acumular en el suelo como consecuencia de procesos de alteraci\u00f3n de otros minerales,\u00a0constituyendo la fase estable del hierro en superficie o condiciones cercanas a la superficie. Se acumulan en forma de agregados: 1) limonita (agregado de \u00f3xidos e hidr\u00f3xidos de Fe), 2) bauxita (de \u00f3xidos e hidr\u00f3xidos de aluminio); y 3)\u00a0wad\u00a0(\u00f3xidos e hidr\u00f3xidos de manganeso). Desde el punto de vista estrictamente qu\u00edmico son muy estables, poco o nada reactivos, pero presentan propiedades sorcitivas que hacen que su presencia en el suelo tenga implicaciones f\u00edsico-qu\u00edmicas notables. Los suelos ricos en \u00f3xidos e hidr\u00f3xidos de hierro, formados por un lavado casi total de otros constituyentes, reciben el nombre de lateritas.\u00a0\u00a0Se reconocen por su intenso color rojo y se forman en climas tropicales.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Suelo later\u00edtico en el Complejo de Moa (Cuba).<\/strong><\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Sulfatos<\/strong>. La presencia de sulfatos en el suelo suele tener la doble vertiente de que pueden ser minerales relativamente comunes, pero al ser compuestos de solubilidad relativamente alta, su acumulaci\u00f3n efectiva solo puede producirse bajo condiciones muy determinadas: abundancia de sulfatos (e.g., yesos) en el entorno inmediato, y clima \u00e1rido o semi\u00e1rido. En estas condiciones, y al igual que los carbonatos, los sulfatos podr\u00e1n acumularse en el horizonte B, o en el A, en este segundo caso en forma de costras o eflorescencias (rosas del desierto).<\/p>\n

    \u00fc\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otros minerales<\/strong>. Aparte de los descritos, el suelo puede contener una amplia gama de minerales, en unos casos heredados, en otros formados, todo ello en funci\u00f3n de los condicionantes ya mencionados: naturaleza de la roca-sustrato, y factores clim\u00e1ticos. Su importancia e inter\u00e9s pueden ser muy variables.<\/p>\n

    3.3.2.- El agua en los suelos<\/em><\/strong><\/p>\n

    Con la excepci\u00f3n de las regiones extremadamente \u00e1ridas, el agua es siempre un componente del suelo, encontr\u00e1ndose en \u00e9stos en forma de humedad intergranular o como hielo (suelos tipo\u00a0permafrost<\/em>), en mayor o menor abundancia en funci\u00f3n de factores diversos. Debido a la propia din\u00e1mica del suelo, el agua siempre contiene componentes diversos en soluci\u00f3n, y ocasionalmente tambi\u00e9n en suspensi\u00f3n, si bien la ausencia de una din\u00e1mica de consideraci\u00f3n minimiza este \u00faltimo componente.<\/p>\n

    En funci\u00f3n de la naturaleza y textura del suelo el agua puede encontrarse bien como fase libre, m\u00f3vil en el suelo (en suelos con altas porosidades y permeabilidades), o bien como fase est\u00e1tica (ab\/ad sorbida), en los suelos de naturaleza m\u00e1s arcillosa. En el primer caso el agua podr\u00e1 tener una cierta din\u00e1mica, que mantendr\u00e1 una cierta homogeneidad composicional, mientras que en el segundo caso podr\u00e1n darse variaciones composicionales m\u00e1s o menos importantes.<\/p>\n

    El agua en el suelo suele tener una din\u00e1mica\u00a0bidireccional: el agua de lluvia o de escorrent\u00eda, por lo general poco cargada en sales (aunque no siempre), se infiltra desde superficie, y puede producir fen\u00f3menos de disoluci\u00f3n, hidr\u00f3lisis y\/o precipitaci\u00f3n de las sales que contiene. Por ejemplo, el CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico induce la formaci\u00f3n de \u00e1cido carb\u00f3nico: CO2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O\u00a0\u00ae\u00a0H2<\/sub>CO3<\/sub>, que a su vez induce la disoluci\u00f3n de carbonatos:\u00a0CaCO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0\u00ae\u00a0Ca2+<\/sup>\u00a0+ 2HCO3<\/sub>–<\/sup>. En \u00e9pocas secas se produce el fen\u00f3meno inverso, y las aguas contenidas en los acu\u00edferos tienden a subir por capilaridad o por gradiente de humedad hasta la superficie, donde se produce su desecaci\u00f3n, de forma que durante este proceso de ascenso tienden a perder por precipitaci\u00f3n las sales que contienen en disoluci\u00f3n. Este proceso puede tener consecuencias desastrosas cuando interviene la mano del hombre, por ejemplo con irrigaci\u00f3n de suelos en zonas \u00e1ridas-semi\u00e1ridas, con consecuencias de salinizaci\u00f3n extrema.\u00a0Ejemplos dram\u00e1ticos de estos fen\u00f3menos se encuentran en algunas regiones de Australia y se est\u00e1n comenzando a observar en Almer\u00eda debido a la descontrolada actividad agr\u00edcola.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Salinizaci\u00f3n de suelos.<\/strong><\/p>\n

    La composici\u00f3n del agua contenida en el suelo, en cuanto a su contenido en sales solubles (bicarbonatos, carbonatos, sulfatos, cloruros) estar\u00e1 condicionada, como la mineralog\u00eda, por factores de la litolog\u00eda del suelo y su entorno, y por factores clim\u00e1ticos. La proximidad de explotaciones mineras de minerales met\u00e1licos sulfurados condicionar\u00e1 por lo general un alto contenido en sulfatos, y a menudo en metales pesados.<\/p>\n

    3.3.3.- Gases en el suelo<\/em><\/h4>\n

    El suelo a menudo contiene gases, que pueden tener procedencias diversas: 1) aire atmosf\u00e9rico, que se infiltra desde superficie; 2) gas liberado durante alguna reacci\u00f3n, ya sea estrictamente qu\u00edmica: CO2<\/sub>\u00a0liberado por la descomposici\u00f3n de carbonatos en medio \u00e1cido; o bioqu\u00edmica: gases metab\u00f3licos de microorganismos: CH4<\/sub>, CO2<\/sub>; y 3) ocasionalmente puede contener tambi\u00e9n rad\u00f3n, gas noble radioactivo que se produce como consecuencia de la fisi\u00f3n natural de is\u00f3topos de potasio, torio o uranio, acumul\u00e1ndose sobre todo en los suelos de las \u00e1reas gran\u00edticas. Estos gases pueden encontrarse en disoluci\u00f3n en el agua intersticial, no como fase libre.<\/p>\n

    3.3.4.- Materia org\u00e1nica<\/em><\/h4>\n

    La materia org\u00e1nica que contiene el suelo procede tanto de la descomposici\u00f3n de los seres vivos que mueren sobre ella, como de la actividad biol\u00f3gica de los organismos vivos que contiene: lombrices, insectos de todo tipo, microorganismos, etc. La descomposici\u00f3n de estos restos y residuos metab\u00f3licos da origen a lo que se denomina\u00a0humus<\/strong>. En la composici\u00f3n del humus se encuentra un complejo de macromol\u00e9culas en estado coloidal constituido por prote\u00ednas, az\u00facares, \u00e1cidos org\u00e1nicos, minerales, etc., en constante estado de degradaci\u00f3n y s\u00edntesis. El humus, por tanto, abarca un conjunto de sustancias de origen muy diverso, que desarrollan un papel de importancia capital en la fertilidad, conservaci\u00f3n y presencia de vida en los suelos. A su vez, la descomposici\u00f3n del humus en mayor o menor grado, produce una serie de productos coloidales que, en uni\u00f3n con los minerales arcillosos, originan los complejos\u00a0organominerales, cuya aglutinaci\u00f3n determina la textura y estructura de un suelo. Estos coloides existentes en el suelo presentan adem\u00e1s carga negativa, hecho que les permite absorber cationes\u00a0H+<\/sup>\u00a0y cationes met\u00e1licos (Ca2+<\/sup>, Mg2+<\/sup>,\u00a0K+<\/sup>,\u00a0Na+<\/sup>) e intercambiarlos en todo momento de forma reversible; debido a este hecho, los coloides tambi\u00e9n reciben el nombre de complejo absorbente.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Horizonte rico en humus (color negro) en un suelo.<\/strong><\/p>\n

    Otro dato relevante con respecto a la materia org\u00e1nica es su afinidad por los metales pesados. Cuando \u00e9stos se encuentran en disoluci\u00f3n, a menudo forman complejos org\u00e1nicos solubles, que pueden polimerizarse sobre los complejos moleculares del humus. Tambi\u00e9n pueden formar directamente complejos insolubles con los compuestos del humus. De esta forma, la materia org\u00e1nica del suelo a menudo act\u00faa como almac\u00e9n de estos elementos, si bien puede transferirlos a la vegetaci\u00f3n o a la fase acuosa si se produce su descomposici\u00f3n en medio \u00e1cido u oxidante.<\/p>\n

    Otro componente org\u00e1nico de los suelos es el \u00e1cido f\u00falvico, que es un tipo de \u00e1cido h\u00famico d\u00e9bilmente polimerizado, que interviene en el proceso de\u00a0podsolizaci\u00f3n. Junto con las arcillas y el hierro presentes en el suelo, este \u00e1cido forma complejos coloidales que por lixiviaci\u00f3n son desplazados hasta cierta profundidad, donde finalmente floculan como consecuencia de actividad bacteriana.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Estructura qu\u00edmica del \u00e1cido f\u00falvico.<\/strong><\/p>\n

    3.4.- Contaminantes en el suelo<\/strong><\/p>\n

    El suelo es, por principio, el sitio donde van a parar gran parte de los desechos s\u00f3lidos y l\u00edquidos de cualquier actividad humana. Indiquemos no obstante, que los suelos son tambi\u00e9n el recept\u00e1culo de los deshechos no deseables de origen geol\u00f3gico, por ejemplo, de las aguas \u00e1cidas con metales pesados provenientes de mineralizaciones sulfuradas aflorantes.<\/p>\n

    Todo lo que no es de utilidad en los procesos industriales, mineros, urbanos, agr\u00edcolas, etc., se acumula en el suelo, en general sin mayores precauciones. Con ello, la escombreras mineras, los productos producidos en una f\u00e1brica, muchos desechos l\u00edquidos, se han venido depositando sobre los suelos sin control alguno a lo largo de siglos e incluso milenios (recordemos los desechos urbanos y mineros de la Roma cl\u00e1sica).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Vertido incontrolado de basura.<\/strong><\/p>\n

    Por otra parte, la actividad agr\u00edcola se ha venido enfrentando durante las \u00faltimas d\u00e9cadas a la necesidad de aumentar la producci\u00f3n, sobre dos bases principales: el abonado, y el control de plagas. Baste mencionar dos ejemplos: el uso intensivo de nitratos y fosfatos. En pa\u00edses como Reino Unido y Francia existen serios problemas de contaminaci\u00f3n de acu\u00edferos con compuestos nitratados.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Nitrato natural de Chile para fertilizantes.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    En definitiva, las actividades industriales y mineras por un lado, y las agr\u00edcolas por otro, han dado origen al problema de que muchos productos de origen humano, o formados gracias a las actividades humanas, han ido a parar a los suelos, generando a su vez otros problemas: la contaminaci\u00f3n de aguas subterr\u00e1neas, la bajada de productividad agr\u00edcola, la contaminaci\u00f3n de cultivos, el envenenamiento de ganado, la contaminaci\u00f3n de la selva, afectando as\u00ed de forma directa la salud humana y ambiental.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Derrame en la selva tropical de un concentrado de sulfuros de cobre, el cual se ha oxidado (OK Tedi, Papua Nueva Guinea).<\/strong><\/p>\n

    A pesar del impacto directo de los contaminantes sobre el suelo, el inter\u00e9s social sobre la protecci\u00f3n (y a\u00fan m\u00e1s, sobre la recuperaci\u00f3n) de \u00e9ste ha sido muy posterior al manifestado por el aire y el agua, probablemente porque los efectos de esta contaminaci\u00f3n no son tan evidentes, sino que se ponen de manifiesto a m\u00e1s largo plazo.<\/p>\n

    En la actualidad, la legislaci\u00f3n medioambiental en los pa\u00edses desarrollados pone especial \u00e9nfasis en la multifuncionalidad del sistema suelo-agua, considerando como sus principales funciones las relativas a: medio y soporte de transporte, filtro de agua, crecimiento vegetal y medio participativo en los ciclos bioqu\u00edmicos. Las medidas de protecci\u00f3n del suelo est\u00e1n orientadas a la prevenci\u00f3n de la contaminaci\u00f3n local fomentando las medidas de aislamiento y control, as\u00ed como la reglamentaci\u00f3n de emisiones aceptables para contaminaci\u00f3n difusa que aseguren el cumplimiento de las funciones del suelo. En los pa\u00edses m\u00e1s avanzados se trabaja en la l\u00ednea de intentar asegurar la recuperaci\u00f3n de los suelos afectados por el problema, impidiendo la venta de terrenos hasta tanto el propietario actual no lleve a cabo esta tarea, de forma que el problema no quede bloqueado por una transferencia de propiedad que diluya responsabilidades.<\/p>\n

    3.5.- Vulnerabilidad del suelo ante los contaminantes qu\u00edmicos<\/strong><\/p>\n

    Los suelos poseen un efecto absorbente, actuando como un filtro altamente reactivo que facilita la inmovilizaci\u00f3n de los contaminantes gracias a procesos f\u00edsicos (filtraci\u00f3n), f\u00edsico-qu\u00edmicos (neutralizaci\u00f3n, adsorci\u00f3n, absorci\u00f3n, precipitaci\u00f3n, complejaci\u00f3n) o biol\u00f3gicos (biodegradaci\u00f3n). Pero claro est\u00e1, esto significa que el suelo \u201cacumula\u201d muchos de los contaminantes. En este sistema juegan un papel especialmente importante las arcillas, debido a sus propiedades de adsorci\u00f3n. Recordemos que la capacidad de captaci\u00f3n i\u00f3nica var\u00eda de una arcilla a otra y se relaciona directamente con las caracter\u00edsticas estructurales de \u00e9stas. En el tipo 1:1 el armaz\u00f3n TO-TO se sustenta mediante enlaces tipo puente de hidr\u00f3geno, entre los grupos (OH) de las capas octa\u00e9dricas y los ox\u00edgenos de las tetra\u00e9dricas. Este enlace es lo suficientemente fuerte como para mantener la estructura global y al mismo tiempo impedir la entrada de cationes entre capas. Por el contrario, en las arcillas 2:1 (TOT-TOT) este tipo de enlace entre capas no es posible (se enfrentan capas tetra\u00e9dricas). En este caso el armaz\u00f3n estructural se compensa el\u00e9ctricamente introduciendo cationes interlaminares. En las esmectitas se producen m\u00faltiples substituciones en las capas octa\u00e9dricas y tetra\u00e9dricas, que le confieren una carga global negativa. Sin embargo, esta carga es relativamente d\u00e9bil, raz\u00f3n por la cual no se pueden ligar cationes de una manera fuerte en el espacio interlaminar. Sin embargo e permite la entrada de agua y otras mol\u00e9culas que causan un aumento en el espacio interlaminar (\u201chinchamiento\u201d de la arcilla). Con el agua vienen cationes disueltos, que su vez, pueden ser fijados en dicho espacio. As\u00ed, las arcillas esmect\u00edticas act\u00faan como depuradoras naturales de los suelos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Estructura de las arcillas tipo esmectita. Note el espaciado interlaminar\u00a0<\/strong>donde se pueden acomodar cationes.<\/strong><\/p>\n

    Sin embargo, cuando se supera la capacidad de amortiguaci\u00f3n geoqu\u00edmica del suelo, \u00e9ste se convierte de hecho en fuente de contaminaci\u00f3n. De igual forma, un cambio en las condiciones clim\u00e1ticas puede producir la reversibilidad del proceso. Por ello a menudo se habla de que la presencia de contaminantes en el suelo constituye una bomba de tiempo qu\u00edmica, que a\u00fan si en un determinado momento no produce efecto alguno, si puede hacerlo en un futuro. El problema radica en que algunos contaminantes\u00a0se acumulan en los suelos como especies qu\u00edmicas de alta solubilidad. Esto significa que los contaminantes est\u00e1n \u201cdisponibles\u201d para que los animales y vegetales que viven en, o sobre el suelo, puedan captarlos, con los consecuentes efectos toxicol\u00f3gicos que ello puede acarrear. El desplazamiento de la contaminaci\u00f3n tambi\u00e9n funciona \u201chacia abajo\u201d, esto es, las aguas de infiltraci\u00f3n pueden transportar los compuestos solubles hacia los acu\u00edferos y contaminarlos. Todo esto nos lleva a decir otros conceptos importantes en lo relativo a la presencia de contaminantes en el suelo: los de geodisponibilidad y biodisponibilidad.<\/p>\n

    La geodisponibilidad<\/strong>\u00a0es la consecuencia directa de la actividad minera: al llevar a cabo la explotaci\u00f3n minera de un yacimiento, se ponen a disposici\u00f3n del medio geol\u00f3gico unos elementos que antes no estaban, o estaban de una forma mucho m\u00e1s limitada. Cabe destacar, no obstante, que muchos yacimientos minerales, particularmente los de menas sulfuradas, son en s\u00ed fuentes naturales de contaminaci\u00f3n. Esto depende en gran medida de si son o no aflorantes, de su profundidad (en especial, si se localizan por encima o por debajo del nivel fre\u00e1tico), su composici\u00f3n mineral\u00f3gica, y el clima entre otros.<\/p>\n

    La biodisponibilidad<\/strong>\u00a0por su parte, se refiere a la capacidad de un organismo de incorporar metab\u00f3licamente un contaminante. Por ejemplo, muchas plantas tienen la capacidad de absorber grandes concentraciones de metales pesados, siempre que se encuentren en el suelo en formas solubles, o asociados a nutrientes b\u00e1sicos. Otras muestran efectos de barrera que hacen imposible la incorporaci\u00f3n de un metal pesado pasada una cierta concentraci\u00f3n.<\/p>\n

    Otra labor importante de depuraci\u00f3n de soluciones viene dada por otras part\u00edculas minerales de los suelos con comportamiento coloidal. Por ejemplo, la goethita (carga positiva en medios \u00e1cidos), posee la capacidad para fijar complejos ani\u00f3nicos arseniacales. Otros \u00f3xidos, como los de manganeso constituyen coloides de carga negativa, que les permite fijar cationes en soluci\u00f3n.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Suelo rojo, caracter<\/strong>izado por la presencia de fases oxidadas de hierro.<\/strong><\/p>\n

    3.6.- Bibliograf\u00eda<\/h2>\n

    ITGE (1995). Contaminaci\u00f3n y depuraci\u00f3n de suelos.\u00a0Publicaciones del ITGE. 330 pg.<\/p>\n

    Krauskopf, K.B.; Bird, D.K. (1995) Introduction to geochemistry. McGraw-Hill, NY, 647 pp.<\/p>\n

    McLean, J.E.; Bledsoe, B.E. (1992). Behaviour of metals is soils.\u00a0USEPA Ground Water Issue, EPA\/540\/S-92\/018.<\/p>\n

    Porta, J.; L\u00f3pez-Acevedo, M.; Roquero, C. (1999) Edafolog\u00eda para la agricultura y el medio ambiente. Ediciones Mundi-Prensa. 849 pg.<\/p>\n

    SEISnet\u00a0– Sistema Espa\u00f1ol de Informaci\u00f3n de Suelos sobre Internet.\u00a0http:\/\/leu.irnase.csic.es\/microlei\/microlei2.htm<\/a><\/p>\n

    4.- Prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica\"\"<\/a><\/h3>\n

    Toma de muestras de sedimentos fluviales (R\u00edo Toro, Chile)\u00a0<\/strong>para la determinaci\u00f3n de As, Cu, Zn.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Uno de los temas m\u00e1s importantes en geoqu\u00edmica ambiental es el relacionado con la determinaci\u00f3n del grado y extensi\u00f3n de la contaminaci\u00f3n. Durante d\u00e9cadas los m\u00e9todos de\u00a0prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica<\/em>\u00a0se utilizaron para detectar yacimientos minerales. Hoy, parad\u00f3jicamente, estos mismos m\u00e9todos se empiezan a emplear para determinar el alcance de la contaminaci\u00f3n inducida por la actividad minera relacionada con esos mismos yacimientos minerales. La actividad minera genera residuos que se derivan de cuatro fuentes principales: 1) los gases expulsados por las chimeneas de las fundiciones, cuyos compuestos tarde o temprano precipitan en los suelos, a mayor o menor distancia de la fuente de emisi\u00f3n; 2) las escombreras (mineral dumps<\/em>), con materiales supuestamente est\u00e9riles pero ricos en minerales altamente reactivos en condiciones atmosf\u00e9ricas, entre estos, sulfuros de hierro, cobre, zinc, plomo, cobalto, mercurio, etc.; 3) de las balsas de est\u00e9riles (tailings dumps<\/em>), que similarmente a las escombreras, contienen sulfuros, los cuales a su vez fueron rechazados por el proceso concentrador; y 4) los estanques de soluci\u00f3n (pregnant-barren solution ponds<\/em>) que contienen especies tan nocivas como el cianuro, el \u00e1cido sulf\u00farico, y especies met\u00e1lica tales como cobre o hierro.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Fuentes potenciales de contaminantes qu\u00edmicos en miner\u00eda. A: expulsi\u00f3n de gases con SO2<\/sub>\u00a0\u2013 As2<\/sub>O3<\/sub>\u00a0(Chuquicamata, Chile); B: escombrera con minerales de mercurio (Las Cuevas, Almad\u00e9n); C: balsa de est\u00e9riles con abundante pirita (Talcuna, Chile); D) estanque con soluci\u00f3n cianurada y pila de lixiviaci\u00f3n (Punitaqui, Chile).<\/strong><\/p>\n

    Todo esto en lo que respecta a la miner\u00eda, pero esta actividad no es la \u00fanica que genera residuos solubles, susceptibles de ser movilizados, ya que pr\u00e1cticamente cualquier industria genera un rastro de residuos met\u00e1licos u org\u00e1nicos que solo en ocasiones son tratados previamente, y en general suelen ir a parar a suelos (y de ah\u00ed a las aguas subterr\u00e1neas), r\u00edos, lagos, o al mar.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00bfC\u00f3mo detectar la extensi\u00f3n de la contaminaci\u00f3n, y la intensidad de la misma? aqu\u00ed es cuando los viejos m\u00e9todos de la prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica pueden ser de una ayuda inestimable. Dado que el principio b\u00e1sico de la prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica se basa en detectar la dispersi\u00f3n de un determinado metal para detectar la fuente de emisi\u00f3n, esto es, el yacimiento mineral, sus principios son v\u00e1lidos tambi\u00e9n para poder trazar la extensi\u00f3n de un fen\u00f3meno de contaminaci\u00f3n, ya que las reglas f\u00edsico-qu\u00edmicas que gobiernan la dispersi\u00f3n de elementos qu\u00edmicos en el ciclo ex\u00f3geno son las mismas. La dispersi\u00f3n de elementos qu\u00edmicos lleva a la formaci\u00f3n de una zona\u00a0geoqu\u00edmicamente an\u00f3mala<\/em>, que denominaremos\u00a0anomal\u00eda geoqu\u00edmica<\/em>. La anomal\u00eda geoqu\u00edmica contrasta claramente con lo que podr\u00edamos denominar\u00a0valores normales<\/em>\u00a0de un determinado elemento qu\u00edmico en el medio de dispersi\u00f3n (suelo, aguas, atm\u00f3sfera). Aunque a veces una anomal\u00eda pueda ser obvia en t\u00e9rminos num\u00e9ricos (valores extremadamente altos de un elemento), la caracterizaci\u00f3n de la misma se lleva a cabo mediante un tratamiento estad\u00edstico, m\u00e1s o menos complejo, de la informaci\u00f3n. Definiremos dos conceptos b\u00e1sicos: 1)\u00a0valor de fondo<\/strong>\u00a0(background<\/em>), que corresponde al valor normal de un elemento en un medio concreto; y 2)\u00a0anomal\u00eda<\/strong>, que corresponde a una desviaci\u00f3n estad\u00edsticamente significativa a partir del valor de fondo, por ejemplo, los valores que se encuentran sobre dos o tres veces el valor de la desviaci\u00f3n est\u00e1ndar (x > 3s). Un concepto relacionado es de\u00a0umbral\u00a0<\/strong>(threshold<\/em>), que corresponde al l\u00edmite superior de las fluctuaciones de la media, en otras palabras, el l\u00edmite inferior de los valores an\u00f3malos. Es importante tener en cuenta que durante el tratamiento estad\u00edstico de los datos geoqu\u00edmicas puede aparecer m\u00e1s de una poblaci\u00f3n, dando lugar a una poblaci\u00f3n bimodal. En esos casos la segunda poblaci\u00f3n puede ser considerada an\u00f3mala en su globalidad y el umbral ser fijado en el l\u00edmite entre ambas poblaciones. En este caso lo m\u00e1s probable es que la segunda poblaci\u00f3n se encuentre relacionada con la anomal\u00eda geoqu\u00edmica (fuente de emisi\u00f3n) que se busca.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    An\u00e1lisis poblacional. A la izquierda definimos la anomal\u00eda en funci\u00f3n de los<\/strong><\/p>\n

    datos que quedan sobre la media m\u00e1s 2 S; a la derecha tenemos una poblaci\u00f3n bimodal,<\/strong><\/p>\n

    los datos pertenecientes a la segunda poblaci\u00f3n pueden ser considerados<\/strong><\/p>\n

    como globalmente an\u00f3malos.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Por muy sofisticado y discriminante que sea el procedimiento estad\u00edstico utilizado para \u201ctamizar\u201d la informaci\u00f3n, la persona encargada de llevar a cabo el trabajo deber\u00e1 utilizar adem\u00e1s el \u201csentido com\u00fan\u201d, ya que cabe recordar que la estad\u00edstica es tan buena (o mala) como quien la emplea. La utilizaci\u00f3n de procedimientos estad\u00edsticos sin un conocimiento adecuado de la geolog\u00eda de una zona o regi\u00f3n puede llevar a errores de gran magnitud. Por ejemplo, la respuesta geoqu\u00edmica de un elemento qu\u00edmico en una regi\u00f3n caracterizada por rocas sedimentarias carbonatadas (e.g. calizas) no es igual a la de una donde las rocas corresponden a secuencias m\u00e1ficas (e.g. basaltos). Tanto los valores de fondo como los halos de dispersi\u00f3n ser\u00e1n diferentes. As\u00ed, valores que podr\u00edan ser considerados an\u00f3malos en la primera no tendr\u00edan por qu\u00e9 serlo necesariamente en la segunda.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Existen diferentes escalas a la que se puede llevar a cabo una campa\u00f1a de prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica: 1) de reconocimiento, que tiene un car\u00e1cter orientativo, basada en mapas 1: 1.000.000 a 1: 500.000; 2) preliminar, donde se utilizan mapas 1: 200.000 a 1: 100.000; y 3) detallada, mapas 1: 50.000 y de mayor detalle. Los conceptos de\u00a0prospecci\u00f3n estrat\u00e9gica<\/em>\u00a0y\u00a0t\u00e1ctica\u00a0<\/em>se relacionan con los anteriores, siendo la primera de car\u00e1cter regional (orientativa), y la segunda de tipo local, sobre blancos (targets<\/em>) previamente definidos en el estudio regional.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El tipo de muestras que se toman en prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica son variadas: rocas, sedimentos fluviales, suelos, aguas, vapores, plantas. La elecci\u00f3n depende de m\u00faltiples variables, entre ellas: 1) la fisiograf\u00eda; 2) el marco geol\u00f3gico; 3) el tipo de anomal\u00eda que estamos buscando.<\/p>\n

    Contenidos del resto del Tema:<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.1.-\u00a0Detectando anomal\u00edas geoqu\u00edmicas mediante la utilizaci\u00f3n de diferentes tipos de muestras<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.1.1.-\u00a0Geoqu\u00edmica de suelos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.1.2.-\u00a0Sedimentos fluviales<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.1.3.-\u00a0Aguas<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.2.-\u00a0Biogeoqu\u00edmica<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a04.3.-\u00a0Bibliograf\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    \n

    4.1.- Detectando anomal\u00edas geoqu\u00edmicas mediante la utilizaci\u00f3n de diferentes tipos de muestras<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0A continuaci\u00f3n discutiremos los aspectos generales de la utilizaci\u00f3n de\u00a0suelos<\/a>,\u00a0sedimentos fluviales<\/a>,\u00a0aguas<\/a>\u00a0\u00a0y\u00a0plantas\u00a0<\/a>en prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica. Hemos dejado las rocas de lado ya que su utilizaci\u00f3n tiene m\u00e1s que ver con anomal\u00edas primarias (presencia de masas minerales en la roca), que con los problemas de contaminaci\u00f3n secundaria inducidas por la actividad industrial.<\/p>\n

    4.1.1.- Geoqu\u00edmica de suelos<\/em><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Las caracter\u00edsticas de los suelos difieren en funci\u00f3n de los aspectos geol\u00f3gicos, fisiogr\u00e1ficos, y clim\u00e1ticos de una regi\u00f3n. Estas condicionan sus perfiles t\u00edpicos en cuanto al desarrollo (o ausencia) y extensi\u00f3n de los diferentes horizontes (A-C). Bajo el punto de vista de la geoqu\u00edmica el horizonte B (de acumulaci\u00f3n) presenta un gran inter\u00e9s, ya que es ah\u00ed donde suelen concentrase de preferencia los elementos qu\u00edmicos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Horizontes del suelo<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0No obstante, es importante es importante aclarar en este sentido que no existen recetas m\u00e1gicas, y que por lo tanto conviene estudiar en cada caso cual de los horizontes concentra de preferencia el elemento que estamos investigando. La toma de muestras y estudio del perfil del suelo permite conocer la evoluci\u00f3n del contenido met\u00e1lico en profundidad, y de esta manera posibilita el seleccionar el horizonte m\u00e1s adecuado. Otro problema de inter\u00e9s es el\u00a0\u00a0de la distribuci\u00f3n de los elementos en las diferentes fracciones granulom\u00e9tricas de los suelos. Aunque generalmente la fracci\u00f3n m\u00e1s fina contiene m\u00e1s minerales de arcilla, materia org\u00e1nica, \u00f3xidos hidratados de Fe y Mn, y por lo tanto es la m\u00e1s rica en metales, conviene estudiar tambi\u00e9n cual es la que mejor concentra el elemento investigado. Generalmente se emplea la fracci\u00f3n menor a 80 mallas, lo que no significa que sea necesariamente la mejor en cada caso. El muestreo y an\u00e1lisis de suelos residuales es el m\u00e9todo m\u00e1s empleado en prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica. Este m\u00e9todo de prospecci\u00f3n es especialmente \u00fatil en las regiones con suelos profundos.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los estudios orientativos deben constituir el primer paso en la prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica de suelos. Dichos estudios buscan determinar la existencia y caracter\u00edsticas de las anomal\u00edas asociadas con un determinado foco emisor, y por lo tanto, deben desarrollarse cerca de un lugar con estas caracter\u00edsticas. Tambi\u00e9n deberemos establecer la distribuci\u00f3n de elementos en sitios donde positivamente sepamos que no hay contaminaci\u00f3n, ya que as\u00ed podremos determinar de una forma fiables los valores de fondo para cada elemento. Tambi\u00e9n sirven como datos orientativos los valores \u201cnormales\u201d (promedio) de los elementos qu\u00edmicos en suelos (Tabla 1).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    Elemento<\/strong><\/td>\nSuelo y (rango) (ppm)<\/strong><\/td>\nPlantas (peso en seco) (ppm)<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
    S<\/td>\n700 (30-900)<\/td>\n3400<\/td>\n<\/tr>\n
    Cr<\/td>\n100 (5-3000)<\/td>\n0.23<\/td>\n<\/tr>\n
    Co<\/td>\n8 (1-40)<\/td>\n0.5<\/td>\n<\/tr>\n
    Ni<\/td>\n40 (10-1000)<\/td>\n3<\/td>\n<\/tr>\n
    Cu<\/td>\n20 (2-100)<\/td>\n14<\/td>\n<\/tr>\n
    Zn<\/td>\n50 (10-300)<\/td>\n100<\/td>\n<\/tr>\n
    As<\/td>\n6 (0.1-40)<\/td>\n0.2<\/td>\n<\/tr>\n
    Se<\/td>\n0.2 (0.01-2)<\/td>\n0.2<\/td>\n<\/tr>\n
    Mo<\/td>\n2 (0.2-5)<\/td>\n0.9<\/td>\n<\/tr>\n
    Cd<\/td>\n0.06 (0.01-0.7)<\/td>\n0.6<\/td>\n<\/tr>\n
    Sn<\/td>\n10 (2-200)<\/td>\n0.3<\/td>\n<\/tr>\n
    Cs<\/td>\n50<\/td>\n0.2<\/td>\n<\/tr>\n
    Hg<\/td>\n0.03 (0.01-0.3)<\/td>\n0.015<\/td>\n<\/tr>\n
    Pb<\/td>\n10 (2-200)<\/td>\n2.7<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabla 1: Valores y rangos medios de algunos elementos qu\u00edmicos de inter\u00e9s en temas ambientales.<\/strong><\/p>\n

    Datos para suelos y plantas.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otra labor a desarrollar durante esta etapa inicial es el determinar la naturaleza de la cubierta de suelos, esto es, si trata de una cubierta residual o transportada. Tambi\u00e9n es importante establecer el tipo de an\u00e1lisis que permite definir mejor la zona contaminada. Por ejemplo, m\u00e1s interesante que el contenido total de un metal, puede ser el determinar el contenido de f\u00e1cil solubilidad, ya que ser\u00e1 m\u00e1s indicativo del aporte a trav\u00e9s de soluciones ricas en ese metal. Aparte de las fuentes met\u00e1licas primarias de origen natural, est\u00e1n los compuestos de origen industrial, que deben ser tomados en cuenta para el an\u00e1lisis final de los datos. Entre estos est\u00e1n los fertilizantes, pesticidas, fungicidas e insecticidas, ya que algunos contienen compuestos met\u00e1licos (e.g. Pb(AsO4<\/sub>), Na3<\/sub>AsO3<\/sub>, Cu3<\/sub>(AsO3<\/sub>)2<\/sub>) u organomet\u00e1licos. La selecci\u00f3n del plan de muestreo de suelos se determina principalmente por la forma y dimensi\u00f3n, probada o probable, del foco de emisi\u00f3n. Otro factor a tomar en cuenta es la topograf\u00eda del terreno, ya que las anomal\u00edas geoqu\u00edmicas se desarrollan pendiente abajo a partir del foco de emisi\u00f3n.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El dise\u00f1o de la red de toma de muestras tiene que tomar en cuenta las caracter\u00edsticas del problema que queremos tratar (tipo de anomal\u00edas buscadas, probable extensi\u00f3n de estas) y el presupuesto con que se cuenta, lo que condicionar\u00e1 el n\u00famero de muestras que vamos a tomar. El m\u00e9todo cl\u00e1sico de muestreo es a lo largo de perfiles, y las caracter\u00edsticas de \u00e9stos depender\u00e1n entre otras consideraciones de la escala a que estamos trabajando (Tabla 2).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    Escala<\/strong><\/td>\nIntervalos entre perfiles<\/strong><\/td>\nIntervalos entre puntos de muestreo<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
    1: 1.000.000<\/td>\n12-8 km<\/td>\n100 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 500.000<\/td>\n6-4 km<\/td>\n100 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 200.000<\/td>\n2 km<\/td>\n100-50 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 100.000<\/td>\n1 km<\/td>\n100-50 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 50.000<\/td>\n0.5\u00a0\u00a0km<\/td>\n50-40 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 25.000<\/td>\n250-200 m<\/td>\n40-20 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 10.000<\/td>\n100 m<\/td>\n20-10 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 5.000<\/td>\n50 m<\/td>\n20-10 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 2.000<\/td>\n20 m<\/td>\n10-5 m<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 1.000<\/td>\n10 m<\/td>\n5 m<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabla 2: caracter\u00edsticas de los perfiles para toma de muestras de suelo dependiendo de la escala de trabajo.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Para el dise\u00f1o propiamente dicho se determina la direcci\u00f3n que deben tener los perfiles, normalmente perpendicular a la direcci\u00f3n principal que tenga el foco de emisi\u00f3n, si bien se pueden considerar otros factores como el topogr\u00e1fico: perpendicularmente a la pendiente del terreno, si \u00e9sta es aproximadamente constante, de forma que podemos verificar que los contaminantes sigan este patr\u00f3n de migraci\u00f3n descendente.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\"\"<\/a><\/p>\n

    Trazado de perfiles (escala de detalle) para la toma de muestras en funci\u00f3n de los focos de contaminaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n

    y la topograf\u00eda (izquierda). A la derecha se muestra el mapa final que muestra las anomal\u00edas<\/strong><\/p>\n

    del elemento qu\u00edmico investigado.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Una vez establecida la direcci\u00f3n que deben seguir los perfiles, hay que determinar el espaciado entre \u00e9stos y entre muestras sucesivas a lo largo de cada perfil. Una vez establecidos estos par\u00e1metros, se pasa al trabajo de campo, cuyo primer paso es la localizaci\u00f3n de los puntos de muestreo previstos en la malla dise\u00f1ada. Estos puntos se localizan adecuadamente mediante taquimetr\u00eda (o br\u00fajula) y cinta m\u00e9trica, se\u00f1aliz\u00e1ndose mediante estacas de madera o metal, y se procede a la toma de muestras, mediante m\u00e9todos \u201cartesanales\u201d (azada, pico, pala) o mediante herramientas dise\u00f1adas al efecto.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Toma de muestras de suelo en el distrito de Almad\u00e9n (Espa\u00f1a) para la<\/strong><\/p>\n

    determinaci\u00f3n de contenidos de mercurio.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Una vez tomadas las muestras, se pasa a su preparaci\u00f3n para el an\u00e1lisis. Las muestras de suelos requieren un secado como primer paso. Para ello se extienden sobre papel de filtro o similar, en lugares c\u00e1lidos, secos y bien aireados, pero evitando excesiva corriente de aire que pueda levantar polvo y mezclar las muestras. Una vez secas las muestras, se suele proceder a su cuarteo, para obtener distintas fracciones, que se emplear\u00e1n para diferentes determinaciones. Para ello se emplean cuarteadores espec\u00edficamente dise\u00f1ados, o el m\u00e9todo manual, basado en homogeneizar la muestra lo m\u00e1s posible, hacer con ella un \u201cpastel\u201d y dividirlo en cuatro cuartos. Se toman los cuartos opuestos por el v\u00e9rtice para una fracci\u00f3n y los otros dos para otra, sucesivamente hasta obtener la o las muestras que se requieran. Durante este proceso es conveniente deshacer los grumos de muestra apelmazados por la materia org\u00e1nica, para lo cual suele ser muy \u00fatil un rodillo de amasar.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0 \u00a0\"\"<\/a><\/p>\n

    Operaciones de preparaci\u00f3n de muestras en el laboratorio:<\/strong><\/p>\n

    de cuarteo (izquierda) y de deshacer \u201cgrumos\u201d (derecha).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Tambi\u00e9n es conveniente eliminar los cantos de 1 cm o superior, que por lo general no suelen tener inter\u00e9s para el estudio. Una vez obtenidas estas fracciones o al\u00edcuotas de la muestra total, se reserva una para posibles comprobaciones (e.g. mediante el env\u00edo de algunas muestras a otro laboratorio), y el resto se dedican a las determinaciones requeridas. A menudo durante la preparaci\u00f3n de la muestra se contempla su tamizado, ya que como hemos visto, muchas determinaciones qu\u00edmicas se hacen sobre muestras de tama\u00f1o de grano espec\u00edfico ya que los elementos a identificar se concentran en determinadas fracciones granulom\u00e9tricas, sobre todo en la fracci\u00f3n arcilla (metales pesados). Para ello se emplean unidades de tamizado adecuadas a la granulometr\u00eda requerida, que es necesario conservar limpias entre muestra y muestra para evitar la contaminaci\u00f3n de muestras sucesivas. En otros casos hay que proceder a la molienda de las muestras. Cuando los elementos de inter\u00e9s pueden estar concentrados en las fracciones m\u00e1s gruesas, se procede a esta molienda para homogeneizar el tama\u00f1o de part\u00edculas que se env\u00edan al laboratorio. En este caso es muy conveniente conocer la composici\u00f3n qu\u00edmica del molino o mortero por el o por los que pasan las muestras, para evitar problemas de contaminaci\u00f3n. En este sentido es vital la limpieza absoluta del equipo (mediante aire a presi\u00f3n y\/o agua, o acetona, para evitar procesos de oxidaci\u00f3n) entre muestras sucesivas, para evitar su contaminaci\u00f3n. En definitiva, la preparaci\u00f3n de las muestras es un proceso f\u00edsico, en el que es posible que se produzcan problemas de contaminaci\u00f3n, que solamente podr\u00e1n evitarse siendo extremadamente cuidadosos en la limpieza de los equipos a utilizar y en un control detallado de cada uno de los procesos que llevemos a cabo.<\/p>\n

    4.1.2.- Sedimentos fluviales<\/em><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los sedimentos cl\u00e1sticos est\u00e1n compuestos principalmente por los productos menos solubles de la meteorizaci\u00f3n. Tambi\u00e9n pueden incluir elementos m\u00f3viles como parte de los materiales cl\u00e1sticos y del material removido de las aguas y adsorbido en los sedimentos (metales adsorbidos en minerales de arcillas u oxihidr\u00f3xidos de Fe o Mn). Una medida del material removido de las aguas viene dado por la raz\u00f3n: metal de f\u00e1cil extracci\u00f3n qu\u00edmica\/metal total. Esta raz\u00f3n puede llegar hasta el 50 % en \u00e1reas de de r\u00e1pida precipitaci\u00f3n del metal en soluci\u00f3n, generalmente cerca de las fuentes de emisi\u00f3n.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El contraste entre los valores an\u00f3malos y el valor de fondo depende de varios factores, entre ellos: 1) del contraste original en los materiales desde donde provienen los sedimentos; de la fracci\u00f3n de sedimento analizada; y 3) del m\u00e9todo de an\u00e1lisis. A su vez, la persistencia del contenido met\u00e1lico de los sedimentos al alejarnos de la fuente de emisi\u00f3n depende de: 1) del aporte de metal a lo largo del r\u00edo desde otras posibles fuentes; y 2) de la mezcla con sedimentos de bajo contenido met\u00e1lico. Estas dos a su vez se relacionan con per\u00edodos estacionales y fisiogr\u00e1ficos; en \u00e9pocas de lluvias hay mayor capacidad de transporte y mayor aporte desde las zonas m\u00e1s f\u00e1cilmente erosionables.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Al contrario de las aguas de un r\u00edo, cuyo contenido en elementos es m\u00e1s bien homog\u00e9neo (sujeto eso s\u00ed a cambios en el caudal), los sedimentos presentan heterogeneidades que dependen de: 1) la distribuci\u00f3n de los puntos de entrada del metal en el cauce; 2) los fen\u00f3menos de especiaci\u00f3n del metal; y 3) la variaci\u00f3n en el tipo de sedimento a lo largo del r\u00edo. Las muestras de sedimentos tienden a ser m\u00e1s homog\u00e9neas cuando el metal se encuentra adsorbido a la fracci\u00f3n fina, y las variaciones sedimentol\u00f3gicas se deben a cambios locales de velocidad y caudal de los r\u00edos.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Las caracter\u00edsticas que debe tener el muestreo de sedimentos fluviales en funci\u00f3n de la escala de trabajo se muestra en la tabla 3.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
    Escala<\/strong><\/td>\nLongitud m\u00ednima del cauce a muestrear<\/strong><\/td>\nN\u00famero de puntos de muestreo por km2<\/sup><\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
    1: 200.000<\/td>\n0.8 km<\/td>\n1.7-2.1<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 100.000<\/td>\n0.4 km<\/td>\n4.0-5.0<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 50.000<\/td>\n0.2 km<\/td>\n8.5-14.0<\/td>\n<\/tr>\n
    1: 25.000<\/td>\n0.1 km<\/td>\n18.0-32.0<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabla 3: Caracter\u00edsticas recomendadas del muestreo de sedimentos fluviales en funci\u00f3n de la escala de trabajo.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otro aspecto a tener en cuenta es la naturaleza de las unidades de roca que corta el r\u00edo. Determinados tipos litol\u00f3gicos pueden ser ricos o extremadamente ricos en un determinado metal, y por lo tanto dar lugar a falsas anomal\u00edas. Por ejemplo, si estamos estudiando cromo, y el r\u00edo en un sector corta rocas de composici\u00f3n peridot\u00edtica, es posible que obtengamos una anomal\u00eda basada solamente en el valor de fondo de estas rocas, que no tenga nada que ver con la fuente industrial del metal. Esto nos lleva a recordar la importancia de los estudios geol\u00f3gicos \u201cprevios\u201d al dise\u00f1o de una campa\u00f1a de prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica. El clima y la fisiograf\u00eda son factores importantes a considerar ya que pueden afectar seriamente la movilidad de un determinado elemento. La alta movilidad geoqu\u00edmica del Zn se ve reducida en regiones monta\u00f1osas y fr\u00edas. A pesar de que parece en principio una contradicci\u00f3n, la prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica de sedimentos fluviales puede ser de gran inter\u00e9s en regiones \u00e1ridas y semi\u00e1ridas, ya que aunque espor\u00e1dicas, las precipitaciones pueden ser muy intensas, lo cual posibilita, en ocasiones, fuertes tasas de remoci\u00f3n del regolito, y por lo tanto, una fuerte movilizaci\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos ligados a \u00e9ste.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Toma de muestras de sedimentos fluviales a distintas escalas (A-C) para la definici\u00f3n de un blanco (B-C),<\/strong><\/p>\n

    y su posterior caracterizaci\u00f3n de detalle (D).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Cabe destacar que cuando sea posible, conviene combinar estos estudios con los de aguas. La toma de muestras debe de ir acompa\u00f1ada de la recogida de datos sobre las caracter\u00edsticas f\u00edsico-qu\u00edmicas de las aguas, concentraci\u00f3n de ox\u00edgeno, pH, etc.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0\"\"<\/a><\/p>\n

    A la izquierda, toma de muestras de sedimentos fluviales (R\u00edo Toro, Chile)<\/strong><\/p>\n

    para la determinaci\u00f3n de As, Cu, Zn. A la derecha laboratorio de campo<\/strong><\/p>\n

    para la determinaci\u00f3n del pH y contenido de ox\u00edgeno de las aguas.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En cuanto a la preparaci\u00f3n de muestras, esta se efect\u00faa de una manera equivalente a la anteriormente descrita para las muestras de suelo.<\/p>\n

    4.1.3.- Aguas<\/em><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Se denomina anomal\u00edas hidrogeoqu\u00edmicas a los patrones an\u00f3malos presentes en las aguas superficiales y subterr\u00e1neas. La importancia de la migraci\u00f3n de los elementos qu\u00edmicos y complejos en el agua est\u00e1 controlada por movilidad geoqu\u00edmica (Tabla 4).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    Movilidad relativa<\/strong><\/td>\nCondiciones de Eh-pH<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
    Oxidante,<\/strong><\/p>\n

    pH> 4<\/strong><\/td>\n

    		Reductor, ausencia de H2<\/sub>S<\/strong><\/td>\nReductor,<\/strong><\/p>\n

    Con H2<\/sub>S<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n

    Muy m\u00f3vil<\/td>\nS, Cl, Br, I, B<\/td>\nCl, Br, I, B, Rn<\/td>\nCl, Br, I, B, Rn<\/td>\n<\/tr>\n
    M\u00f3vil<\/td>\nCa, Na, Mg, F, Sr, Zn, U, Mo, V, Se, Te, Re<\/td>\nCa, Na, Mg, F, Sr, Mn2+<\/sup>,\u00a0Fe2+<\/sup>,\u00a0Zn, Cu, Ni, Pb, Cd<\/td>\nCa, Na, Mg, F, Sr<\/td>\n<\/tr>\n
    Ligeramente m\u00f3vil<\/td>\nSi, K, Mn, P, Ba, Li, Rb, Cs, Pb, Ni, Cu, Co, As, Cd, Tl, Hg<\/td>\nCo, Hg, Ag, Si, K, P, Ba, Li, Rb, Cs, As, Tl, Ra, Hg, Ag<\/td>\nSi, K, P, Ba, Li, Rb, Cs, Tl, Ra<\/td>\n<\/tr>\n
    Inm\u00f3vil<\/td>\nFe, Al, Ga, Cr, Ti, Zr, Hf, Y, REE, Nb, Ta, Be, Th, Sn, PGE, Au<\/td>\nS, V, Mo, Se, Te, U, Re, Mn, Cu, Ni, Pb, Cd, Fe, Co, Hg, Ag<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabla 4: Movilidades relativas de diferentes elementos qu\u00edmicos en funci\u00f3n del Eh y pH.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La aplicabilidad de la hidrogeoqu\u00edmica a los elementos que se encuentran en baja concentraci\u00f3n depende de los medios anal\u00edticos de que se dispone. Cabe hacer notar que la mayor\u00eda de los metales se encuentran en concentraciones muy bajas en las aguas naturales, en el orden de las partes por bill\u00f3n o partes por trill\u00f3n (micro o nanogramos por litro). La persistencia de las anomal\u00edas hidrogeoqu\u00edmicas es un factor determinante y est\u00e1 condicionado por: 1) el contraste inicial; 2) la diluci\u00f3n; 3) la precipitaci\u00f3n. El contraste inicial depende de la solubilidad de los elementos qu\u00edmicos en la fuente, la fisiograf\u00eda y el clima. La diluci\u00f3n se debe al efecto de las aguas de afluentes con contenidos met\u00e1licos m\u00e1s bajos. Por \u00faltimo, la precipitaci\u00f3n de los elementos est\u00e1 condicionada por las fases minerales de los sedimentos, el Eh, y el pH. Muchos metales divalentes (e.g. Cu, Zn, Ni, Co, Cd, Pb) y trivalentes (Fe, Al) muestran correlaci\u00f3n una inversa con el pH, es decir su solubilidad aumenta a medida que disminuye \u00e9ste. El aumento del Eh tambi\u00e9n puede condicionar la precipitaci\u00f3n de los cationes, as\u00ed como ayudar a la formaci\u00f3n de oxihidr\u00f3xidos de Fe (e.g. goethita: FeO(OH)) que pueden substraer metales del agua (e.g. As, Pb). Por otra parte las condiciones oxidante pueden incrementar la movilidad de un elemento, como en el caso del uranio (i\u00f3n uranilo: UO2<\/sub>2+<\/sup>), el cual precipita en condiciones reductoras.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Las anomal\u00edas hidrogeoqu\u00edmicas dependen mucho de las variaciones clim\u00e1ticas (precipitaciones, temperatura) y por lo tanto de los cambios estacionales. De ah\u00ed que los resultados que podamos obtener de las aguas de un r\u00edo en verano e invierno puedan diferir fuertemente. La lluvia genera un aumento del caudal y por ende de la diluci\u00f3n. Sin embargo, si esto sucede despu\u00e9s de un per\u00edodo seco las aguas podr\u00e1n lixiviar materiales ricos y transportar los metales, generando de esta manera una elevaci\u00f3n en la concentraci\u00f3n de estos. Esto puede ser notable en regiones semi\u00e1ridas del planeta, y uno de los ejemplos m\u00e1s notables vienen dado por las inundaciones del a\u00f1o 1997 en el R\u00edo Carson (Nevada, USA), las que ayudaron a remover y poner en soluci\u00f3n grandes cantidades de mercurio presentes en antiguas escombreras abandonadas (hasta 61 ppm Hg en las aguas).<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Las muestras de agua se guardan en botellas o botes de polietileno de un cuarto o medio litro (dependiendo del n\u00famero de elementos a analizar). Con el objeto de evitar posteriores oxidaciones del Fe2+<\/sup>\u00a0disuelto que pudieran originar su precipitaci\u00f3n y la consecuente remoci\u00f3n de ortos metales, es conveniente llenar el recipiente, y si es posible, acidularlo ligeramente. El an\u00e1lisis de las muestras se puede realizar tambi\u00e9n en el campo, aunque con algunas obvias limitaciones. Aunque los m\u00e9todos de campo son menos precisos y consumen tiempo de trabajo tienen la ventaja de que no hay que transportar las muestras y que se pueden tomar decisiones inmediatas.<\/p>\n

    4.2.- Biogeoqu\u00edmica<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El uso de la vegetaci\u00f3n como m\u00e9todo de prospecci\u00f3n de prospecci\u00f3n involucra la respuesta de las plantas a su medio, en particular al substrato qu\u00edmico que las soporta. Esta metodolog\u00eda se basa en el an\u00e1lisis qu\u00edmico de las plantas (Tabla 1) como medio para obtener evidencias acerca de las posibles anomal\u00edas geoqu\u00edmicas que se oculten en profundidad. La biogeoqu\u00edmica se adapta muy bien a aquellas regiones que presentan una vegetaci\u00f3n muy densa y donde la cartograf\u00eda geol\u00f3gica es dif\u00edcil de ser llevada a cabo (ausencia de afloramientos). Aunque esta t\u00e9cnica ha probado ser de indudable ayuda, tambi\u00e9n presenta sus limitaciones, ejemplificadas en el denominado\u00a0efecto barrera<\/em>: con algunas pocas excepciones, las plantas pueden acumular un determinado elemento hasta cierto nivel solamente. De hecho, en el caso del mercurio, las ra\u00edces pueden actuar a modo de barrera impidiendo que el elemento ascienda hacia los \u00f3rganos superiores de la planta. En este sentido la plantas pueden ser clasificadas en cuatro categor\u00edas: 1) sin efecto de barrera, las que concentran linealmente elemento qu\u00edmico investigado; 2) semi-barrera, que concentran entre 30 y 300 veces el valor de fondo del elemento en la planta; 3) con barrera, contenidos de hasta 3-30 veces el valor de fondo; y 4) con barreara de fondo, que no superan las concentraciones normales del elemento en una determinada planta. En otra esquema de clasificaci\u00f3n, se habla de plantas hiperacumuladoras cuando determinadas especies toleran 10-100 veces m\u00e1s los valores normales de un determinado elemento (Tabla 5).<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
    Elemento<\/td>\nEspecie<\/td>\nContenido normal (ppm)<\/td>\nContenido m\u00e1ximo (ppm)<\/td>\nLocalidad<\/td>\n<\/tr>\n
    Cu<\/td>\nBecium homblei<\/em><\/td>\n183<\/td>\n2.500<\/td>\nZambia<\/td>\n<\/tr>\n
    Mn<\/td>\nFucus vesiculosus<\/em><\/td>\n4.815<\/td>\n90.000<\/td>\nRusia<\/td>\n<\/tr>\n
    Ni<\/td>\nAlyssum Bertolonii<\/em><\/td>\n65<\/td>\n100.000<\/td>\nItalia<\/td>\n<\/tr>\n
    Zn<\/td>\nThlaspi calaminare<\/em><\/td>\n1.400<\/td>\n10.000<\/td>\nAlemania<\/td>\n<\/tr>\n
    Zn<\/td>\nThlaspi caerulescens<\/em><\/td>\n<\/td>\n43.710<\/td>\nEuropa central<\/td>\n<\/tr>\n
    Cd<\/td>\nThlaspi caerulescens<\/em><\/td>\n<\/td>\n2.130<\/td>\nEuropa central<\/td>\n<\/tr>\n
    Pb<\/td>\nThlaspi caerulescens<\/em><\/td>\n<\/td>\n2.740<\/td>\nEuropa central<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    Tabla 5: Algunas plantas hiperacumuladoras y sus contenidos en metales pesados.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Existen informes de 1885 que ya mostraban que\u00a0Thlaspi<\/em>\u00a0calaminare<\/em>\u00a0acumulaba Zn en grandes concentraciones, en cuanto a Ni el informe m\u00e1s antiguo que hace menci\u00f3n a esta capacidad de las plantas data de 1948, y trat\u00f3 sobre el caso de\u00a0Alyssum bertolonii<\/em>, que pod\u00eda contener hasta m\u00e1s de 1 % (> 10.000 ppm) de Ni en su peso en seco.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Plantas hiperacumuladoras: A:\u00a0Thlaspi caerulescens<\/em>\u00a0(Zn y Ni); B:\u00a0Alyssum bertolonii<\/em>, (Ni);<\/strong><\/p>\n

    C:\u00a0Euphorbia helenae<\/em>\u00a0(Ni); D:\u00a0Justicia lanstyakii<\/em>\u00a0(Ni).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los factores determinantes de anomal\u00edas de origen qu\u00edmico en las plantas son: 1) la disponibilidad de elementos en el suelo; 2) las caracter\u00edsticas nutricionales de la planta;\u00a0\u00a0y 3) los factores qu\u00edmicos y biol\u00f3gicos de la incorporaci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos en la planta. La disponibilidad de elementos qu\u00edmicos en el suelo depende tanto de la concentraci\u00f3n del elemento como de su movilidad respecto de la actividad de la planta. Esto es a su vez funci\u00f3n del pH, Eh, la capacidad de cambio de bases, y la presencia de agentes acomplejantes. Las ra\u00edces, adem\u00e1s de captar las sales disueltas pueden absorber material unido a la superficie de part\u00edculas cl\u00e1sticas, en parte debido al efecto de microambientes \u00e1cidos generados por la ra\u00edces y en parte por fen\u00f3menos de cambio de bases.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Absorci\u00f3n de Ni desde un suelo enriquecido en el elemento<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El movimiento de constituyentes inorg\u00e1nicos a la planta es controlado selectivamente, de manera que algunos elementos son admitidos libremente mientras que otros son rechazados en mayor o menor grado. Como hemos comentado anteriormente, aunque las ra\u00edces rechacen (en mayor o menor grado) selectivamente a algunos elementos tales como el plomo, el vanadio o el mercurio, una parte significativa llega a los \u00f3rganos superiores de la planta y puede ser f\u00e1cilmente detectada mediante an\u00e1lisis qu\u00edmicos.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los principales elementos qu\u00edmicos requeridos por las plantas son N, K, P, S, Ca, y Mg. Adem\u00e1s de \u00e9stos los vegetales requieren muchos elementos traza, principalmente Cu, Zn, Mo, Mn, o B. Si los suelos no los poseen de manera biodisponible y en la cantidad adecuada, las plantas sufren trastornos fisiol\u00f3gicos o mueren. Por otra parte, un exceso de estos elementos sobre un nivel cr\u00edtico es tambi\u00e9n perjudicial para la vida de la planta (biotoxicidad). En muchas especies de plantas el rango entre el m\u00ednimo requerido y el m\u00e1ximo tolerado es estrecho, por ejemplo, unas pocas ppm en el caso del boro, mientras que elementos como el cobre y el zinc pueden ser tolerados en mayores cantidades.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Un factor de mucho inter\u00e9s en los estudios de prospecci\u00f3n biogeoqu\u00edmica es la profundidad de penetraci\u00f3n de las ra\u00edces. Aquellas plantas de ra\u00edces profundas que obtienen el agua del nivel fre\u00e1tico se denominan\u00a0freat\u00f3fitas<\/em>,\u00a0\u00a0mientras que aquellas de ra\u00edces extendidas en las capas superficiales del suelo son denominadas\u00a0xer\u00f3fitas<\/em>. Las primeras son de especial inter\u00e9s ya que permiten detectar contenidos met\u00e1licos a profundidades notables, de 10 a 15 m e incluso m\u00e1s.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La toma de muestras puede realizarse sistem\u00e1ticamente (red de muestreo) o bien tomando muestras de plantas donde sea posible (si la especie investigada es poco abundante). Una muestra de 20 g de materia vegetal es suficiente para dar 1 g de cenizas requerido para el an\u00e1lisis qu\u00edmico. Aunque potencialmente cualquier parte de la planta es susceptible de ser analizada, las hojas constituyen un blanco com\u00fan dado su f\u00e1cil acceso durante un muestreo sistem\u00e1tico. De todas maneras es muy conveniente probar en un estudio preliminar que parte de la planta concentra mejor el elemento investigado.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Esta capacidad de algunas plantas de acumular elementos qu\u00edmicos las hace doblemente interesantes, ya que por un lado, como hemos visto, nos permiten detectar anomal\u00edas en un determinado elemento qu\u00edmico, y por otra, dada su capacidad de acumulaci\u00f3n, pueden ser utilizadas para \u201climpiar\u201d un terreno contaminado.<\/p>\n

    4.3.- Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

    Chaney, R., Brown, S., Li, Y.M., Angle, J.S., Homer, F., y Green, C. 1995. Potential use of metal hyperaccumulators. Mining Environmental Management, 3: 9-11.<\/p>\n

    Gammon, J.B. 1988. Gold !!! and other metals: how they are found and mined. IMM, London, 83 pp.<\/p>\n

    Levinson, A.A. 1980. Introduction to exploration geochemistry. Applied Publ. Ltd. Ill., 924 pp.<\/p>\n

    Oyarzun, R. 1991. Prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica: I) Conceptos b\u00e1sicos. En: Yacimientos Minerales, Lunar, R. & Oyarzun, R. (eds.) 1991. Editorial Centro de Estudios Ram\u00f3n Areces, Madrid, 811-818.<\/p>\n

    Oyarzun, J., y Oyarzun, R. 1991.\u00a0\u00a0Prospecci\u00f3n geoqu\u00edmica: III)\u00a0\u00a0Geoqu\u00edmica de suelos, sedimentos fluviales, aguas,\u00a0\u00a0biogeoqu\u00edmica y geobot\u00e1nica. En: Yacimientos Minerales, Lunar, R. & Oyarzun, R. (eds.) 1991. Editorial Centro de Estudios Ram\u00f3n Areces, Madrid, 837-856.<\/p>\n

    Reeves, R.D., Baker, A.J.M., y Brooks, R.R. 1995. Abnormal accumulations of trace metals by plants. Mining Environmental Management, 3: 4-8.<\/p>\n

    Siegel, F.R. 1974. Applied geochemistry, John Wiley & Sons, NY, 353 pp.<\/p>\n

    5.- Mineralog\u00eda y Residuos mineros<\/h3>\n

    \"\"<\/a><\/h3>\n

    Drenaje \u00e1cido proveniente de las escombreras en la mina abandonada de San Quint\u00edn (Ciudad Real, Espa\u00f1a)<\/h4>\n

    Durante los procesos mineros se originan importantes residuos de origen y composici\u00f3n muy variables. Estos van desde el polvo (particulado fino) que se origina durante las labores de explotaci\u00f3n, pasando por los efluentes l\u00edquidos que se generan durante el proceso minero (la propia mina, los lavaderos, las escombreras), hasta los residuos s\u00f3lidos que se acumulan en las escombreras, y claro est\u00e1, los gases liberados por los procesos mineros y metal\u00fargicos. Cada uno de estos residuos presenta problemas ambientales importantes, que describiremos en el presente tema.<\/p>\n

    Organizaci\u00f3n del Cap\u00edtulo:<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.1.-\u00a0Emisiones a la atm\u00f3sfera<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.1.1.-\u00a0Polvo<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.1.2.-\u00a0Gases<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.2.-\u00a0Efluentes l\u00edquidos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.3.-\u00a0Residuos s\u00f3lidos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a05.4.- Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

    \n

    <\/a>5.1.- Emisiones a la atm\u00f3sfera<\/h2>\n

    Una de las principales emisiones que genera la miner\u00eda a la atm\u00f3sfera es el\u00a0polvo<\/a>. Otro aspecto a considerar es que determinados minerales al descomponerse o al ser sometidos a procesos metal\u00fargicos dan origen a la emisi\u00f3n de\u00a0gases\u00a0<\/a>de naturaleza variada.<\/p>\n

    5.1.1.- El polvo<\/em><\/strong><\/p>\n

    Como veremos con m\u00e1s detalle en el tema de minerales y salud humana, las caracter\u00edsticas del polvo que afectan a \u00e9sta son fundamentalmente la composici\u00f3n y granulometr\u00eda. La composici\u00f3n afecta porque determinados minerales contienen metales que a su vez pueden tener efectos t\u00f3xicos. Por otra parte, la granulometr\u00eda es muy importante puesto que las part\u00edculas de polvo de tama\u00f1o inferior a 10 micras (las denominadas PM10) entran en el sistema respiratorio alcanzando los pulmones, donde pueden quedar acumuladas y generar graves da\u00f1os al sistema respiratorio (e.g. silicosis). Las part\u00edculas menores de 2.5 micras (denominadas PM2.5) son aun m\u00e1s peligrosas, ya que se mantienen en suspensi\u00f3n en al aire, lo que permite que se desplacen muy largas distancias.<\/p>\n

    El polvo generado por los procesos mineros puede proceder de distintas fuentes:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Voladura y arranque<\/strong>. Es una fuente muy importante de este contaminante, puesto que normalmente se lleva a cabo sobre roca seca, lo que facilita a\u00fan m\u00e1s el desprendimiento del polvo.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0\"\"<\/a>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/strong><\/p>\n

    Emisiones polvo causadas por voladura de roca en minas a cielo abierto<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Carga<\/strong>. En este caso es m\u00e1s sencillo de evitar o controlar, puesto que durante el proceso se puede proceder al regado del material.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Operaciones de carga de mineral. Mina de cobre Zaldivar (Chile).<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Transporte<\/strong>. Si se realiza mediante cinta transportadora el viento podr\u00e1 levantar y arrastrar un volumen significativo de polvo, si no se evita mediante el humedecimiento del material transportado, o utilizando cintas cerradas. Si el transporte es en veh\u00edculos, se puede producir una doble emisi\u00f3n e polvo: la relacionada con el escape de polvo procedente de la propia carga, y el polvo levantado durante la rodadura del veh\u00edculo. Ambos son relativamente sencillos de controlar, en un caso recubriendo la carga, en el otro regando las pistas de rodadura.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Polvo levantado por un cami\u00f3n durante el transporte de minerales.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Molienda<\/strong>. Es otra de las fuentes m\u00e1s importantes de este elemento, puesto que como el arranque (voladura de roca) por lo general se realiza en seco. Por otra parte, se puede llevar a cabo dentro de edificaciones realizadas al efecto, lo que permite evitar la dispersi\u00f3n generalizada del polvo que se genera.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Operaciones de molienda primaria.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Disposici\u00f3n en escombreras<\/strong>. El volcado del est\u00e9ril (u otros productos) en escombreras produce una emisi\u00f3n inmediata, durante el propio proceso de descarga, y un riesgo potencial de emisi\u00f3n, si la escombrera no se trata de alguna forma para prevenir que el viento levante polvo de la misma.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Descarga de minerales.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Metalurgia<\/strong>. El tratamiento metal\u00fargico de menas puede llevarse a cabo de distintas maneras, siendo las m\u00e1s comunes la pirometalugia (descomposici\u00f3n t\u00e9rmica de los minerales o tostaci\u00f3n) y la hidrometalurgia (descomposici\u00f3n del mineral en medio acuoso, mediante reactivos espec\u00edficos que permiten la separaci\u00f3n del elemento de inter\u00e9s minero). En el primer caso se suelen emitir a la atm\u00f3sfera gases y part\u00edculas, mientras que en el segundo caso las emisiones pueden ser de aerosoles que contienen reactivos m\u00e1s o menos t\u00f3xicos (e.g. cianuro, \u00e1cido sulf\u00farico), y se puede levantar polvo de las pilas de lixiviaci\u00f3n. El particulado emitido por las chimeneas puede ser muy importante en algunos casos, como en Chuquicamata (ver siguiente figura) donde por ejemplo el a\u00f1o 2002 se emitieron unas 1040 t toneladas de este tipo de material.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Pirometalurgia, fundici\u00f3n de cobre de Chuquicamata (Chile).<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Hidrometalurgia: cianuraci\u00f3n en pila en la mina El Soldado (Chile).<\/strong><\/p>\n

    En\u00a0\u00a0cuanto a la naturaleza del polvo generado, puede ser de distintas tipolog\u00edas:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Polvo mineral<\/strong>. Es el m\u00e1s com\u00fan, y puede ser muy variado en sus caracter\u00edsticas: su composici\u00f3n depender\u00e1 de la del material minero explotado, mientras que su granulometr\u00eda depender\u00e1 por una parte de la composici\u00f3n, y por otra del proceso minero que lo genere: ser\u00e1 m\u00e1s grueso el levantado durante las voladuras, y m\u00e1s fino el procedente de procesos de molienda y subsecuentes.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Fragmentos de cuarzo f\u00e1cilmente inhalables (imagen SEM).<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Polvo de rodadura<\/strong>. Depender\u00e1 de la naturaleza del firme de rodadura sobre el que se muevan los camiones.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Cenizas<\/strong>. Son las part\u00edculas procedentes de procesos de pirometalurgia o de combusti\u00f3n de productos mineros, como el carb\u00f3n. Tambi\u00e9n podr\u00e1n tener composiciones variadas, en funci\u00f3n de la naturaleza del proceso y de los productos afectados por el mismo. La granulometr\u00eda ser\u00e1 por lo general muy fina, muy inferior a la caracter\u00edstica de los procesos mineros propiamente dichos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Emisiones de humo con cenizas desde una planta generadora de electricidad por combusti\u00f3n de carbones.<\/strong><\/p>\n

    Los minerales que podemos encontrar en forma de part\u00edculas en el aire, pueden ser muy variados: los m\u00e1s comunes son el cuarzo, por su gran abundancia y resistencia a la alteraci\u00f3n mete\u00f3rica, y las arcillas, que son tambi\u00e9n muy comunes en medio ex\u00f3geno, y que por su morfolog\u00eda plana y su peque\u00f1o tama\u00f1o de grano suelen constituir la fracci\u00f3n m\u00e1s fina del polvo en suspensi\u00f3n.<\/p>\n

    5.1.2.- Los gases<\/em><\/h3>\n

    Durante los procesos mineros y afines puede producirse la emisi\u00f3n de gases,\u00a0\u00a0bien porque est\u00e9n contenidos en aquello que explotemos (caso del gris\u00fa en el carb\u00f3n), o porque se produzca una descomposici\u00f3n del mineral que libere esos gases durante el proceso metal\u00fargico. En concreto podemos citar los siguientes casos como m\u00e1s significativos:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El gris\u00fa es un gas altamente explosivo que se libera durante la explotaci\u00f3n del carb\u00f3n y que esta formado por una mezcla de tres gases: metano, nitr\u00f3geno y anh\u00eddrido carb\u00f3nico. Para que se verifique la explosi\u00f3n de gris\u00fa se necesita que se cumplan tres condiciones: a) Que la relaci\u00f3n del metano al aire este en proporci\u00f3n determinada (5% al 15%); que a esta mezcla apropiada se le aplique una fuente de calor con temperatura m\u00ednima de 650\u00ba C; y c) que dicha llama de ignici\u00f3n permanezca durante un tiempo determinado en contacto con la mezcla grisuosa, lo que se conoce con el nombre de \u201cretardo a la inflamaci\u00f3n\u201d o \u201chist\u00e9resis de encendido\u201d, propiedad en que se fundan los explosivos de seguridad. Con llama a 650\u00baC el \u201cretardo\u201d se aproxima a 10 segundos, mientras que si la temperatura alcanzara los 1000\u00baC, el \u201cretardo\u201d solo ser\u00eda de 1 segundo.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Mina de carb\u00f3n subterr\u00e1nea.<\/strong><\/p>\n

    La pirometalurgia libera una gran cantidad de gases, entre los cuales suelen destacar los \u00f3xidos de azufre, puesto que esta t\u00e9cnica se aplica a los sulfuros. Por ejemplo, los procesos que ocurren dentro de un horno convertidor de cobre (producci\u00f3n de\u00a0cobre blister<\/em>) son del tipo:<\/p>\n

    2 Cu2<\/sub>S + 3 O2<\/sub>\u00a0\u2192 2 Cu2<\/sub>O + 2 SO2<\/sub><\/p>\n

    2 Cu2<\/sub>O + Cu2<\/sub>S \u2192 6 Cu + SO2<\/sub><\/p>\n

    un proceso que libera SO2<\/sub>\u00a0a la atm\u00f3sfera.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Convertidores para la fundici\u00f3n de sulfuros y producci\u00f3n de cobre met\u00e1lico.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otros gases ligados a la pirometalurgia pueden ser muy variados: vapor de mercurio en el caso de la tostaci\u00f3n de cinabrio o de esfalerita u otras menas ricas en este metal, vapores de ars\u00e9nico o de cadmio en la tostaci\u00f3n de menas de cobre o de cinc, etc.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Parte del complejo metal\u00fargico de Almad\u00e9n (Espa\u00f1a) para la tostaci\u00f3n de cinabrio (HgS).<\/strong><\/p>\n

    Parte del material escapa a la atm\u00f3sfera como Hg0<\/sup>\u00a0gaseoso.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Vapores de fl\u00faor liberados por los minerales de la arcilla durante la cocci\u00f3n de los productos de alfarer\u00eda o cer\u00e1mica en general.<\/p>\n

    La problem\u00e1tica de estas emisiones normalmente no se puede resolver m\u00e1s que mediante aplicaci\u00f3n de tecnolog\u00edas industriales a los correspondientes procesos. Un caso notable en este sentido eran por ejemplo las emisiones de ars\u00e9nico de la fundici\u00f3n de Chuquicamata (Chile), con valores de 2340 toneladas\/a\u00f1o en 1994. En la actualidad la compa\u00f1\u00eda minera CODELCO tiene que recuperar al menos una parte importante del ars\u00e9nico que potencialmente ser\u00eda emitido. En Chuquicamata el proceso se realiza en una planta hidrometal\u00fargica que recupera el cobre, y precipita el ars\u00e9nico como arsenato f\u00e9rrico. A partir del 2003 las cifras de emisi\u00f3n no podr\u00e1n exceder las 400 toneladas\/a\u00f1o.<\/p>\n

    5.2.- Efluentes l\u00edquidos<\/h2>\n

    Los efluentes l\u00edquidos mineros tienen su origen en la manipulaci\u00f3n de los productos mineros con agua o soluciones qu\u00edmicas. Por ejemplo, durante los procesos de concentraci\u00f3n por v\u00eda h\u00fameda o por el empleo del agua para lavar instalaciones mineras. A esto tenemos que sumar las interacciones naturales que se produce entre los productos mineros y las aguas superficiales o de lluvia. Por ejemplo la lluvia cae sobre las escombreras, infiltr\u00e1ndose en las mismas, generado procesos de oxidaci\u00f3n, hidr\u00f3lisis, lavado, etc.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Drenaje \u00e1cido proveniente de las escombreras en la mina abandonada de Pb-Zn San Quint\u00edn (Ciudad Real, Espa\u00f1a)<\/h4>\n

    El contacto entre los minerales y el agua puede originar distintas reacciones, en funci\u00f3n de la naturaleza del mineral o minerales implicados y de la f\u00edsico-qu\u00edmica del agua implicada. En cuanto a la mineralog\u00eda implicada, cada mineral presenta distintos comportamientos frente al agua: los hay solubles e insolubles, hidrolizables y no hidrolizables, sorbentes y no sorbentes. Los minerales solubles a su vez pueden serlo en diferentes grados, y depender de la temperatura del agua. La halita y el yeso son ejemplos de minerales solubles en distinto grado. La halita es muy soluble incluso en agua fr\u00eda mientras que el yeso es mucho menos soluble, aunque su solubilidad aumenta considerablemente con un incremento en la temperatura.<\/p>\n

    La hidr\u00f3lisis de los minerales consiste en su descomposici\u00f3n debida a la acci\u00f3n de los hidrogeniones de las aguas \u00e1cidas. El proceso implica tres pasos: 1) rotura de la estructura del mineral. Debido a su peque\u00f1o tama\u00f1o y a su gran movilidad, los iones H+<\/sup>\u00a0se introducen con facilidad en las redes cristalinas, lo que produce la p\u00e9rdida de su neutralidad el\u00e9ctrica; para recuperarla, el cristal tiende a expulsar a los cationes, cuya carga es tambi\u00e9n positiva. Como consecuencia, la estructura cristalina colapsa, y se liberan tambi\u00e9n los aniones. 2) Lixiviado de una parte de los iones liberados, que son transportados por las aguas fuera de la roca meteorizada. 3) Neoformaci\u00f3n de otros minerales, por la uni\u00f3n de los iones que dan como resultado compuestos insolubles. La intensidad del proceso hidrol\u00edtico se traduce en el grado de lixiviaci\u00f3n de elementos qu\u00edmicos y en la formaci\u00f3n de nuevos minerales.<\/p>\n

    El drenaje \u00e1cido que se produce por la oxidaci\u00f3n e hidr\u00f3lisis de los sulfuros, y en especial de la pirita, puede ser resumido de la siguiente forma:<\/p>\n

    4 FeS2<\/sub>\u00a0+ 14 O2<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 8 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 8 H+<\/sup><\/p>\n

    a su vez, los iones ferroso (Fe2+<\/sup>) se oxidar\u00e1n de la siguiente manera:<\/p>\n

    4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ O2<\/sub>\u00a0+ 4 H+<\/sup>\u00a0\u2192 4 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O<\/p>\n

    y los iones f\u00e9rricos se hidrolizan para formar goethita:<\/p>\n

    Fe3+<\/sup>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 4 FeO(OH) + 3 H+<\/sup><\/p>\n

    Durante el transporte de los productos de la meteorizaci\u00f3n el agua arrastra tres componentes mineral\u00f3gicos: la carga s\u00f3lida (part\u00edculas en suspensi\u00f3n, que corresponden realmente a minerales), coloides (que corresponden a precursores de minerales arcillosos u oxidados, que pueden flocular a partir de este componente), y iones en disoluci\u00f3n, que pueden precipitar en forma de compuestos minerales si cambian las condiciones f\u00edsico-qu\u00edmicas del agua portadora.<\/p>\n

    La carga s\u00f3lida, por tanto, ser\u00e1n granos minerales de naturaleza variada, aunque siempre con una claro predominio de minerales de la arcilla, tanto por ser minerales muy abundantes como productos de la meteorizaci\u00f3n, como porque su peque\u00f1o tama\u00f1o de grano favorece su transporte en suspensi\u00f3n. Al ser minerales que pueden presentar propiedades de sorci\u00f3n, a menudo estas part\u00edculas arcillosas act\u00faan como colectores de contaminantes que el agua arrastra en disoluci\u00f3n: determinados iones son capaces de ser fijados por estas part\u00edculas, con lo que al depositarse incorporan estos iones al sedimento correspondiente. Una vez en el mismo, la f\u00edsico-qu\u00edmica de las aguas puede favorecer la retenci\u00f3n o movilidad de estos iones.\u00a0Los par\u00e1metros que regulan el sistema son: la salinidad, el potencial redox (Eh), y el pH: un incremento de la salinidad conlleva una competencia, entre metales pesados y metales grupos I y II, por los sitios de ligaz\u00f3n (p.ej., espaciado interlaminar en las arcillas), lo que se traduce en la expulsi\u00f3n de los metales pesados, y su devoluci\u00f3n a la columna de agua; un incremento del Eh genera la inestabilidad de los compuestos reducidos (e.g., sulfuros), poniendo el paso del metal a la disoluci\u00f3n; un decrecimiento del pH tiene dos efectos: 1) induce la disoluci\u00f3n de otros sulfuros; y 2) aumenta la solubilidad de los metales disueltos. Por ejemplo:<\/p>\n

    CuFeS2<\/sub>\u00a0+ 16Fe3+<\/sup>\u00a0+ 8 H2<\/sub>O \u2192 Cu2+<\/sup>\u00a0+ 2 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 17 Fe2+<\/sup><\/p>\n

    2 PbS + 4 Fe3+<\/sup>\u00a0+3 O2<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 2 PbSO4<\/sub>\u00a0+ 4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 4 H+<\/sup><\/p>\n

    2 FeAsS + Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3<\/sub>\u00a0\u2192 2 H3<\/sub>AsO4<\/sub>\u00a0+ 4 FeSO4<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>SO4<\/sub><\/p>\n

    Cu3<\/sub>AsS4<\/sub>\u00a0+ 5.5 Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 3 CuSO4<\/sub>\u00a0+ 11 FeSO4<\/sub>\u00a0+ 4 S + H3<\/sub>AsO4<\/sub>\u00a0+ 2.5 H2<\/sub>SO4<\/sub><\/p>\n

    Zn1-x<\/sub>Cdx<\/sub>S + 8 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 8 H+<\/sup>\u00a0+ (1-x) Zn2+<\/sup>\u00a0+ (x) Cd2+<\/sup>\u00a0+ SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 14 Fe2+<\/sup><\/p>\n

    Los coloides\u00a0<\/strong>transportados por el agua pueden flocular cuando las condiciones del agua lo permiten, y durante el proceso pueden tambi\u00e9n arrastrar al sedimento otros componentes disueltos del agua. Especialmente interesantes desde el punto de vista de lo que ocurre en el entorno minero es el comportamiento de los geles de \u00f3xidos-hidr\u00f3xidos de hierro. Los iones que el agua transporta tienen diferentes tendencias a la formaci\u00f3n de compuestos minerales, insolubles, en funci\u00f3n de la presencia de otros iones, y de la f\u00edsico-qu\u00edmica del agua portadora.<\/p>\n

    5.3.- Residuos s\u00f3lidos<\/h2>\n

    Los principales residuos s\u00f3lidos generados por la miner\u00eda son las escombreras.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Escombrera de minerales abandonada en Morr\u00f3n de Mateo (Almer\u00eda, Espa\u00f1a).<\/strong><\/p>\n

    Desde el punto de vista mineral\u00f3gico, cada escombrera tendr\u00e1 unas caracter\u00edsticas peculiares, en funci\u00f3n de los siguientes par\u00e1metros:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Naturaleza de la explotaci\u00f3n.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Minerales acompa\u00f1antes: a menudo los minerales met\u00e1licos de la ganga, que por definici\u00f3n van a parar a las escombreras, representan el m\u00e1ximo riesgo medioambiental: es el caso de la pirita, que podemos encontrar en cualquier tipo de yacimientos met\u00e1licos y en los de carb\u00f3n, y que genera los problemas a que ya nos hemos referido.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Granulometr\u00eda: el tama\u00f1o de grano de los componentes de la escombrera condiciona la superficie reactiva de los granos, con lo cual las escombreras formadas por granos menores son m\u00e1s reactivas.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Climatolog\u00eda: los climas c\u00e1lidos y semi\u00e1ridos favorecen las reacciones de hidr\u00f3lisis, generadoras de los procesos antes descritos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Derrame en la selva tropical de un concentrado de sulfuros de cobre,<\/strong><\/p>\n

    el cual se ha oxidado (OK Tedi, Papua Nueva Guinea).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Acci\u00f3n bacteriana: las bacterias catalizan de forma muy importante el desarrollo de muchas de las reacciones antes descritas, puesto que obtienen energ\u00eda de su acci\u00f3n. Por ejemplo, Por ejemplo, la bacteria\u00a0Thiobacillus ferrooxidans<\/em>\u00a0es la mayor responsable de la contaminaci\u00f3n relacionada con el drenaje \u00e1cido procedente de explotaciones mineras y mineralizaciones en general. Esta es una bacteria acid\u00f3fila (propia de ambiente \u00e1cido), con una fisiolog\u00eda basada en la fijaci\u00f3n de carbono a partir del CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico, obteniendo su energ\u00eda a partir de oxidaci\u00f3n del hierro\u00a0\u00a0o azufre:<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Fe2+<\/sup>\u00a0+ 0.25 O2<\/sub>\u00a0+ H+ \u2192 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 0.5 H2<\/sub>O<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0H2<\/sub>S + 2 O2<\/sub>\u00a0\u2192 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 2 H+<\/sup><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Bacterias\u00a0T. ferrooxidans<\/em>\u00a0(flecha) adheridas a una part\u00edcula de sulfuro.<\/strong><\/p>\n

    [\/vc_column_text][\/vc_tta_section][vc_tta_section title=\u00bb6.- Almacenamiento de residuos\u00bb tab_id=\u00bb1531830999743-342bd493-8704″][vc_column_text]\"\"<\/a><\/p>\n

    Redistribuci\u00f3n de residuos en un vertedero.<\/strong><\/p>\n

    Organizaci\u00f3n del Cap\u00edtulo:<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.1.-\u00a0Residuos: tipolog\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.2.-\u00a0El entorno adecuado<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.3.-\u00a0El empleo de minerales y rocas en el propio almac\u00e9n<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.4.-\u00a0Los almacenes de residuos nucleares: Almacenes Geol\u00f3gicos Profundos<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.4.1.-\u00a0Formaci\u00f3n geol\u00f3gica albergante<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.4.2.-\u00a0Barreras de ingenier\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a06.5.-\u00a0Bibliograf\u00eda<\/a><\/strong><\/p>\n

    \n

    6.1.- Residuos: tipolog\u00eda<\/h2>\n

    La humanidad genera vol\u00famenes inmensos y crecientes de residuos de todo tipo, cuya gesti\u00f3n se est\u00e1 transformando en uno de los mayores problemas que tiene planteada la sociedad moderna. En este \u00e1mbito, la conciencia conservacionista surgida a partir de los a\u00f1os 70 ha hecho surgir normativas muy diversas, basadas fundamentalmente en el reciclado y reutilizaci\u00f3n de los materiales ya utilizados. Sin embargo, un volumen muy significativo de residuos no puede ser reciclado ni reutilizado por motivos diversos: pueden ser materiales para los que no se encuentren usos adecuados en ese momento, o cuyo empleo represente un riesgo para la salud o para el medio ambiente. Estos \u00faltimos son los denominados \u201cresiduos t\u00f3xicos y peligrosos\u201d.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\"\"<\/a>\u00a0\u00a0\"\"<\/a><\/p>\n

    Iconograf\u00eda que denota residuos peligrosos.<\/strong><\/p>\n

    A la izquierda biol\u00f3gicos, a la derecha radioactivos<\/strong><\/p>\n

    En el \u00e1mbito legislativo relativo a residuos t\u00f3xicos y peligrosos, en Espa\u00f1a se ha dado en los \u00faltimos a\u00f1os un proceso similar al que se hab\u00eda producido con anterioridad en los pa\u00edses m\u00e1s avanzados. Hasta mediados de la d\u00e9cada de los 80, no se ha contado con la legislaci\u00f3n espec\u00edfica sobre esta materia. La Ley sobre \u201cDesechos y Residuos S\u00f3lidos Urbanos\u201d de 1975 (BOE, 1975) fue promulgada en el mismo a\u00f1o que la CEE dictaba su Directiva 75\/442\/CEE relativa a la gesti\u00f3n de residuos s\u00f3lidos en general (DOCE, 1975). Aunque la ley espa\u00f1ola era competente sobre los residuos industriales, no regulaba su gesti\u00f3n, ni establec\u00eda base alguna para su desarrollo reglamentario. Por lo tanto la gesti\u00f3n de residuos t\u00f3xicos y peligrosos (RTPs) no ha existido pr\u00e1cticamente hasta el momento en que se promulg\u00f3 la Ley 20\/1986 de 14 de Mayo, B\u00e1sica de Residuos T\u00f3xicos y Peligrosos (BOE, 1986), pudiendo afirmarse que antes de esta ley m\u00e1s del 85% de este tipo de residuos eran eliminados incontroladamente.<\/p>\n

    Estas consideraciones y la circunstancia del ingreso en la CEE, condujeron a la promulgaci\u00f3n de dicha ley, que establece la siguiente definici\u00f3n de Residuos T\u00f3xicos y Peligrosos (cap\u00edtulo 1\u00b0, art\u00edculo 2\u00ba):<\/p>\n

    \u201cLos materiales s\u00f3lidos, pastosos, l\u00edquidos, as\u00ed como los gaseosos contenidos en recipientes, que, siendo el resultado de un proceso de producci\u00f3n, transformaci\u00f3n, utilizaci\u00f3n o consumo, su productor destine al abandono y contengan en su composici\u00f3n alguna de las sustancias y materias que figuran en el Anexo de la presente ley en cantidades o concentraciones tales que representen un riesgo para la salud humana, recursos naturales y medio ambiente<\/em>\u201d.<\/p>\n

    Quedan excluidas de su \u00e1mbito las actividades o los residuos que por sus caracter\u00edsticas poseen un tratamiento legislativo propio, como son los residuos radiactivos, mineros, emisiones a la atm\u00f3sfera y efluentes cuyo vertido al alcantarillado, a los cursos de agua o al mar est\u00e9 regulado por la normativa vigente.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0\u00a0\"\"<\/a><\/p>\n

    Uno de los casos m\u00e1s notable de vertidos no regulados en Espa\u00f1a son los<\/strong><\/p>\n

    que se realizaron en la (\u201cex\u201d) Bah\u00eda de Portman (izquierda). Durante<\/strong><\/p>\n

    unos 30 a\u00f1os, hasta fines de los 80\u2019s se vertieron \u201cdirectamente\u201d los<\/strong><\/p>\n

    lodos de rechazo (tailings<\/em>) de la planta de flotaci\u00f3n de la compa\u00f1\u00eda<\/strong><\/p>\n

    minera Pe\u00f1arroya. Debido a esto la bah\u00eda se colmat\u00f3 con unos<\/strong><\/p>\n

    50 Mt de materiales. A la derecha se puede apreciar el antiguo muelle,<\/strong><\/p>\n

    hoy rodeado por tierra.<\/strong><\/p>\n

    Esto nos lleva a la problem\u00e1tica de la clasificaci\u00f3n de los residuos, base de la legislaci\u00f3n y normativa para su manipulaci\u00f3n y almacenamiento. En el momento actual, desde el punto de vista legislativo, se establecen los siguientes tipos de residuos seg\u00fan su origen:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos s\u00f3lidos urbanos<\/strong>. Son los que se originan en las ciudades y \u00e1reas pr\u00f3ximas, e incluyen los residuos domiciliarios, los generados en v\u00edas urbanas, zonas verdes y recreativas, los de construcci\u00f3n, demoliciones y obras domiciliarias, animales dom\u00e9sticos muertos, muebles y enseres, y veh\u00edculos abandonados.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Residuos urbanos.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos industriales<\/strong>. Los que generan las actividades industriales. Pueden ser muy variados, en funci\u00f3n del tipo de industria que los genere, aunque poseen en com\u00fan la caracter\u00edstica de ser potencialmente peligrosos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Residuos industriales.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos mineros<\/strong>. Son los que se originan durante las actividades mineras. Incluyen los procedentes de las etapas de prospecci\u00f3n, extracci\u00f3n y almacenamiento de recursos minerales, pudiendo ser s\u00f3lidos o l\u00edquidos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Almacenamiento de residuos s\u00f3lidos: balsa de est\u00e9riles (tailings<\/em>) en Andacollo (Chile).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Almacenamiento de residuos mineros l\u00edquidos: estanque de soluci\u00f3n<\/strong><\/p>\n

    cianurada (flecha amarilla), que descansa sobre un fondo impermeable de<\/strong><\/p>\n

    pl\u00e1stico de alta densidad (flecha roja). Punitaqui, Chile.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos radioactivos<\/strong>. Generados en Centrales Nucleares, y en las instalaciones que utilizan materiales radioactivos, tales como plantas de tratamiento de minerales de uranio, hospitales, etc.<\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\"\"<\/a>\u00a0\u00a0\"\"<\/a> \u00a0\u00a0<\/strong><\/p>\n

    Recubrimiento de las instalaciones de producci\u00f3n y las escombreras de concentrados<\/strong><\/p>\n

    de uranio de Andujar (ENUSA).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos forestales<\/strong>. Son los que proceden o bien del mantenimiento y mejora de las monta\u00f1as y masas forestales, cuando se hacen podas, limpiezas, etc., o bien de los residuos resultantes de cortar los troncos de los \u00e1rboles para hacer productos de madera.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Residuos de la industria maderera.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos agropecuarios<\/strong>. Pueden ser agr\u00edcolas o ganaderos, seg\u00fan el tipo de explotaci\u00f3n agropecuaria que los origine.<\/p>\n

    \"\"\u00a0\u00a0<\/a>\"\"<\/a>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/strong><\/p>\n

    Prensado de aceitunas (izquierda), proceso que deja un residuo s\u00f3lido contaminante<\/strong><\/p>\n

    denominado alpechines. Estos deben ser procesados en plantas de tratamiento<\/strong><\/p>\n

    (derecha) antes de su vertido.<\/strong><\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Residuos sanitarios o cl\u00ednicos<\/strong>. Son los originados en instalaciones sanitarias: hospitales, cl\u00ednicas, centros de salud, que pueden entra\u00f1ar extrema peligrosidad.<\/p>\n

    \"\"<\/a>\u00a0\u00a0\"\"<\/a>\u00a0\u00a0\u00a0<\/strong><\/p>\n

    Residuos hospitalarios.<\/strong><\/p>\n

    La mayor\u00eda de los residuos antes se\u00f1alados\u00a0\u00a0pueden ser clasificados como potencialmente t\u00f3xicos y peligrosos.<\/p>\n

    Por otra parte tenemos los\u00a0residuos inertes<\/strong>, que se definen como aquellos que no experimentan transformaciones f\u00edsicas, qu\u00edmicas o biol\u00f3gicas significativas. No son solubles, ni combustibles, ni reaccionan f\u00edsica ni qu\u00edmicamente de ninguna otra manera, ni son biodegradables, ni afectan negativamente a otras materias con las cuales entran en contacto de forma que pueda dar lugar a contaminaci\u00f3n del medio ambiente o perjudicar la salud humana.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Bloques de granito abandonados. No representan ning\u00fan peligro en<\/strong><\/p>\n

    t\u00e9rminos de toxicidad potencial.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0La lixiviabilidad total, el contenido de contaminantes, y la ecotoxicidad del lixiviado deber\u00e1n ser insignificantes en los residuos inertes, y en particular no deber\u00e1n suponer un riesgo para la calidad de las aguas superficiales y\/o subterr\u00e1neas. Proceden de desechos de obras de reforma, reparaci\u00f3n, mantenimiento y nueva construcci\u00f3n de viviendas y otras edificaciones. En ocasiones, en el flujo de residuos de estas actividades tambi\u00e9n se encuentran sustancias calificables como residuos peligrosos (pinturas, barnices, colas y pegamentos, etc.).\u00a0\u00a0El problema que generan estos residuos viene dado por el enorme aumento de su producci\u00f3n y su vertido incontrolado.<\/p>\n

    Cada uno de estos tipos presenta caracter\u00edsticas propias, y en el momento actual hay un gran inter\u00e9s por ordenar de forma adecuada su eliminaci\u00f3n o almacenamiento, lo que se traduce en una importante actividad legislativa que conduzca a una serie de normas para llevar a cabo esta eliminaci\u00f3n o almacenamiento. En esta regulaci\u00f3n los estudios del terreno y de los materiales que se consideren adecuados para proteger los lugares de almacenamiento es donde la mineralog\u00eda ofrece un campo de estudio de gran importancia, para el correcto sellado de los almacenes.<\/p>\n

    6.2.- El entorno adecuado<\/h2>\n

    El primer paso en la instalaci\u00f3n de un almac\u00e9n de residuos de cualquier tipo es la caracterizaci\u00f3n de la geolog\u00eda de la zona de inter\u00e9s. Resulta evidente que el suelo y el subsuelo de la zona donde se instale el almac\u00e9n va a tener que soportar el peso de los materiales que all\u00ed se acumulen. Por otra parte tendr\u00e1 que contribuir en lo posible a evitar que los posibles lixiviados que genere el residuo se dispersen y vayan a parar a los suelos pr\u00f3ximos, y a las aguas subterr\u00e1neas. Por ello, el substrato de la zona debe guardar una serie de caracter\u00edsticas que lo hagan adecuado a este fin. En funci\u00f3n de estas caracter\u00edsticas, los posibles emplazamientos pueden ser de tres tipos:<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Impermeables<\/strong>. Aquellos que aseguran un perfecto confinamiento de los residuos y sus lixiviados. Deben estar constituidos por arcillas benton\u00edticas, margas o rocas compactas no fisuradas, con suficiente espesor como para asegurar la no contaminaci\u00f3n de acu\u00edferos profundos.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Semipermeables<\/strong>. Aseguran una migraci\u00f3n lenta de los lixiviados a trav\u00e9s de una zona no saturada de espesor suficiente, de manera que permitan una depuraci\u00f3n eficaz. Corresponden a formaciones geol\u00f3gicas con porosidad intergranular, por ejemplo, arenosas, y de rocas poco fisuradas.<\/p>\n

    –\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Permeables<\/strong>. Permiten una migraci\u00f3n r\u00e1pida de los lixiviados, de manera que no aseguran una depuraci\u00f3n eficaz. Corresponden a rocas muy fracturadas, formaciones c\u00e1rsticas, y formaciones de porosidad intergranular con escaso espesor de la zona no saturada.<\/p>\n

    La Tabla adjunta muestra las caracter\u00edsticas de distintas formaciones geol\u00f3gicas de acuerdo con su permeabilidad, y los tipos de almacenes de residuos que podr\u00edan albergar.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n
    Tipo de emplazamiento<\/td>\nImpermeable<\/td>\nSemipermeable<\/td>\nPermeable<\/td>\n<\/tr>\n
    Coeficiente de permeabilidad K (m\/s)<\/td>\nK < 10-10<\/sup>\u00a0en 5 m de espesor<\/td>\n10-10<\/sup>\u00a0< K < 10-6<\/sup><\/td>\nK > 10-6<\/sup><\/td>\n<\/tr>\n
    Ejemplos de formaciones geol\u00f3gicas<\/td>\nArcillas, Margas, pizarras, esquistos<\/td>\nFormaciones areno-arcillosas, areniscas<\/td>\nGravas, arenas, rocas muy fisuradas y c\u00e1rsticas<\/td>\n<\/tr>\n
    Valoraci\u00f3n<\/td>\nTerrenos favorables, siendo \u00fanicamente necesario:<\/p>\n

    – Drenar los lixiviados<\/p>\n

    – Drenar la escorrent\u00eda superficial que llega al almac\u00e9n<\/td>\n

    		Terrenos utilizables, siempre que:<\/p>\n

    – La zona no saturada asegure la depuraci\u00f3n eficaz de los lixiviados<\/p>\n

    – Se impermeabilice el vaso de vertido<\/td>\n

    		Riesgo muy alto de contaminaci\u00f3n externa. Terrenos no adecuados<\/td>\n<\/tr>\n
    Tipos de residuos s\u00f3lidos admisibles<\/td>\n– Industriales, t\u00f3xicos y peligrosos<\/p>\n

    – Urbanos<\/p>\n

    – Inertes<\/td>\n

    		– Urbanos<\/p>\n

    – Asimilables a urbanos<\/p>\n

    – Inertes<\/td>\n

    		Inertes<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

    6.3.- El empleo de minerales y rocas en el propio almac\u00e9n<\/h2>\n

    Una vez establecido que el entorno es adecuado desde el punto de vista geol\u00f3gico para la instalaci\u00f3n del almac\u00e9n, se pasa al estudio de su organizaci\u00f3n, de forma que se asegure de forma a\u00fan m\u00e1s firme que los productos de la lixiviaci\u00f3n de los residuos no van a escapar del \u00e1rea controlada. Para ello se dise\u00f1an una serie de barreras y capas de seguridad externas e internas, en las que participan determinadas rocas o minerales. Uno de los elementos de seguridad b\u00e1sico en este tipo de almac\u00e9n es el sellado adecuado de los materiales almacenados. Los dispositivos de sellado que se pueden utilizar en funci\u00f3n de las caracter\u00edsticas del residuo almacenado y del substrato sobre el que se dispone son los siguientes:<\/p>\n

    Solubilizaci\u00f3n, transporte, y precipitaci\u00f3n de substancias en el ciclo ex\u00f3geno: una aproximaci\u00f3n al tema de los contaminantes<\/h2>\n

    Higueras1<\/sup>y R. Oyarzun2<\/sup><\/p>\n

    1<\/sup>:\u00a0Departamento de Ingenier\u00eda Geol\u00f3gica y Minera, Escuela Universitaria Polit\u00e9cnica de Almad\u00e9n, Universidad de Castilla-La Mancha, Plaza M. Meca 1, 13400 Almad\u00e9n, Espa\u00f1a.<\/p>\n

    2<\/sup>:\u00a0Departamento de Cristalograf\u00eda y Mineralog\u00eda, Facultad de Ciencias Geol\u00f3gicas, Universidad Complutense, 28040 Madrid, Espa\u00f1a.<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Nacimiento del r\u00edo Cuervo (Cuenca)<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    A pesar de que existen diferentes v\u00edas de movilizaci\u00f3n de las llamadas substancias contaminantes, el medio acu\u00e1tico tiene una particular relevancia, ya que \u00e9ste permite el transporte por largas distancias de innumerables compuestos, y comprende ambientes muy variados. Dado que el agua sustenta la vida del planeta, sus caracter\u00edsticas qu\u00edmicas son de la mayor importancia. Cuando hablamos del medio acu\u00e1tico nos referimos a las aguas subterr\u00e1neas, r\u00edos, lagos, y mares y oc\u00e9anos. La relaci\u00f3n del hombre con el medio acu\u00e1tico ha estado siempre presente, en sus or\u00edgenes como fuente para beber, y m\u00e1s tarde para regar los cultivos, como medio de comunicaci\u00f3n, y finalmente para su utilizaci\u00f3n en procesos industriales.<\/p>\n

    \"\"<\/p>\n

    Navegaci\u00f3n en el r\u00edo Rin, Alemania.<\/strong><\/p>\n

    De esta manera el hombre siempre se ha establecido cerca de los medios acu\u00e1ticos, sirvi\u00e9ndose directamente de ellos de distintas maneras. Primero fueron peque\u00f1as aldeas en la rivera de los r\u00edos, luego comunidades mayores, y finalmente las modernas ciudades que continuaron esta relaci\u00f3n con los cursos fluviales.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    La ciudad de Paris y el r\u00edo Sena.<\/strong><\/p>\n

    Lo mismo ocurri\u00f3 en las zonas costeras, en el entorno de lagos o mares. El problema ambiental surge del hecho de que el hombre tambi\u00e9n utiliza directa o indirectamente este medio como destino final de sus residuos, urbanos o industriales.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Vertidos en un curso de agua.<\/strong><\/p>\n

    Hasta hace pocas d\u00e9cadas atr\u00e1s exist\u00edan escasos reglamentos que rigieran dichas actividades, y mientras m\u00e1s desarrollado el pa\u00eds o regi\u00f3n del mundo, m\u00e1s substancias peligrosas eran vertidas a los cursos fluviales, lagos y oc\u00e9anos, o infiltradas a las aguas subterr\u00e1neas. La explicaci\u00f3n es simple: el desarrollo conlleva la industrializaci\u00f3n, y \u00e9sta, los residuos. En los pa\u00edses de la Uni\u00f3n Europea el vertido de residuos (s\u00f3lidos o l\u00edquidos) est\u00e1 fuertemente regulado en la actualidad, lo cual no significa necesariamente que no existan vastas zonas del continente que presentan serios problemas de contaminaci\u00f3n por metales pesados u otras substancias t\u00f3xicas.<\/p>\n

    Este es un tema muy serio, en el cual debemos ser cautos, y utilizar el m\u00e9todo cient\u00edfico antes que dejarnos llevar por interpretaciones a la ligera. Por ejemplo, solemos pensar en el hombre como el mayor agente contaminador del planeta, olvidando as\u00ed un hecho muy importante:\u00a0la Tierra es ante todo un complejo sistema f\u00edsico-qu\u00edmico y biol\u00f3gico, en el cual en todo momento se est\u00e1n produciendo reacciones qu\u00edmicas de origen inorg\u00e1nico u org\u00e1nico<\/em>,\u00a0y claro est\u00e1, se trata de un sistema que aporta y recicla compuestos qu\u00edmicos<\/em>. Nuestro planeta es un sistema en perpetuo cambio, y esto ha sido as\u00ed desde sus comienzos, hace unos 4500 millones de a\u00f1os. Por ejemplo, hoy en d\u00eda se discute en las m\u00e1s diversas instancias sobre el llamado\u00a0cambio clim\u00e1tico global<\/em>, d\u00e1ndose a entender, directa o indirectamente que la industria moderna ser\u00eda la gran causante de \u00e9ste. Al respecto ser\u00eda importante indicar que la idea de cambio clim\u00e1tico global es largamente conocida para los que trabajan en el campo de la geolog\u00eda, ya que ni los continentes ni el clima han permanecido estables jam\u00e1s a lo largo de la historia geol\u00f3gica de la Tierra. Obviamente no es nuestra intenci\u00f3n aqu\u00ed entrar en esta pol\u00e9mica, aunque por otra parte, resulta ineludible intentar precisar qu\u00e9 fen\u00f3menos pueden ser directamente achacables al hombre (procesos antropog\u00e9nicos<\/em>), y cuales, al curso normal de los procesos geol\u00f3gicos del planeta (procesos naturales<\/em>). Por ejemplo, aun asumiendo que el CO2<\/sub>\u00a0\u00a0fuera un importante gas de efecto invernadero (a pesar de la creencia general, esta es una idea contendida:\u00a0ejemplo 1<\/a>\u00a0\u2013\u00a0ejemplo 2<\/a>), habr\u00eda que precisar, entre otras cosas, cuanto del CO2<\/sub>\u00a0presente en la atm\u00f3sfera es aportado naturalmente (entre otros) por la actividad volc\u00e1nica. En efecto, no debemos olvidar que los volcanes no solo expulsan lava o ceniza, sino que tambi\u00e9n aportan grandes cantidades de gases a la atm\u00f3sfera, por ejemplo, CO2<\/sub>\u00a0y SO2<\/sub>.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Imagen en falso color (NASA) mostrando las emisiones de SO2<\/sub>\u00a0(rojo) desde\u00a0<\/strong>el volc\u00e1n Etna (Sicilia, Italia), el 29 de Julio de 2001.<\/strong><\/p>\n

    M\u00e1s aun, la principal cadena volc\u00e1nica del planeta, esto es, el sistema de dorsales oce\u00e1nicas (que limita las distintas placas oce\u00e1nicas), permanece oculta a nuestra vista bajo la superficie de los oc\u00e9anos, y no sabemos realmente cuanto CO2<\/sub>\u00a0(u otros gases) aporta al sistema atmosf\u00e9rico.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Parte del sistema de dorsales oce\u00e1nicas (l\u00edneas negras gruesas) y placas (USGS).\u00a0<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Actividad hidrotermal submarina en la dorsal de Juan de Fuca (ver figura anterior).\u00a0<\/strong>Observe la introducci\u00f3n de compuestos qu\u00edmicos sulfurados (penacho negro).<\/strong><\/p>\n

    Por otra parte, la degasificaci\u00f3n del planeta a partir de las \u00e1reas volc\u00e1nicas no sucede solamente durante las erupciones, sino que permanece en funcionamiento durante toda la vida activa de un volc\u00e1n.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Emanaci\u00f3n de gases desde fumarolas en un \u00e1rea volc\u00e1nica.<\/strong><\/p>\n

    Finalmente, la actividad volc\u00e1nica no es el \u00fanico mecanismo geol\u00f3gico de degasificaci\u00f3n de CO2<\/sub>\u00a0conocido, existiendo otros procesos m\u00e1s complejos que no ser\u00e1n discutidos aqu\u00ed (e.g. degasifici\u00f3n a partir de complejos metam\u00f3rficos).<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0As\u00ed, intentaremos en este cap\u00edtulo revisar de una manera simple c\u00f3mo se regulan f\u00edsico-qu\u00edmicamente los sistemas geol\u00f3gicos ex\u00f3genos, para poder entender en lo posible c\u00f3mo y porqu\u00e9 las substancias qu\u00edmicas ingresan en el medio acu\u00e1tico, como migran dentro de \u00e9l, y cual es su destino final.<\/p>\n

    Organizaci\u00f3n del Cap\u00edtulo:<\/strong><\/p>\n

    2.1.-\u00a0L\u00edmites de Eh-pH en la naturaleza<\/a><\/p>\n

    2.2.-\u00a0\u00bfC\u00f3mo acceden las substancias qu\u00edmicas al medio acu\u00e1tico?<\/a><\/p>\n

    2.3.-\u00a0Transporte e inmovilizaci\u00f3n de metales y fases minerales en el medio acu\u00e1tico<\/a><\/p>\n

    2.4.-\u00a0Suelos: la vulnerable piel del planeta<\/a><\/p>\n

    2.5.-\u00a0Bibliograf\u00eda<\/a><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    2.1.- L\u00edmites de Eh-pH en la naturaleza<\/b><\/p>\n

    Para que la geoqu\u00edmica constituya una herramienta \u00fatil de verdad, debe tener un car\u00e1cter predictivo, y para que esto ocurra debemos conocer, al menos de una manera general, las condiciones de Eh-pH que encontrar\u00e1n las substancias solubles en el medio natural.<\/p>\n

    Las soluciones m\u00e1s \u00e1cidas que podemos encontrar en la naturaleza se encuentran cerca de centros volc\u00e1nicos donde se disuelven gases de origen magm\u00e1tico, y cerca de masas de sulfuros sujetos a procesos de oxidaci\u00f3n. En dichos lugares las soluciones pueden alcanzar valores de pH menores a 0 ([H+<\/sup>] > 1 M). Sin embargo, estos valores no perduran demasiado en el espacio ya que las soluciones reaccionan con las rocas del entorno (proceso de hidr\u00f3lisis), generando un aumento del pH por consumo de hidrogeniones. Por ejemplo, analicemos la hidr\u00f3lisis de un feldespato pot\u00e1sico, constituyente normal en una roca \u00edgnea. El primer paso nos llevar\u00e1 a la formaci\u00f3n de un mineral tipo mica pot\u00e1sica:<\/p>\n

    3 KAlSi3<\/sub>O8<\/sub>\u00a0+ 2 H+<\/sup>\u00a0\u2192 KAl3<\/sub>Si3<\/sub>O10<\/sub>(OH)2<\/sub>\u00a0+ 6 SiO2<\/sub>\u00a0+ 2 K+<\/sup><\/p>\n

    pero si hay abundancia de hidrogeniones (medio extraordinariamente \u00e1cido), esta fase no ser\u00e1 estable, hidroliz\u00e1ndose a su vez, y dando como producto una fase mineral tipo arcilla caolin\u00edtica:<\/p>\n

    2 KAl3<\/sub>Si3<\/sub>O10<\/sub>(OH)2<\/sub>\u00a0+ 2 H+<\/sup>\u00a0+ 3 H2<\/sub>O \u2192 3 Al2<\/sub>Si2<\/sub>O5<\/sub>(OH)4<\/sub>\u00a0+ 2 K+<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Reconoceremos este proceso en el campo por un \u201cblanqueo\u201d muy conspicuo de las rocas. Si adem\u00e1s hay presentes especies oxidadas de hierro en el sistema (producto de la oxidaci\u00f3n de sulfuros), las rocas adquirir\u00e1n colores blancos y rojizos (agregado de arcillas caolin\u00edticas y limonitas).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Rocas pirocl\u00e1sticas alteradas a arcillas, con recubrimiento de limonitas.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0As\u00ed, debido a los procesos de hidr\u00f3lisis que se producen al interaccionar las soluciones \u00e1cidas con las fases minerales reactivas de las rocas, resulta dif\u00edcil que perduren las condiciones extremas de bajo pH. De cualquier manera, nunca se producir\u00e1 una neutralizaci\u00f3n total de las soluciones, ya que no debemos olvidar que el CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico reacciona con el agua formando \u00e1cido carb\u00f3nico (H2<\/sub>CO3<\/sub>). Por otra parte el decaimiento de la materia org\u00e1nica da origen a \u00e1cidos org\u00e1nicos. En cualquier caso los valores de pH que se obtengan por estos procesos no ser\u00e1n nunca comparables con aquellos antes discutidos. As\u00ed lo t\u00edpico es que las aguas superficiales tengan valores de pH en el orden de 5 a 6. Valores de pH m\u00e1s bajos pueden no obstante encontrase en los horizontes A de suelos tipo pedalfer o podzol donde se puede llegar a un pH de 3.5. De esta manera, y obviando los valores extremos, podemos fijar un l\u00edmite inferior de pH en torno a 4 en los ambientes naturales. En el otro extremo de la escala podemos encontrar valores de 10 en aguas libres de CO2<\/sub>\u00a0que reaccionan con rocas carbonatadas. En cuencas salinas de regiones des\u00e9rticas los valores de pH pueden llegar incluso a 12. Nuevamente, olvid\u00e1ndonos por un momento de estos valores extremos, se puede fijar un l\u00edmite superior razonable en 9.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En lo que se refiere a fen\u00f3menos redox, digamos que el agente natural m\u00e1s oxidante en la naturaleza es precisamente el ox\u00edgeno. As\u00ed el l\u00edmite superior del potencial redox viene dado por la reacci\u00f3n:<\/p>\n

    H2<\/sub>O = 0.5 O2\u00a0<\/sub>+ 2 H+<\/sup>\u00a0+ 2 e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 1.23 V<\/p>\n

    El potencial de esta reacci\u00f3n depende del pH:<\/p>\n

    Eh = 1.23 + 0.03 log [O2<\/sub>]0.5<\/sup>[H+<\/sup>]<\/p>\n

    \u00a0Como concentraci\u00f3n normal de ox\u00edgeno podemos utilizar el valor de 0.2 atm (el ox\u00edgeno ocupa un quinto en volumen del aire que respiramos), as\u00ed tendremos:<\/p>\n

    Eh = 1.23 + 0.03 log (0.2)\u00a00.5\u00a0<\/sup>+ 0.059 log [H+<\/sup>]<\/p>\n

    Eh = 1.22 – 0.059 pH<\/p>\n

    En el extremo reductor de los procesos redox nos encontramos con el hidr\u00f3geno a trav\u00e9s de la reacci\u00f3n:<\/p>\n

    H2<\/sub>\u00a0= 2 H+<\/sup>\u00a0+ 2 e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.00 V<\/p>\n

    para la cual tendremos:<\/p>\n

    Eh = 0.00 + 0.03 log [H+<\/sup>]2<\/sup>\u00a0– 0.03 log [H2<\/sub>]<\/p>\n

    Dado que la concentraci\u00f3n de hidr\u00f3geno en ambientes naturales cercanos a la superficie no puede superar a 1 atm tendremos:<\/p>\n

    Eh = 0.00 + 0.03 log [H+<\/sup>]2<\/sup>\u00a0– log 1<\/p>\n

    Eh = – 0.059 pH<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    L\u00edmites de los valores normales de Eh-pH de las aguas (en amarillo).<\/strong><\/p>\n

    Conviene aqu\u00ed insistir que el cuadro que emerge de estas disquisiciones comprende \u201cla mayor\u00eda de los ambientes naturales\u201d pero no \u201ctodos\u201d. Como hemos visto, existen ambientes de mayor acidez o alcalinidad que no quedan reflejados en la figura anterior.<\/p>\n

    2.2.- \u00bfC\u00f3mo acceden las substancias qu\u00edmicas al medio acu\u00e1tico?<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Existen tres v\u00edas principales por las cuales las substancias qu\u00edmicas de origen natural o antropog\u00e9nico acceden al medio acu\u00e1tico: 1) mediante el traspaso atm\u00f3sfera-hidr\u00f3sfera (por absorci\u00f3n del gas en la fase l\u00edquida); 2) mediante la solubilizaci\u00f3n de substancias s\u00f3lidas; y 3) mediante el vertido directo de l\u00edquidos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Drenaje \u00e1cido procedente de la mina de San Quint\u00edn\u00a0<\/strong>(Ciudad Real, Espa\u00f1a)<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    2.2.1.-\u00a0Traspaso atm\u00f3sfera-hidr\u00f3sfera<\/a><\/p>\n

    2.2.2.-\u00a0Solubilizaci\u00f3n de substancias s\u00f3lidas<\/a><\/p>\n

    2.2.3.-\u00a0Vertido directo de l\u00edquidos<\/a><\/p>\n

    2.2.1.- Traspaso atm\u00f3sfera-hidr\u00f3sfera\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0<\/em><\/strong><\/p>\n

    En el caso del traspaso atm\u00f3sfera-hidr\u00f3sfera debemos clarificar en primer lugar la fuente del gas en cuesti\u00f3n. Analizaremos dos casos principales (CO2<\/sub>\u00a0y SO2<\/sub>), y de manera breve un tercero (Hg).\u00a0\u00a0El CO2<\/sub>\u00a0y SO2<\/sub>\u00a0pueden incorporarse a la atm\u00f3sfera por procesos naturales o antropog\u00e9nicos. En el caso del CO2<\/sub>\u00a0debemos a su vez diferenciar entre los procesos geol\u00f3gicos y los biol\u00f3gicos. Como se explicaba en p\u00e1rrafos anteriores, la actividad volc\u00e1nica suministra gases a la atm\u00f3sfera, siendo el CO2<\/sub>\u00a0uno de los principales. Esta degasificaci\u00f3n es continua, esto es, no se restringe a los episodios de actividad eruptiva de un volc\u00e1n, ni al cono en particular. De hecho los cinturones volc\u00e1nicos pueden considerarse como amplias zonas de degasificaci\u00f3n de aporte continuo, siendo el ejemplo m\u00e1s ilustrativo la actividad fumar\u00f3lica asociada. Las zonas de geysers o de surgencias hidrotermales (hot-springs<\/em>), tambi\u00e9n relacionadas con la actividad volc\u00e1nica, constituyen a su vez otras fuentes de aporte.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Un geyser en actividad.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Estas aguas termales (hot-springs<\/em>) contienen generalmente CO2<\/sub>\u00a0disuelto, que llegado el momento es transferido a la atm\u00f3sfera de una forma equivalente a lo que ocurre con una bebida gasificada cuando es abierta. La interacci\u00f3n de las soluciones hidrotermales con rocas carbonatadas en profundidad tambi\u00e9n libera CO2<\/sub>, el que asciende a la superficie a trav\u00e9s de fracturas.<\/p>\n

    Hasta aqu\u00ed de manera muy resumida lo que podr\u00edamos denominar \u201calgunas\u201d fuentes geol\u00f3gicas de aporte de CO2<\/sub>\u00a0a la atm\u00f3sfera. Pero los procesos naturales de aporte no acaban en la actividad geol\u00f3gica, ya que la actividad biol\u00f3gica tambi\u00e9n contribuye al inventario de CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico. Por ejemplo, solemos pensar en las plantas como fijadoras de CO2<\/sub>, y esto es correcto, pero solo en parte (ecuaci\u00f3n global de la fotos\u00edntesis):<\/p>\n

    6 CO2<\/sub>\u00a0+ 12 H2<\/sub>O \u2192 C6<\/sub>H12<\/sub>O6\u00a0<\/sub>+ 6 O2<\/sub>\u00a0+ 6 H2<\/sub>O<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    El proceso de la fotos\u00edntesis.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Los az\u00facares generados as\u00ed durante la fotos\u00edntesis son empleados por la planta en su metabolismo, para su mantenimiento y crecimiento. Llegados a este punto, es necesario aclarar que el proceso funciona bien \u201csolo\u201d mientras la planta vive. Una vez que la planta muere, el carbono que ha utilizado en la construcci\u00f3n de su organismo decae a compuestos org\u00e1nicos simples (CHx<\/sub>). En condiciones aireadas esta materia org\u00e1nica es oxidada dando como producto CO2<\/sub>\u00a0(CHx<\/sub>\u00a0\u2192 CO2<\/sub>). Podemos representar esta situaci\u00f3n a trav\u00e9s del proceso de oxidaci\u00f3n del metano, t\u00edpico producto de la descomposici\u00f3n de materia org\u00e1nica:<\/p>\n

    CH4<\/sub>\u00a0+ 2 O2<\/sub>\u00a0\u2192 CO2<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En otras palabras, al menos parte del CO2<\/sub>\u00a0que la planta tom\u00f3 de la atm\u00f3sfera durante su ciclo de vida es retornado a \u00e9sta. Otra fuente biol\u00f3gica de generaci\u00f3n de CO2<\/sub>\u00a0es el proceso de respiraci\u00f3n en los animales, los cuales inhalan ox\u00edgeno y expulsan di\u00f3xido de carbono.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En lo que corresponde a procesos antropog\u00e9nicos, la principal fuente de CO2<\/sub>\u00a0proviene de la combusti\u00f3n de maderas y combustibles f\u00f3siles (carb\u00f3n y derivados del petr\u00f3leo).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Combusti\u00f3n de carbones para la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El aporte antropog\u00e9nico a la atm\u00f3sfera ser\u00eda de unas 24 Gt (Giga toneladas: 109<\/sup>\u00a0toneladas) de CO2<\/sub>\u00a0por a\u00f1o, aunque el problema consiste en estimar que proporci\u00f3n de \u00e9stas son fijadas por la actividad biol\u00f3gica (e.g. respiraci\u00f3n y crecimiento de plantas) o geol\u00f3gica (e.g. formaci\u00f3n de CaCO3<\/sub>). Por ejemplo, el CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico reacciona con el agua de lluvia formando \u00e1cido carb\u00f3nico:<\/p>\n

    CO2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O \u2192 H2<\/sub>CO3<\/sub><\/p>\n

    A su vez, el \u00e1cido carb\u00f3nico es un potente disolvente de los carbonatos, y una prueba de ello es la formaci\u00f3n de cavernas en terrenos carbonatados:<\/p>\n

    CaCO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0\u00a0\u2192 Ca2+\u00a0<\/sup>+ 2 HCO3<\/sub>–<\/sup><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Formaci\u00f3n de cuevas por disoluci\u00f3n de material carbonatado.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0As\u00ed, tanto en los medios terrestres como acu\u00e1ticos, la cantidad de CO2<\/sub>\u00a0disponible rige el sistema de precipitaci\u00f3n – disoluci\u00f3n de los carbonatos:<\/p>\n

    CO2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O<\/p>\n

    \u21a8<\/p>\n

    CaCO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0\u00a0\u2194 Ca2+\u00a0<\/sup>+ 2 HCO3<\/sub>–<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Mientras m\u00e1s di\u00f3xido de carbono est\u00e9 disponible habr\u00e1 una mayor formaci\u00f3n de \u00e1cido carb\u00f3nico, y a una mayor cantidad de \u00e1cido carb\u00f3nico generar\u00e1 m\u00e1s disoluci\u00f3n de carbonato de calcio. Lo mismo rige a la inversa en los mares c\u00e1lidos. \u00bfC\u00f3mo es esto as\u00ed? imaginemos un refresco de cola: si abrimos la botella cuando el l\u00edquido est\u00e1 tibio generaremos una salida explosiva de CO2<\/sub>, ya que su solubilidad es dependiente de la temperatura. De la misma manera, en los mares c\u00e1lidos el CO2<\/sub>\u00a0es menos soluble, escapando a la atm\u00f3sfera, lo que hace que haya menos H2<\/sub>CO3<\/sub>disponible, y por lo tanto se favorezca la precipitaci\u00f3n inorg\u00e1nica y org\u00e1nica de carbonatos. \u00bfC\u00f3mo podemos comprobar que esto ocurre as\u00ed efectivamente? f\u00e1cil, observe donde se encuentran las formaciones coralinas m\u00e1s importantes del mundo. En presencia de mayores concentraciones de \u00e1cido carb\u00f3nico (mares fr\u00edos) los esqueletos calc\u00e1reos de los corales no son viables.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Aun hoy no existe un consenso con respecto a que est\u00e1 ocurriendo efectivamente con el CO2<\/sub>\u00a0a escala planetaria. Sabemos que en los \u00faltimos siglos ha habido un incremento en la concentraci\u00f3n de CO2\u00a0<\/sub>atmosf\u00e9rico, desde unas 280 ppm (en la \u00e9poca pre-industrial) a las 360 ppm actuales. Desgraciadamente no se cuenta con datos fiables m\u00e1s all\u00e1 de 1960, por lo que resulta dif\u00edcil explicar \u201ccompletamente\u201d un fen\u00f3meno que \u201cpodr\u00eda\u201d estar ligado (efectivamente) al incremento en las emisiones industriales de CO2<\/sub>. Este es un tema en el cual toda cautela es poca ya que no debemos olvidar, que al igual que el clima, las concentraciones de CO2<\/sub>\u00a0en la atm\u00f3sfera han variado sensiblemente a lo largo de los tiempos geol\u00f3gicos, sin que mediara, obviamente para nada, la intervenci\u00f3n del hombre. Pero m\u00e1s aun \u00bf que pasa si el CO2<\/sub>\u00a0despu\u00e9s de todo no tiene que ver directamente con el calentamiento global\u00a0\u00a0o alternativamente, que s\u00ed est\u00e1 relacionado, pero las relaciones causa – efecto son a la inversa ? Al igual que en medicina, antes que aplicar un tratamiento, es importante diagnosticar adecuadamente la dolencia, para evitar en lo posible confundir los s\u00edntomas con la enfermedad (si tomamos aspirinas bajamos la fiebre pero no curamos la infecci\u00f3n…<\/em>).<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otro peligro potencial derivado de las emisiones de CO2<\/sub>\u00a0al medio acu\u00e1tico proviene de una fuente volc\u00e1nica, esto es, la degasifici\u00f3n de una c\u00e1mara magm\u00e1tica somera bajo un lago. El peligro de tal situaci\u00f3n qued\u00f3 de manifiesto en la tragedia del lago Nyos (1986), en Camer\u00fan.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    El lago Nyos (Camer\u00fan).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0A lo largo de Camer\u00fan pasa la\u00a0L\u00ednea Volc\u00e1nica<\/em>\u00a0del mismo nombre, una zona de vulcanismo activo que se extiende desde el Atl\u00e1ntico hacia Africa seg\u00fan una direcci\u00f3n NE. En sitios protegidos, como por ejemplo una caldera volc\u00e1nica, un lago puede sufrir el fen\u00f3meno de \u201cestratificaci\u00f3n\u201d, es decir, la columna de agua presenta una diferenciaci\u00f3n en capas debido variaciones composicionales (sales o gases disueltos) o t\u00e9rmicas. As\u00ed la capa superior, de mayor temperatura \u201cflota\u201d sobre otra profunda de menor temperatura y mayor densidad. En las regiones temperadas esta estratificaci\u00f3n se rompe naturalmente cuando el enfriamiento estacional permite la mezcla entre ambas capas (overturn: aqu\u00ed expresado como\u00a0<\/em>\u201cinversi\u00f3n<\/em>\u201d). Sin embargo, en regiones tropicales, con temperaturas m\u00e1s o menos estables durante todo el a\u00f1o, la inversi\u00f3n resulta m\u00e1s dif\u00edcil. Sin embargo, si una capa profunda con gases disueltos recibe un aporte sostenido de los mismos, estos acabar\u00e1n por emerger a la superficie de manera catastr\u00f3fica una vez superado el nivel de saturaci\u00f3n de las aguas. Este es muy probablemente el caso del lago Nyos, donde el 21 de Agosto de 1986 emergi\u00f3 una gigantesca \u201cburbuja\u201d de di\u00f3xido de carbono (~ 109<\/sup>\u00a0m3\u00a0<\/sup>CO2<\/sub>), que durante su avance\u00a0\u00a0por valles y desniveles (el CO2<\/sub>\u00a0es m\u00e1s 1.5 veces m\u00e1s pesado que el aire) mat\u00f3 a miles de personas y animales por asfixia.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Finalmente, se\u00f1alemos que el CO2<\/sub>\u00a0tambi\u00e9n cumple un papel extraordinariamente positivo en las aguas en lo que se refiere al control del pH. Si recordamos lo estudiado anteriormente en el cap\u00edtulo, el CO2<\/sub>\u00a0reacciona con el agua formando \u00e1cido carb\u00f3nico. Este \u00faltimo a su vez se disocia formado bicarbonato y carbonato:<\/p>\n

    H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0= H+<\/sup>\u00a0+ HCO3<\/sub>–<\/sup><\/p>\n

    HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0= H+<\/sup>\u00a0+ CO3<\/sub>2-<\/sup><\/p>\n

    Si introducimos hidrogeniones en el agua, tanto el i\u00f3n bicarbonato (HCO3<\/sub>–<\/sup>) como el carbonato (CO3<\/sub>2-<\/sup>) reaccionar\u00e1n con \u00e9stos, manteniendo de esta forma relativamente estable el pH del medio acuoso (se introducen H+<\/sup>\u00a0pero estos son consumidos, manteni\u00e9ndose el equilibrio:\u00a0buffering<\/em>):<\/p>\n

    H+<\/sup>\u00a0+ HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0= H2<\/sub>O + CO2<\/sub><\/p>\n

    2 H+<\/sup>\u00a0+ CO3<\/sub>2-<\/sup>\u00a0= H2<\/sub>O + CO2<\/sub><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El caso de los gases oxidados de azufre (SO2<\/sub>, SO3<\/sub>) presenta similitudes con el di\u00f3xido de carbono en lo que se refiere a las fuentes de origen geol\u00f3gico. Determinados tipos de vulcanismo (e.g. el adak\u00edtico) son muy ricos en especies oxidadas de azufre (sistemas de alta\u00a0f<\/em>O2<\/sub>). Por ejemplo, erupciones relativamente recientes como las del Chich\u00f3n en M\u00e9xico (1982) o la del Pinatubo en Filipinas (1991) generaron cantidades de 7 y 20 Mt (Mega toneladas: 106<\/sup>\u00a0toneladas) de SO2<\/sub>\u00a0respectivamente. El sistema en estos casos es tan rico en sulfato que da origen a la formaci\u00f3n directa (primaria) de sulfato de calcio (anhidrita: CaSO4<\/sub>), en las rocas volc\u00e1nicas formadas durante el proceso eruptivo.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Evoluci\u00f3n en el tiempo del SO2<\/sub>\u00a0inyectado a la atm\u00f3sfera por el volc\u00e1n Pinatubo, en relaci\u00f3n a la erupci\u00f3n del a\u00f1o 1991 (NASA).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0De cualquier manera, las fuentes de SO2<\/sub>\u00a0de origen antropog\u00e9nico son muy importantes, y se derivan principalmente de dos fuentes: la combusti\u00f3n de carbones con pirita y la fundici\u00f3n de sulfuros para la extracci\u00f3n de metales en las instalaciones mineras (pirometalurgia). En ambos casos estamos tratando con sulfuros como fuente primaria de SO2<\/sub>. Los carbones tienen contenidos variables de pirita (FeS2<\/sub>), y lo que ocurre en las centrales el\u00e9ctricas alimentadas por carb\u00f3n es el siguiente proceso:<\/p>\n

    4 FeS2<\/sub>\u00a0+ 11 O2<\/sub>\u00a0\u2192 8 SO2<\/sub>\u00a0+ 2 Fe2<\/sub>O3<\/sub><\/p>\n

    lo que en esencia es muy parecido a las reacciones principales que ocurren dentro de un horno convertidor en la metalurgia del cobre (producci\u00f3n de\u00a0cobre blister<\/em>):<\/p>\n

    2 Cu2<\/sub>S + 3 O2<\/sub>\u00a0\u2192 2 Cu2<\/sub>O + 2 SO2<\/sub><\/p>\n

    2 Cu2<\/sub>O + Cu2<\/sub>S \u2192 6 Cu + SO2<\/sub><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    La refiner\u00eda de cobre de Chuquicamata, Chile.<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Convertidores para la fundici\u00f3n de sulfuros y producci\u00f3n de cobre met\u00e1lico.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Para que nos hagamos una idea de cuanto SO2<\/sub>\u00a0pueden expulsar anualmente las chimeneas de una gran refiner\u00eda de cobre, como la de Chuquicamata (ver foto arriba), comentemos que en el a\u00f1o 1999 dichas instalaciones arrojaron 255.000 t de este contaminante.\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Todas las reacciones de arriba expresadas producen SO2<\/sub>, el cual en contacto con las gotas de agua en la atm\u00f3sfera reacciona produciendo finalmente \u00e1cido sulf\u00farico:<\/p>\n

    SO2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O\u00a0\u00a0\u2192 H+<\/sup>\u00a0+ HSO–<\/sup><\/p>\n

    2 HSO–\u00a0<\/sup>+ O2<\/sub>\u00a0\u2192 2 H+<\/sup>\u00a0+ 2 SO4<\/sub>2-<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Este \u00e1cido sulf\u00farico es el causante de la denominada lluvia \u00e1cida, la cual en ausencia de agentes reguladores (buffers<\/em>) es capaz de bajar el pH de las aguas de lagos y r\u00edos, causando la muerte de la vegetaci\u00f3n y de la fauna acu\u00e1tica.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Da\u00f1os en la vegetaci\u00f3n inducidos por la lluvia \u00e1cida.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0No solo los carbones contienen azufre (0.2-7 % S), sino que otros combustibles tambi\u00e9n son ricos en este elemento, por ejemplo el fuel (0.5-4 % S), el diesel (0.3-0.9 % S), la gasolina (0.1 % S), y el keroseno (0.1 % S). La madera y el gas natural presentan muy bajos contenidos en azufre, aunque no olvidemos que el proceso de combusti\u00f3n es generador de CO2<\/sub>.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En la metalurgia del cobre la medida paliativa m\u00e1s importante consiste en la producci\u00f3n de \u00e1cido sulf\u00farico a partir del SO2<\/sub>\u00a0producido. Los pasos son los siguientes: 1) conversi\u00f3n del SO2<\/sub>gaseoso a SO3<\/sub>, y 2) conversi\u00f3n subsiguiente del SO3\u00a0<\/sub>en \u00e1cido sulf\u00farico:<\/p>\n

    SO2<\/sub>\u00a0+ 0.5 O2\u00a0<\/sub>\u2192 SO3\u00a0<\/sub>(1)<\/p>\n

    SO3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>\u00a0\u2192 H2<\/sub>SO4<\/sub>\u00a0(2)<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Esta medida, de amplia utilizaci\u00f3n en pa\u00edses mineros tales como USA, Canad\u00e1, o Chile ha tenido consecuencias inesperadas. Por ejemplo, en Chile se gener\u00f3 un exceso de \u00e1cido sulf\u00farico al que hubo que buscarle una salida econ\u00f3mica y ambiental. Esta lleg\u00f3 de mano de la hidrometalurgia, la cual utiliza justamente \u00e1cido sulf\u00farico diluido, para lixiviar cobre (lixiviaci\u00f3n en pila:\u00a0heap leaching<\/em>) a partir de oxidados de este metal, e incluso sulfuros.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Operaci\u00f3n de lixiviado en pila en la localidad de Panulcillo (Chile).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Hoy en d\u00eda en Chile una parte importante del cobre obtenido en las operaciones mineras proviene de procesos de este tipo. Dado que el cobre lixiviado es capturado por solventes org\u00e1nicos (extracci\u00f3n por solventes<\/em>), y finalmente extra\u00eddo por electrorecuperaci\u00f3n (un proceso conocido internacionalmente como\u00a0SX-EW<\/em>), la pirometalurgia no es necesaria. As\u00ed, una industria potencialmente contaminante da pie a otra con una tecnolog\u00eda m\u00e1s limpia.<\/p>\n

    Otras emisiones que pueden tener muy graves consecuencias son las relacionadas con el mercurio. El mercurio puede ser incorporado a la atm\u00f3sfera a trav\u00e9s de procesos naturales (actividad volc\u00e1nica), y la actividad minera e industrial.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Fuentes de emisi\u00f3n de mercurio a la atm\u00f3sfera. Note (en azul) las emisiones de los volcanes Tambora, Krakatoa, y Santa Elena (USGS).<\/strong><\/p>\n

    En primer lugar est\u00e1 la metalurgia en s\u00ed de las menas mercuriales (cinabrio: HgS), cuya metalurgia genera importantes emisiones de mercurio gaseoso a la atm\u00f3sfera. Por ejemplo, en la metalurgia de Almad\u00e9n (Espa\u00f1a), cerca de las instalaciones del complejo metal\u00fargico, se han detectado valores de alrededor de 15000 ng Hg m-3<\/sup>, una cifra alt\u00edsima considerando que dichas instalaciones est\u00e1n dentro del pueblo de Almad\u00e9n, y que los valores m\u00e1ximos admitidos por la Organizaci\u00f3n Mundial de Salud son de 1000 ng Hg m-3<\/sup>.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Parte del complejo metal\u00fargico de Almad\u00e9n (Espa\u00f1a).<\/strong><\/p>\n

    La segunda fuente m\u00e1s importante de mercurio es la amalgamaci\u00f3n de oro en peque\u00f1as operaciones mineras, generalmente localizadas en los llamados pa\u00edses del tercer mundo. Una vez que el oro ha sido amalgamado, se intenta recuperar el m\u00e1ximo posible de mercurio, aunque una parte permanece unida al oro. Por esta raz\u00f3n los mineros calientan la amalgama en una placa, enviado as\u00ed ese mercurio a la atm\u00f3sfera. Sin embargo ese mercurio gaseoso puede retornar al suelo, ya sea como precipitaci\u00f3n directa de Hg2+<\/sup>\u00a0o por conversi\u00f3n de Hg0<\/sup>\u00a0a Hg2+<\/sup>, mediante procesos mediados por el ozono, u otros (g: fase gas; aq: fase acuosa; p: fase particulada):<\/p>\n

    Hg0<\/sup>\u00a0(g)<\/sub>\u00a0\u2192\u00a0\u00a0Hg0<\/sup>(aq<\/sub>)<\/p>\n

    Hg0<\/sup>(aq)<\/sub>\u00a0+ O3(aq)<\/sub>\u00a0\u2192\u00a0\u00a0Hg2+<\/sup>(aq)<\/sub><\/p>\n

    Hg2+<\/sup>(aq)<\/sub>\u00a0+ holl\u00edn\/posible evaporaci\u00f3n \u2192\u00a0\u00a0Hg2+<\/sup>(p)<\/sub><\/p>\n

    Aunque en los suelos existe una tendencia a la reducci\u00f3n del i\u00f3n Hg2+<\/sup>\u00a0a Hg0<\/sup>(g)<\/sub>\u00a0(retorno a la atm\u00f3sfera) mediante procesos fotol\u00edticos, parte de este mercurio puede incorporarse a las aguas. De cualquier manera, los riesgos m\u00e1s importantes de contaminaci\u00f3n de aguas por mercurio no provienen de la industria minera, sino que de otras actividades industriales o de silvicultura, que utilizan compuestos clorurados de mercurio. Por ejemplo el\u00a0\u00a0HgCl2<\/sub>\u00a0es utilizado como desinfectante, fungicida, insecticida, y preservante de la madera, en tanto que el Hg2<\/sub>Cl2<\/sub>\u00a0es empleado en la industria farmac\u00e9utica y en electrodos. Y el problema, aunque parezca una paradoja, no radica tanto en estos compuestos (que\u00a0per se<\/em>\u00a0son peligrosos), sino en la posibilidad de que se forme metil mercurio (CH3<\/sub>Hg+<\/sup>) a partir de las especies cloruradas. El metil mercurio pasa a trav\u00e9s de la cadena tr\u00f3fica a la fauna mayor (peces) y de ah\u00ed al ser humano, donde puede ocasionar trastornos de salud extremadamente graves.<\/p>\n

    2.2.2.-\u00a0Solubilizaci\u00f3n\u00a0de substancias s\u00f3lidas<\/em><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Uno de los problemas m\u00e1s serios de introducci\u00f3n de metales pesados en el medio acuoso viene dado por la disoluci\u00f3n de especies minerales que est\u00e1n en desequilibrio con las condiciones del medio que las contiene, por ejemplo, un sulfuro met\u00e1lico en condiciones oxidantes. Este caso es particularmente importante en regiones del mundo donde existe o ha existido una importante industria minera. \u00bfPor qu\u00e9 centrar esta discusi\u00f3n en la miner\u00eda? porque la miner\u00eda constituye la fuente m\u00e1s importante metales en el mundo (una parte peque\u00f1a proviene de operaciones de reciclado). La miner\u00eda, como cualquier otro proceso industrial, produce problemas en la calidad del agua en dos aspectos principales: 1) desarrollo del llamado drenaje \u00e1cido de mina como consecuencia de la oxidaci\u00f3n y lixiviaci\u00f3n (solubilizaci\u00f3n) de las especies sulfuradas, lo que acarrea un descenso del pH y la contaminaci\u00f3n de aguas, debido a la propia naturaleza de los materiales explotados, por ejemplo metales pesados tales como Cu, Pb, Zn-(Cd), As, Hg, etc. y aniones asociados (sulfatos, carbonatos, etc.); y 2) contaminaci\u00f3n de las aguas debido al uso de t\u00e9cnicas de lixiviaci\u00f3n en pila (heap<\/em>\u00a0leaching<\/em>) de metales, donde el agente lixiviante puede ser el \u00e1cido sulf\u00farico (para el cobre) o el cianuro de sodio (para el oro). Analizaremos el primer caso en esta secci\u00f3n, y el segundo en la siguiente.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Sin duda, el mayor problema que representa la miner\u00eda frente a las aguas es la formaci\u00f3n del denominado drenaje \u00e1cido de mina, consistente en la formaci\u00f3n de aguas de gran acidez, por lo general ricas en sulfatos, y con contenidos variables en metales pesados. Dicho drenaje se desarrolla a partir de la lixiviaci\u00f3n de sulfuros met\u00e1licos o de pirita presente en carbones. Para ello existen dos fuentes principales: 1) el mineral sulfurado\u00a0in situ<\/em>\u00a0(causa no antropog\u00e9nica), y 2) las escombreras de minerales (mineral\u00a0dumps<\/em>) y balsas de est\u00e9riles (tailings<\/em>) abandonadas.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Drenaje \u00e1cido de mina. Note la fuerte coloraci\u00f3n rojiza,\u00a0<\/strong>dada<\/strong>\u00a0por especies oxidadas de hierro.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0No obstante, en algunos casos los fen\u00f3menos naturales, ejemplificados en el caso del R\u00edo Tinto (Huelva), pueden llegar a alcanzar grandes proporciones. El drenaje \u00e1cido se produce por la oxidaci\u00f3n e hidr\u00f3lisis de los sulfuros, y en especial de la pirita, mediante la serie de reacciones:<\/p>\n

    4 FeS2<\/sub>\u00a0+ 14 O2<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 8 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 8 H+<\/sup><\/p>\n

    a\u00a0su vez, los iones ferroso (Fe2+<\/sup>) se oxidar\u00e1n de la siguiente manera:<\/p>\n

    4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ O2<\/sub>\u00a0+ 4 H+<\/sup>\u00a0\u2192 4 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O<\/p>\n

    los iones f\u00e9rricos se hidrolizan para formar goethita:<\/p>\n

    Fe3+<\/sup>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 4 FeO(OH) + 3 H+<\/sup><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Procesos naturales de oxidaci\u00f3n de sulfuros (principalmente pirita) en el yacimiento de\u00a0<\/strong>R\u00edo Tinto (Huelva. Espa\u00f1a). El color rojizo se deriva de la presencia masiva de goethita.<\/strong><\/p>\n

    En climas muy \u00e1ridos (Desierto de Atacama, Chile;\u00a0Outback\u00a0de Australia), esta serie de reacciones puede quedar interrumpida dando origen a sulfatos f\u00e9rricos tales como jarosita,\u00a0copiapita\u00a0o\u00a0coquimbita.<\/p>\n

    A pesar de que estas reacciones pueden dar a entender que suceden en condiciones puramente inorg\u00e1nicas, el entorno biol\u00f3gico juega un papel decisivo. Por ejemplo, la bacteria\u00a0Thiobacillus<\/em>\u00a0ferrooxidans<\/em>\u00a0es la mayor responsable de la contaminaci\u00f3n relacionada con el drenaje \u00e1cido procedente de explotaciones mineras y mineralizaciones en general. Esta es una bacteria\u00a0acid\u00f3fila\u00a0(propia de ambiente \u00e1cido), con una fisiolog\u00eda basada en la fijaci\u00f3n de carbono a partir del CO2<\/sub>\u00a0atmosf\u00e9rico, obteniendo su energ\u00eda a partir de oxidaci\u00f3n del hierro (1) o azufre (2):<\/p>\n

    Fe2+<\/sup>\u00a0+ 0.25 O2<\/sub>\u00a0+ H+<\/sup>\u00a0\u2192 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 0.5 H2<\/sub>O (1)<\/p>\n

    H2<\/sub>S + 2 O2<\/sub>\u00a0\u2192 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 2 H+<\/sup>\u00a0(2)<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En ausencia de bacterias del tipo\u00a0T.\u00a0ferrooxidans<\/em>, las reacciones de oxidaci\u00f3n de los sulfuros se ven severamente ralentizadas.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Bacterias\u00a0T.\u00a0ferrooxidans\u00a0<\/em>(flecha) adheridas a una part\u00edcula de sulfuro.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otro factor que incide de manera decisiva en la oxidaci\u00f3n y lixiviaci\u00f3n de sulfuros met\u00e1licos es la tasa de producci\u00f3n de sulfato f\u00e9rrico:<\/p>\n

    Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3\u00a0<\/sub>= 2 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 3 SO4<\/sub>2-<\/sup><\/p>\n

    el\u00a0cual act\u00faa como un potente agente oxidante para minerales tales como la pirita (1) o calcopirita (2):<\/p>\n

    FeS2<\/sub>\u00a0+ 14 Fe3+<\/sup>\u00a08 H2<\/sub>O \u2192 15 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 2 SO4<\/sub>2-\u00a0<\/sup>+ 16 H+<\/sup>\u00a0(1)<\/p>\n

    CuFeS2<\/sub>\u00a0+ 16Fe3+<\/sup>\u00a0+ 8 H2<\/sub>O \u2192 Cu2+<\/sup>\u00a0+ 2 SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 17 Fe2+\u00a0<\/sup>(2)<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El problema ambiental derivado de estos procesos radica no solo en la liberaci\u00f3n de cationes relativamente inocuos como Fe2+<\/sup>\u00a0o Fe3+<\/sup>, o en que aumente la acidez de las aguas. Aunque estos son dos problemas en s\u00ed, nos enfrentamos adem\u00e1s a otro grave peligro para la salud humana y ambiental: el resto de los minerales sulfurados presentes en una escombrera o balsa de est\u00e9riles tambi\u00e9n se oxidan, liberando metales pesados de alt\u00edsima peligrosidad tales como (entre otros) el plomo (presente en galena, 1), el ars\u00e9nico (presente en arsenopirita, 2 o enargita, 3), o el cadmio (presente en la fase de esfalerita, 4):<\/p>\n

    2 PbS + 4 Fe3+<\/sup>\u00a0+3 O2<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 2 PbSO4<\/sub>\u00a0+ 4 Fe2+<\/sup>\u00a0+ 4 H+<\/sup>\u00a0(1)<\/p>\n

    2 FeAsS + Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3<\/sub>\u00a0\u2192 2 H3<\/sub>AsO4<\/sub>\u00a0+ 4 FeSO4<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>SO4<\/sub>\u00a0(2)<\/p>\n

    Cu3<\/sub>AsS4<\/sub>\u00a0+ 5.5 Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3<\/sub>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 3 CuSO4<\/sub>\u00a0+ 11 FeSO4<\/sub>\u00a0+ 4 S + H3<\/sub>AsO4<\/sub>\u00a0+ 2.5 H2<\/sub>SO4\u00a0<\/sub>(3)<\/p>\n

    Zn1-x<\/sub>Cdx<\/sub>S + 8 Fe3+<\/sup>\u00a0+ 4 H2<\/sub>O \u2192 8 H+<\/sup>\u00a0+ (1-x) Zn2+<\/sup>\u00a0+ (x) Cd2+<\/sup>\u00a0+ SO4<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 14 Fe2+<\/sup>\u00a0(4)<\/p>\n

    As\u00ed, nos enfrentamos primariamente a un problema de \u201cmineralog\u00eda ambiental\u201d, y en segundo lugar, a otro de \u201cgeoqu\u00edmica ambiental\u201d. En ocasiones la opini\u00f3n p\u00fablica suele fijar sus cr\u00edticas sobre el impacto ambiental minero m\u00e1s evidente, esto es, la presencia en si de una mina (impacto visual), olvidando los aspectos mineral\u00f3gicos y qu\u00edmicos que se derivan de la actividad como tal. Aqu\u00ed hay varios temas a tratar: 1) la \u201cmineralog\u00eda\u201d del yacimiento que se explota; 2) el o los \u201cmetales\u201d presentes en esas fases minerales; 3) los \u201cprocesos metal\u00fargicos\u201d que se emplean para extraer el metal o metales; y 4) el \u201cclima\u201d de la regi\u00f3n.\u00a0\u00a0Obviamente no es lo mismo bajo el punto de vista de la salud humana una explotaci\u00f3n minera de hierro, que otra de ars\u00e9nico o plomo. La primera podr\u00e1 generar importantes impactos visuales o sociales, pero el hierro definitivamente no est\u00e1 dentro de la lista de elementos qu\u00edmicos de alta peligrosidad. As\u00ed, el problema debe ser enfocado primariamente en t\u00e9rminos de la mineralog\u00eda del yacimiento que ha sido explotado o se encuentra en explotaci\u00f3n. Quisi\u00e9ramos insistir sobre este \u00faltimo punto. Continentes como el europeo registran una historia minera y metal\u00fargica que se extiende, de manera importante, desde los tiempos del Imperio Romano. Esta miner\u00eda ha dejado un legado, muchas veces oculto, de escombreras de minerales que con el pasar de los siglos han sido \u201cdisimuladas\u201d por la acci\u00f3n de la naturaleza o actividades humanas.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Escombreras y lodos est\u00e9riles en el Distrito de la Uni\u00f3n (Murcia, Espa\u00f1a), sector de Trinidad,\u00a0<\/strong>desde<\/strong>\u00a0la cuesta de Las Lajas. Los est\u00e9riles comienzan a ser cubiertos por la vegetaci\u00f3n.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La carga mineral que no se explot\u00f3 en su momento por razones de atraso tecnol\u00f3gico, o por las mismas, se explot\u00f3 solo de manera parcial, est\u00e1 ah\u00ed, sujeta a procesos qu\u00edmicos que act\u00faan sobre dichos minerales. Sin ir demasiado lejos en el tiempo, en Espa\u00f1a existen cientos de minas abandonadas (con sus escombreras y\/o balsas asociadas, cuya explotaci\u00f3n ces\u00f3 en el siglo 19 o 20. La inmensa mayor\u00eda de estas presentan riesgos ambientales que aun no han sido evaluados o evaluados del todo. Por ejemplo, sabemos de la presencia de antiguas explotaciones de plata en la Sierra de Guadarrama (e.g.\u00a0Bustarviejo), cuya mineralog\u00eda incluye entre otros, minerales de ars\u00e9nico (arsenopirita). O que decir de las minas de mercurio del distrito de Almad\u00e9n (Ciudad Real), o de plomo y zinc del distrito de la Uni\u00f3n (Murcia). Estas minas, y sus escombreras y balsas de est\u00e9riles constituyen aut\u00e9nticas \u201cbombas de tiempo qu\u00edmicas\u201d. Urge en este sentido en Espa\u00f1a una pol\u00edtica a nivel local (ayuntamientos), regional (gobiernos auton\u00f3micos), y nacional, que plantee el estudio de una manera \u201cseria y competente\u201d (m\u00e1s all\u00e1 de la t\u00edpica palabrer\u00eda de costumbre) de los potenciales peligros ambientales de salud derivados de las cargas metal\u00edferas dispersas por todo el territorio nacional.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Escombreras abandonadas y drenaje \u00e1cido en la antigua explotaci\u00f3n de Pb-Zn de\u00a0<\/strong>San Quint\u00edn (Ciudad Real, Espa\u00f1a).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La metalurgia empleada en su momento para extraer el o los metales de inter\u00e9s econ\u00f3mico es otro de los temas de inter\u00e9s llegado el momento de evaluar la peligrosidad de una explotaci\u00f3n minera. En este sentido conviene recordar los conceptos de \u201cmena\u201d y \u201cganga\u201d. Puesto en t\u00e9rminos muy simples, mena es el o los minerales que presentan un inter\u00e9s econ\u00f3mico en un determinado momento por razones de mercado. Ganga es la fase mineral que carece de dicho inter\u00e9s econ\u00f3mico. De esta manera, para una compa\u00f1\u00eda puede ser interesante bajo el punto de vista econ\u00f3mico explotar uno o dos minerales mientras considera a un tercero como ganga. El problema radica en que pasa si este \u00faltimo mineral contiene una fase met\u00e1lica de alta peligrosidad ambiental. Por ejemplo, un mineral t\u00edpico presente en los yacimientos de sulfuros masivos de la Faja Pir\u00edtica Ib\u00e9rica es la arsenopirita (FeAsS; carente de valor econ\u00f3mico), la cual es rechazada en el proceso de concentraci\u00f3n por flotaci\u00f3n y enviada a la balsa de est\u00e9riles. Al respecto, cabe mencionar que mientras el ars\u00e9nico est\u00e9 fijado a la fase sulfurada, el problema ambiental es m\u00ednimo. Por ejemplo, cuando se produjo la rotura del dique contenci\u00f3n de la balsa de est\u00e9riles de Aznalc\u00f3llar (Sevilla, Espa\u00f1a) se realizaron an\u00e1lisis qu\u00edmicos del vertido, detect\u00e1ndose altos valores de ars\u00e9nico en las zonas contaminadas.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Rotura del dique de contenci\u00f3n (flecha roja, izquierda) y derrame de los materiales de la\u00a0<\/strong>balsa<\/strong>\u00a0de Aznalc\u00f3llar (1998).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Lo que no se dijo, o al menos no se explicit\u00f3 en los medios de comunicaci\u00f3n, es que el vertido no inclu\u00eda ars\u00e9nico soluble (como ani\u00f3n complejo), sino que el metal estaba principalmente fijado a la fase sulfurada (arsenopirita). En estos casos la qu\u00edmica ambiental puede llevar a fuertes errores conceptuales si carece del obligatorio respaldo mineral\u00f3gico. Aun si el estudio qu\u00edmico de un vertido se realiza con la mejor intenci\u00f3n del mundo, la ignorancia (en el mejor de los casos) resulta inexcusable. \u00bfSignifica esto que el vertido de Aznalc\u00f3llar era inocuo? de ninguna manera, como hemos visto en las reacciones anteriores, la arsenopirita acaba oxid\u00e1ndose, y liberando complejos de ars\u00e9nico:<\/p>\n

    2\u00a0FeAsS\u00a0+\u00a0Fe2<\/sub>(SO4<\/sub>)3<\/sub>\u00a0\u2192 2\u00a0H3<\/sub>AsO4<\/sub>\u00a0+ 4\u00a0FeSO4<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>SO4<\/sub><\/p>\n

    Pero \u00e9ste no es ni remotamente un proceso r\u00e1pido, por lo cual la alarma inicial (con respecto a este elemento), inducida en parte por los medios de comunicaci\u00f3n y grupos ambientalistas, era en algunos sentidos injustificada, y bastaba con remover la fracci\u00f3n s\u00f3lida para alejar un peligro futuro cierto de contaminaci\u00f3n por ars\u00e9nico.<\/p>\n

    Un \u00faltimo apartado guarda relaci\u00f3n con el clima. Si hablamos de la qu\u00edmica de los procesos de oxidaci\u00f3n, y de acidificaci\u00f3n de cursos de agua (drenaje \u00e1cido), resulta obvio que la mayor o menor cantidad de lluvias o las temperaturas jugar\u00e1n un papel importante. Por ejemplo, mientras menor la temperatura, m\u00e1s lenta la cin\u00e9tica de las reacciones, lo que significa que los procesos qu\u00edmicos tardan m\u00e1s en completarse. As\u00ed, en climas muy fr\u00edos los procesos de oxidaci\u00f3n son en general poco eficaces. Por otro lado, un exceso de precipitaciones, como en las zonas tropicales, inducir\u00e1 a una diluci\u00f3n de las soluciones, y por lo tanto la eficacia de los procesos qu\u00edmicos tambi\u00e9n se ver\u00e1 mermada. Como resulta obvio, precipitaciones muy escasas tampoco favorecer\u00e1n los procesos de oxidaci\u00f3n y lixiviaci\u00f3n de metales. De ah\u00ed que los climas de tipo mediterr\u00e1neo a\u00a0semi-des\u00e9rticos sean los m\u00e1s adecuados para favorecer este tipo de procesos: temperaturas medias-altas y precipitaciones no demasiado abundantes.<\/p>\n

    Aunque no se ha mencionado antes, existe otro factor importante en estos procesos: la litolog\u00eda y los minerales de ganga. Por ejemplo, las rocas (e.g. calizas) o minerales carbonatados (e.g. calcita) reaccionar\u00e1n con las soluciones \u00e1cidas neutraliz\u00e1ndolas (reacciones soluci\u00f3n-roca, soluci\u00f3n-mineral consumidoras de\u00a0hidrogeniones), despoj\u00e1ndolas as\u00ed en gran parte de su capacidad de lixiviaci\u00f3n y transporte de metales.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Solubilidad de distintos metales en funci\u00f3n del pH del medio acuoso.<\/strong><\/p>\n

    El caso del ars\u00e9nico es particularmente significativo. Se trata de un elemento virtualmente \u201ctodoterreno\u201d en los ambientes acu\u00e1ticos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Note el amplio rango de Eh y pH en el cual pueden existir especies solubles de ars\u00e9nico.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El que el ars\u00e9nico pueda formar aniones complejos de\u00a0arsenito\u00a0(As3+<\/sup>) y\u00a0arsenato\u00a0(As5+<\/sup>) le permite desenvolverse en un amplio rango de condiciones de Eh-pH en la naturaleza, siendo su adsorci\u00f3n a part\u00edculas coloidales de goethita (u otras especies oxidadas de hierro) la \u00fanica forma posible de inmovilizar a este elemento.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Goethita del r\u00edo Toro (Chile) con ars\u00e9nico adsorbido (zonas claras).<\/strong><\/p>\n

    Imagen SEM-EDX.<\/strong><\/p>\n

    Hasta aqu\u00ed se puede crear la impresi\u00f3n (equivocada) de que los principales problemas de contaminaci\u00f3n tienen que ver con la miner\u00eda. Aun cuando la miner\u00eda constituye la principal fuente de metales de la humanidad (recordemos que una parte se obtiene por reciclado), ni remotamente constituye un tipo de actividad industrial importante, salvo a escala local, o como mucho regional en algunos pa\u00edses. En este sentido recordemos que los problemas de contaminaci\u00f3n m\u00e1s serios en los pa\u00edses industrializados se derivan en gran medida de sus industrias (qu\u00edmica, farmac\u00e9utica, electr\u00f3nica, etc.), y que dado que \u00e9stas muchas veces se localizan cerca del curso de los r\u00edos, causan graves da\u00f1os al medio ambiente.<\/p>\n

    Un tipo de actividad que no suele tener \u201cmala prensa\u201d entre la opini\u00f3n p\u00fablica, y que no obstante causa graves trastornos al medio ambiente, es la agricultura. C\u00f3mo, podr\u00eda uno preguntarse, una actividad tan apacible (en principio) puede causar tales da\u00f1os. Existen dos causas directas: los fertilizantes y los pesticidas. La agricultura moderna depende del uso masivo de fertilizantes, siendo los dos m\u00e1s comunes: el\u00a0super\u00a0fosfato triple y el nitrato de amonio. El primero es producido a partir de minerales fosfatados tales como el\u00a0fluorapatito:<\/p>\n

    3 Ca3<\/sub>(PO4<\/sub>)2<\/sub>\u00b7CaF2<\/sub>\u00a0+ 14 H3<\/sub>PO4\u00a0<\/sub>+ 10 H2<\/sub>O \u2192 10 Ca(H2<\/sub>PO4<\/sub>)2<\/sub>\u00b7H2<\/sub>O + 2 HF<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El f\u00f3sforo es un elemento qu\u00edmico esencial para la vida, ya que interviene en la generaci\u00f3n de energ\u00eda (ciclo de\u00a0Krebs) a trav\u00e9s de la transformaci\u00f3n de\u00a0adenosin\u00a0trifosfato\u00a0(ATP) en\u00a0adenosin\u00a0difosfato\u00a0(ADP):<\/p>\n

    ATP + H2<\/sub>O \u2192\u00a0ADP\u00a0+ H3<\/sub>PO4<\/sub>\u00a0+ 34\u00a0kJ\u00a0mol-1<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Por otra parte el f\u00f3sforo es tambi\u00e9n un constituyente esencial de los \u00e1cidos\u00a0nucl\u00e9icos\u00a0(ADN y ARN). El problema ambiental relacionado con los fertilizantes fosfatados radica en su solubilidad, que hace que el f\u00f3sforo pueda alcanzar los cursos de aguas y lagos. En estos medios acu\u00e1ticos el principal factor\u00a0biolimitante\u00a0es precisamente el f\u00f3sforo. Si los niveles de este elemento aumentan, quienes sacan m\u00e1s partido son las algas y bacterias, que se reproducen en elevadas cantidades, consumiendo la mayor parte del ox\u00edgeno disuelto en las aguas (eutrofizaci\u00f3n).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Crecimiento desmedido de las algas durante la eutrofizaci\u00f3n de un lago.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Este proceso conlleva la asfixia y muerte de peces y otros organismos acu\u00e1ticos. Los problemas ocasionados por el nitrato de amonio (NH4<\/sub>(NO)3<\/sub>) son equivalentes, aunque pueden tener consecuencias aun m\u00e1s graves. Por ejemplo, la inducci\u00f3n de un tipo de anemia en ni\u00f1os peque\u00f1os, el denominado\u00a0s\u00edndrome de los ni\u00f1os azules<\/em>, causado por una reducci\u00f3n en la capacidad de la hemoglobina de transportar ox\u00edgeno, debido al exceso de compuestos nitrogenados.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Entre los pesticidas m\u00e1s utilizados se encuentran los denominados\u00a0organofosfatados\u00a0(OPs) tales como el\u00a0parati\u00f3n\u00a0y\u00a0malati\u00f3n, que han sido utilizados por muchos a\u00f1os como compuestos no persistentes. Aunque est\u00e1n dise\u00f1ados para romperse en productos solubles no da\u00f1inos, algunos\u00a0OPs\u00a0son altamente t\u00f3xicos y han causado graves da\u00f1os de salud e incluso la muerte en agricultores.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Aplicaci\u00f3n mecanizada de pesticidas en los campos.<\/strong><\/p>\n

    2.2.3.- Vertido directo de l\u00edquidos<\/em><\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Como coment\u00e1bamos en otra secci\u00f3n, la adopci\u00f3n de medidas ambientales restrictivas en cuanto a la emisi\u00f3n de SO2<\/sub>\u00a0por parte de las fundiciones de sulfuros de metales de base, trajo como consecuencia la producci\u00f3n masiva de \u00e1cido sulf\u00farico en las compa\u00f1\u00edas mineras que empleaban este tipo de procesos metal\u00fargicos. Aunque la lixiviaci\u00f3n\u00a0in situ\u00a0<\/em>de minerales de cobre oxidados por soluciones \u00e1cidas era largamente conocida, el exceso de \u00e1cido sulf\u00farico en el mercado potenci\u00f3 la utilizaci\u00f3n generalizada de este proceso hidrometal\u00fargico. Los yacimientos de cobre localizados en regiones semi-\u00e1ridas del mundo suelen presentar una gran variedad de minerales oxidados de cobre en la zona cercana a la superficie. Entre \u00e9stos reconocemos sulfatos como la antlerita, carbonatos como la malaquita o la azurita, oxicloruros como la atacamita, y as\u00ed una extensa lista. Gran parte de estos minerales, especialmente los sulfatos, son f\u00e1cilmente lixiviables con soluciones aciduladas con \u00e1cido sulf\u00farico. Dicho proceso se realiza sobre una pila de minerales extra\u00eddos de la mina, triturados y dispuestos sobre una superficie impermeable inclinada hacia una esquina (heap-leaching<\/em>). Esta pila de mineral se riega mediante aspersores que distribuyen homog\u00e9neamente la soluci\u00f3n \u00e1cida. El resultado es la puesta en soluci\u00f3n de cationes Cu2+<\/sup>, los que junto con la soluci\u00f3n pasan a una piscina (tanque;\u00a0pregnant solution pond<\/em>) para su extracci\u00f3n por solventes org\u00e1nicos.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El proceso se completa por electrorecuperaci\u00f3n de la fase met\u00e1lica (SX-EW<\/em>).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Una t\u00edpica instalaci\u00f3n de SX-EW (Toquepala, Per\u00fa).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Este tipo de operaciones tambi\u00e9n se realiza en la actualidad sobre minerales sulfurados de cobre, agreg\u00e1ndose cepas bacterianas para agilizar el proceso.<\/p>\n

    Otro proceso minero-metal\u00fargico equivalente, pero realizado en condiciones de alcalinidad es la cianuraci\u00f3n en pila de menas aur\u00edferas:<\/p>\n

    4 Au + 8 CN–<\/sup>\u00a0+ O2<\/sub>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O \u2192 4 [Au(CN)2<\/sub>]–<\/sup>\u00a0+ 4 OH–<\/sup><\/p>\n

    Para optimizar las condiciones de operaci\u00f3n el pH debe ser mantenido sobre 10.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Cianuraci\u00f3n en pila en la mina El Soldado (Chile).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0En estas operaciones la soluci\u00f3n contiendo el complejo de aurocianuro ([Au(CN)2<\/sub>]–<\/sup>) es pasada por carbono activo (e.g. proceso CIP:\u00a0carbon in pulp<\/em>), el que retiene el oro y dejan pasar el cianuro. Alternativamente, en el caso de menas mixtas (con sulfuros y\/o sulfosales de plata) resulta m\u00e1s aconsejable utilizar el proceso Merrill-Crowe que utiliza zinc met\u00e1lico para la precipitaci\u00f3n del oro:<\/p>\n

    2 [Au(CN)2<\/sub>]–<\/sup>\u00a0+ Zn \u2192 2 Au + [Zn(CN)4<\/sub>]2-<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El cianuro es utilizado adem\u00e1s en otros procesos industriales relacionados con el tratamiento de metales. Este compuesto presenta una alta toxicidad, ya que bloquea encimas vitales relacionadas con el transporte e intercambio de ox\u00edgeno a nivel celular.\u00a0Los principales problemas que pueden ocasionar los derrames involuntarios de soluciones \u00e1cidas o cianuradas tienen que ver con un deterioro substancial, aunque transitorio de las aguas, e inducir la muerte de la fauna y flora que albergan. En el caso de las soluciones \u00e1cidas, estas acaban por diluirse a niveles de pH aceptables, o bien son neutralizadas por reacciones tipo\u00a0buffer\u00a0<\/em>debido a la presencia de los aniones carbonato y bicarbonato presentes en \u00e9stas:<\/p>\n

    H+<\/sup>\u00a0+ HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0= H2<\/sub>O + CO2<\/sub><\/p>\n

    2 H+<\/sup>\u00a0+ CO3<\/sub>2-<\/sup>\u00a0= H2<\/sub>O + CO2<\/sub><\/p>\n

    En el caso del cianuro se produce una degradaci\u00f3n natural del compuesto a bicarbonato y amon\u00edaco, ya que inestable en condiciones oxidantes. La reacci\u00f3n la podemos resumir de la siguiente manera:<\/p>\n

    CN–<\/sup>\u00a0+ 2 H2<\/sub>O + 0.5 O2<\/sub>\u00a0\u2192 HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0+ NH3<\/sub><\/p>\n

    El amon\u00edaco establece a su vez una reacci\u00f3n de equilibrio en el medio acuoso, formando el i\u00f3n amonio:<\/p>\n

    NH3<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O = NH4<\/sub>+<\/sup>\u00a0+ OH–<\/sup><\/p>\n

    Aunque la degradaci\u00f3n natural del cianuro no es un proceso r\u00e1pido, \u00e9ste puede ser acelerado mediante reacciones del tipo:<\/p>\n

    2 CN–<\/sup>\u00a0+ 5 OCl–<\/sup>\u00a0+ 2 OH–<\/sup>\u00a0\u2192 N2<\/sub>\u00a0+ 2 CO3<\/sub>2-<\/sup>\u00a0+ 5 Cl–<\/sup>\u00a0+ H2<\/sub>O<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0De cualquier manera, los efectos inmediatos pueden ser dram\u00e1ticos. Como ejemplo podemos citar el incidente de Baia Mare (Rumania), donde el 30 de Enero del a\u00f1o 2000 se vertieron 130.000 m3<\/sup>\u00a0de soluci\u00f3n cianurada a los r\u00edos Lupes, Somes, y finalmente al Tisza, y Danubio. El incidente afect\u00f3 a varios pa\u00edses (ver figura abajo), y entre ellos Hungr\u00eda pensaba reclamar US$ 100 millones en da\u00f1os.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Zona afectada por el incidente de Baia Mare (BBC).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Un tipo de vertido l\u00edquido que no podemos dejar de mencionar, aunque sea brevemente, es el de hidrocarburos. Dado el car\u00e1cter gen\u00e9rico del t\u00e9rmino deber\u00edamos hacer una distinci\u00f3n en dos grandes categor\u00edas: NAPL y DNAPL. Los NAPLs corresponden a la sigla en ingl\u00e9s de\u00a0Non Aqueous Phase Liquid<\/em>: fase l\u00edquida no acuosa, es decir, l\u00edquidos inmiscibles con el agua, y de menor densidad, es decir, suelen ser hidrocarburos derivados del petr\u00f3leo, que por lo general no tienden a infiltrarse en presencia de agua, debido a que flotan sobre \u00e9sta, aunque no obstante pueden introducirse en acu\u00edferos. Los DNAPLs\u00a0\u00a0corresponden a la sigla en ingl\u00e9s de\u00a0Dense Non Aqueous Phase Liquid<\/em>: fase l\u00edquida densa no acuosa, es decir, l\u00edquidos inmiscibles con el agua, y de mayor densidad que \u00e9sta, que pueden ser de naturaleza diversa, y que constituyen en la actualidad un serio problema por la persistencia y capacidad de infiltraci\u00f3n y migraci\u00f3n de estos productos en el subsuelo. Algunos de ellos corresponden a disolventes org\u00e1nicos, como el tricloroeteno, empleado en tintorer\u00eda.<\/p>\n

    El tema de los vertidos de petr\u00f3leo es quiz\u00e1s uno de los m\u00e1s sensibles en el mundo que rodea a la protecci\u00f3n del medio ambiente. Por ejemplo, no hay que olvidar en este sentido la alarma social que caus\u00f3 en Espa\u00f1a y otros pa\u00edses europeos el vertido derivado del buque tanque Prestige, el que se hundi\u00f3 frente a Finisterre el 19 de Noviembre de 2002, con unos 38.000-50.000 litros de hidrocarburos aun en sus tanques (sin contar el derrame directo que dur\u00f3 d\u00edas).<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Zona de hundimiento del buque tanque Prestige (el 19.11.02) (BBC).<\/strong><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Efectos de la marea negra.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Nadie puede discutir la importancia vital que tienen los combustibles en el mundo moderno, pero claro est\u00e1, el trasporte de \u00e9stos, desde sus fuentes hasta la gasolinera m\u00e1s cercana del barrio, no est\u00e1 exento de riegos. Los accidentes pueden ocurrir en cualquiera de los siguientes lugares: 1) en las torres de perforaci\u00f3n; 2) en los oleoductos (hay m\u00e1s kil\u00f3metros de oleoductos que de l\u00edneas f\u00e9rreas en el mundo);\u00a0\u00a03) en las barcazas que transportan petr\u00f3leo o derivados en los r\u00edos, y en los camiones tanque que surcan pr\u00e1cticamente todas las carreteras del mundo; y 4) de manera notable, en los llamados s\u00faper petroleros, que pueden cargar hasta m\u00e1s de 800 \u201cmillones\u201d de litros. Aunque estos \u00faltimos suelen centrar la atenci\u00f3n de los medios de comunicaci\u00f3n (y como resultado, de los ciudadanos de un pa\u00eds) en respuesta a una tragedia, se suele olvidar, que las \u201cpeque\u00f1as\u201d fugas accidentales y las fugas \u201ccr\u00f3nicas\u201d de combustible causan m\u00e1s da\u00f1o al medio ambiente (globalmente) que los grandes accidentes. Por ejemplo, la vida \u00fatil de una secci\u00f3n de oleoducto es de unos 15 a\u00f1os, sin embargo muchos de \u00e9stos sobrepasan esa edad con creces, por lo cual presentan un riesgo cierto de rotura, y por lo tanto de problemas de contaminaci\u00f3n. Normalmente los efectos m\u00e1s terribles de un derrame de petr\u00f3leo se encuentran en el da\u00f1o directo a la fauna que habita las zonas costeras, y que incluye desde las manchas a los efectos carcinog\u00e9nicos que pueden presentar algunos componentes del petr\u00f3leo.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Nutrias mostrando los efectos de la contaminaci\u00f3n en sus cuerpos.<\/strong><\/p>\n

    Sin embargo, los vertidos de petr\u00f3leo en zonas continentales tambi\u00e9n pueden originar da\u00f1os severos, como el convertir una zona cultivable en un pantano t\u00f3xico, o m\u00e1s simplemente, haciendo que el agua deje de ser potable. Esto puede ocurrir tanto a la escala de cursos de superficie, o de las aguas subterr\u00e1neas, lo cual es aun m\u00e1s grave.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Introducci\u00f3n de NAPLs en un acu\u00edfero.<\/strong><\/p>\n

    2.3.- Transporte e inmovilizaci\u00f3n de metales y fases minerales en el medio acu\u00e1tico<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Hasta ahora hemos revisado de una manera simple como se incorporan los metales al medio acu\u00e1tico. Dado que los metales poseen la capacidad de movilizarse dentro de \u00e9ste, la pregunta es \u201cc\u00f3mo lo hacen\u201d. En nuestro cap\u00edtulo introductorio a la qu\u00edmica de soluciones, analizamos el caso del hierro bajo el punto de vista de las condiciones de Eh-pH del medio, su capacidad para migrar como Fe2+<\/sup>\u00a0y su precipitaci\u00f3n como especies oxidadas de Fe3+<\/sup>. Por ejemplo, en condiciones de acidez y [Fe2+<\/sup>] = 1M tenemos:<\/p>\n

    3 H2<\/sub>O + Fe2+<\/sup>\u00a0= Fe(OH)3<\/sub>\u00a0+ 3 H+<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= 0.98 v<\/p>\n

    Eh = 0.98 – 0.177 pH<\/p>\n

    y para [Fe2+<\/sup>] = 10-7<\/sup>M:<\/p>\n

    Eh = 1.39 – 0.177 pH<\/p>\n

    En condiciones b\u00e1sicas tendremos:<\/p>\n

    Fe(OH)2<\/sub>\u00a0+ OH–<\/sup>\u00a0= Fe(OH)3<\/sub>\u00a0+ e–<\/sup>\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0E0<\/sup>\u00a0= -0.56 v<\/p>\n

    Eh = 0.27 – 0.059 pH<\/p>\n

    De aqu\u00ed podr\u00edamos deducir directamente que a partir del momento que superamos de manera ascendente la curva que separa [Fe2+<\/sup>] de [Fe3+<\/sup>] (condiciones progresivamente m\u00e1s oxidantes) el hierro precipitar\u00e1 y ya est\u00e1, fin de la historia. Bajo el punto de vista de la qu\u00edmica de soluciones esto es estrictamente correcto, sin embargo, la experiencia de campo nos muestra que el hierro puede efectivamente migrar en condiciones oxidantes. \u00bfC\u00f3mo puede darse tal fen\u00f3meno?\u00a0\u00a0Para ello tenemos que remitirnos a la f\u00edsico-qu\u00edmica de los sistemas coloidales, y definir primero \u201cqu\u00e9 es una suspensi\u00f3n coloidal y qu\u00e9 es un coloide\u201d. A diferencia de las soluciones \u201cverdaderas\u201d, con iones o iones complejos disueltos en un medio acuoso, un sistema coloidal consiste en part\u00edculas muy peque\u00f1as de una fase \u201cdispersas\u201d de forma metaestable en otra; en el caso que nos ata\u00f1e, dispersas en una fase l\u00edquida. El tama\u00f1o de part\u00edculas en los sistemas coloidales est\u00e1 en el rango de 1-100 nm. Las part\u00edculas permanecen en suspensi\u00f3n porque tienen la capacidad de adsorber iones del medio. Por ejemplo, las part\u00edculas de SiO2<\/sub>\u00a0se recubren de aniones OH–<\/sup>, los que le confieren una carga neta negativa. Dado que todas las part\u00edculas de SiO2<\/sub>\u00a0presentan la misma carga, estas se repelen entre ellas, manteni\u00e9ndose as\u00ed en suspensi\u00f3n.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Volviendo a la pregunta que nos hac\u00edamos antes sobre la capacidad de movilizaci\u00f3n del hierro oxidado en condiciones de Eh-pH \u201cimposibles\u201d, podemos ahora ofrecer una respuesta plausible. El hierro obviamente no puede migrar como cationes Fe3+<\/sup>, pero s\u00ed puede hacerlo como finas part\u00edculas de goethita (Fe(3+)<\/sup>OOH) cargadas positivamente. La raz\u00f3n para esta carga radica en el ambiente en que se forman las especies oxidadas de hierro, ricas en hidrogeniones, esto es, en cargas positivas.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La importancia de las dispersiones coloidales es doble, por un lado permiten la migraci\u00f3n de cationes o aniones que bajo determinadas condiciones de Eh-pH no ser\u00eda posible, por otra parte, dada la carga el\u00e9ctrica de las part\u00edculas coloidales, \u00e9stas pueden captar (adsorber) aniones o cationes dependiendo del signo de dicha carga. El inter\u00e9s ambiental de este \u00faltimo tipo de procesos queda magn\u00edficamente ejemplificado en el caso de las especies solubles de ars\u00e9nico. Como vimos en otras secciones, el ars\u00e9nico puede migrar como aniones complejos de arsenito y arsenato, en un ampl\u00edsimo rango de condiciones de Eh-pH. Sin embargo, en presencia de especies oxidadas de hierro, como la goethita, estas especies de ars\u00e9nico son adsorbidas, y la raz\u00f3n es simple: las especies ani\u00f3nicas tienen cargas negativas, mientras que las part\u00edculas coloidales de goethita presentan en superficie cargas positivas. Cuando las cargas de una part\u00edcula coloidal son neutralizadas ya no puede continuar en la dispersi\u00f3n. En este caso las part\u00edculas \u201cfloculan\u201d, esto es, se van al fondo dando como producto final un \u201cgel\u201d.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00bfDe qu\u00e9 dependen las capacidades sorcitivas de las part\u00edculas coloidales? La adsorci\u00f3n consiste en la acumulaci\u00f3n de una especie del l\u00edquido (adsorbato) sobre la superficie de una fase s\u00f3lida (adsorbente). Es un proceso complejo, en el que se establecen fuerzas de asociaci\u00f3n entre ambos componentes de muy diverso tipo. La precipitaci\u00f3n superficial (adsorci\u00f3n) consiste en la formaci\u00f3n de un precipitado cristalino sobre el s\u00f3lido, que puede tener su misma u otra composici\u00f3n. El desarrollo de estos fen\u00f3menos en su conjunto depende de las caracter\u00edsticas del sorbato y del sorbente en varios aspectos: naturaleza de la fase l\u00edquida, de la especie o especies implicadas, de las condiciones f\u00edsico-qu\u00edmicas del entorno. En concreto, las caracter\u00edsticas de la fase s\u00f3lida que influyen son el \u00e1rea superficial y la carga el\u00e9ctrica. El \u00e1rea superficial de una fase mineral a su vez depende de dos factores principales: su tama\u00f1o de grano y su naturaleza intr\u00ednseca. En lo que se refiere al tama\u00f1o de grano, cuanto menor sea, mayor ser\u00e1 la superficie espec\u00edfica para un mismo volumen de la fase. En cuanto a la naturaleza de la fase, cada mineral presenta sus propias caracter\u00edsticas en funci\u00f3n de caracteres cristalogr\u00e1ficos y f\u00edsico-qu\u00edmicos.<\/p>\n

    Un grupo de minerales muy importante bajo el punto de vista ambiental, que forma suspensiones coloidales son las arcillas. Las razones para el comportamiento coloidal de \u00e9stas radican en su reducido tama\u00f1o y su descompensaci\u00f3n el\u00e9ctrica. La descompensaci\u00f3n es producida por un exceso de cargas negativas, aunque la carga final depender\u00e1 en gran medida del pH del medio, por ejemplo, en condiciones de acidez se puede producir un exceso de cargas positivas.<\/p>\n

    La adsorci\u00f3n de plomo (metal pesado altamente t\u00f3xico) por parte de la goethita puede ser descrita como un proceso del tipo:<\/p>\n

    Fe-OH + Pb2+<\/sup>\u00a0\u2192 Fe-OPb+<\/sup>\u00a0+ H+<\/sup><\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Captaci\u00f3n de plomo por la goethita.<\/strong><\/p>\n

    La reacci\u00f3n de arriba tiene importancia en lo que se refiere a la fijaci\u00f3n del plomo lixiviado de labores mineras o escombreras, un proceso del tipo:<\/p>\n

    PbS + H2<\/sub>CO3<\/sub>\u00a0+2O2\u00a0<\/sub>\u2192 Pb2+<\/sup>\u00a0+ 2HCO3<\/sub>–<\/sup>\u00a0+ SO4<\/sub>-2<\/sup>\u00a0+ 2H+<\/sup><\/p>\n

    El plomo as\u00ed lixiviado puede migrar a pH \u00e1cido, sin embargo, a medida que este sube, el plomo va quedando fijado como cati\u00f3n adsorbido en goethita, y cuando se supera un pH de 6, todo el plomo ha sido retenido.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otro factor que controla la precipitaci\u00f3n de los compuestos qu\u00edmicos es el producto de solubilidad (Ksp<\/sub><\/em>). Esto es particularmente notable en el caso de las sales (e.g. sulfatos, carbonatos). Como vimos en el cap\u00edtulo introductorio de qu\u00edmica general, cuando se supera el\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0comienza la precipitaci\u00f3n de una sal. Esto puede ocurrir por dos razones: 1) aporte externo de unos de los constituyentes de la sal; y 2) por evaporaci\u00f3n progresiva del medio acuoso, que lleva a una subida de la concentraci\u00f3n de las especies i\u00f3nicas disueltas, y como resultado, a una superaci\u00f3n del valor de\u00a0Ksp<\/sub><\/em>. Esto \u00faltimo es particularmente significativo en regiones \u00e1ridas, y aplicable a dos casos concretos, la precipitaci\u00f3n de sales de cobre y hierro en balsas de lodo abandonadas, y en la formaci\u00f3n de los salares. En el primer caso la evaporaci\u00f3n supera a las precipitaciones, lo que conlleva procesos de formaci\u00f3n de sales (e.g. sulfatos complejos) en los niveles superiores de una escombrera. Por el contrario, en un clima h\u00famedo las precipitaciones superan a la evaporaci\u00f3n, lo que conlleva una lixiviaci\u00f3n hacia abajo de cationes tales como Zn2+<\/sup>\u00a0o Cu2+<\/sup>.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    El caso de la izquierda (clima \u00e1rido) ilustra el movimiento de soluciones por capilaridad hacia los<\/strong><\/p>\n

    niveles superiores de una balsa o escombrera, donde las especies en soluci\u00f3n (sulfatos, carbonatos, cloruros)<\/strong><\/p>\n

    precipitar\u00e1n. El caso de la derecha muestra la situaci\u00f3n en un clima h\u00famedo, con las soluciones arrastrando<\/strong><\/p>\n

    cationes y aniones hacia abajo.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Minerales t\u00edpicos generados en condiciones \u00e1ridas son los cloruros, sulfatos y carbonatos b\u00e1sicos (con grupos OH) de cobre tales como la atacamita (Cu2<\/sub>Cl(OH)3<\/sub>), antlerita (Cu3<\/sub>SO4<\/sub>(OH)4<\/sub>) o malaquita (Cu2<\/sub>(CO3<\/sub>)(OH)2<\/sub>) entre muchos otros. La formaci\u00f3n de este tipo de minerales es compleja y depende en gran medida de las concentraciones de los siguientes componentes: Cu2+<\/sup>, H+<\/sup>, Cl–<\/sup>, SO4<\/sub>2-<\/sup>, y CO2<\/sub>. Lo normal es observar en un mismo afloramiento varios minerales oxidados de cobre, en distintas proporciones. Esto es debido a que es f\u00e1cil que se generen microambientes qu\u00edmicos, donde ligeras variaciones en los componentes anteriores pueden llevar a la precipitaci\u00f3n de un mineral, mientras que al lado, est\u00e1 precipitando otro. Para hacer m\u00e1s compleja la situaci\u00f3n, digamos que se tambi\u00e9n se pueden producir reacciones que llevan a la desaparici\u00f3n de una fase y la aparici\u00f3n de otra, en funci\u00f3n de las concentraciones de los componentes del sistema. Por ejemplo, un aumento en CO2<\/sub>\u00a0en las aguas har\u00e1 que la malaquita no sea estable y se forme azurita:<\/p>\n

    3 Cu2<\/sub>CO3<\/sub>(OH)2<\/sub>\u00a0+ CO2<\/sub>\u00a0\u2192 2 Cu3<\/sub>(CO3<\/sub>)2<\/sub>(OH)2<\/sub>\u00a0+ H2<\/sub>O<\/p>\n

    As\u00ed mismo, la presencia de iones Cl–<\/sup>\u00a0pueden llevar a la desaparici\u00f3n de brochantita y la formaci\u00f3n de para-atacamita:<\/p>\n

    Cu4<\/sub>SO4<\/sub>(OH)6<\/sub>\u00a0+ 2 Cl–<\/sup>\u00a0\u2192 Cu4<\/sub>Cl2<\/sub>(OH)6<\/sub>\u00a0+ SO4<\/sub>2-<\/sup><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0El otro caso que hemos mencionado es el de los salares, ejemplificados por los del tipo Andino, que pueden ser encontrados en Chile (e.g. Salar de Atacama) o Bolivia (e.g. Salar de Uyuni). Los salares est\u00e1n constituidos principalmente por carbonatos, sulfatos y cloruros, normalmente dispuestos en ese orden desde afuera hacia el n\u00facleo. La raz\u00f3n de esta tonalidad conc\u00e9ntrica es simple y guarda raz\u00f3n con el producto de solubilidad de estas especies. Analicemos el caso del carbonato y sulfato de calcio (en equilibrio):<\/p>\n

    [Ca2+<\/sup>]x[CO3<\/sub>2-<\/sup>] = 5 x 10-9<\/sup><\/p>\n

    [Ca2+<\/sup>]x[SO4<\/sub>2-<\/sup>] = 6 x 10-5<\/sup><\/p>\n

    Como podemos apreciar, el\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0del carbonato de calcio es mucho m\u00e1s bajo que el del sulfato. Esto significa que si se produce el m\u00e1s ligero incremento en la concentraci\u00f3n de calcio en el sistema, la primera especie en precipitar ser\u00e1 el carbonato. As\u00ed, en una cuenca con aporte de calcio, los primeros precipitados qu\u00edmicos corresponder\u00e1n a la fase carbonatada. Si el sistema sigue en evaporaci\u00f3n, y no todo el calcio ha sido consumido (o si el aporte de calcio es continuo), la segunda especie en precipitar ser\u00e1 el sulfato de calcio. De esta manera empezamos a configurar un patr\u00f3n conc\u00e9ntrico. El cloruro de sodio tiene un\u00a0Ksp<\/sub><\/em>\u00a0alt\u00edsimo, en el orden de 36 (compare con los del sulfato y carbonato de calcio), de tal manera que la evaporaci\u00f3n tiene que ser pr\u00e1cticamente total para que empiece a precipitar el cloruro de sodio, lo cual ocurrir\u00e1 en las etapas p\u00f3stumas de la cuenca, en su sector central.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Precipitaci\u00f3n activa de sales en el Salar de Atacama (Antofagasta, Chile).<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0La situaci\u00f3n en los sistemas salinos es obviamente m\u00e1s compleja, ya que se trata de sistemas qu\u00edmicos de muchos constituyentes, en los cuales la solubilidad es dependiente de las distintas concentraciones. Por ejemplo, la concentraci\u00f3n de cloruro de sodio controla la solubilidad del sulfato de calcio. Altas concentraciones de cloruro de sodio disminuyen la solubilidad del sulfato de calcio, mientras que lo inverso ocurre a bajas concentraciones.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/p>\n

    Solubilidad del sulfato de calcio en funci\u00f3n de la concentraci\u00f3n de cloruro de sodio.<\/strong><\/p>\n

    Observe las curvas roja y verde (25\u00ba y 32\u00baC, ambientes de superficie).<\/strong><\/p>\n

    Para bajas concentraciones de NaCl la solubilidad del sulfato de calcio se incrementa<\/strong><\/p>\n

    (pendiente positiva). Esta tendencia se invierte a partir de una concentraci\u00f3n de<\/strong><\/p>\n

    10 % de NaCl. Note como esta tendencia se modifica adem\u00e1s a medida que<\/strong><\/p>\n

    aumenta la temperatura en el sistema.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0<\/strong><\/p>\n

    2.4.- Suelos: la vulnerable piel protectora del planeta<\/strong><\/p>\n

    El suelo es por principio uno de los sitios principales donde van a parar gran parte de los desechos s\u00f3lidos y l\u00edquidos de cualquiera actividad humana.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Vertido incontrolado de residuos urbanos.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Indiquemos no obstante, que los suelos son tambi\u00e9n el recept\u00e1culo natural de los deshechos no deseables de origen geol\u00f3gico, por ejemplo, de las aguas \u00e1cidas con metales pesados provenientes de mineralizaciones sulfuradas aflorantes. Todo lo que no es de utilidad en los procesos industriales, mineros, urbanos, agr\u00edcolas, etc., se acumula en el suelo, en muchos casos sin mayores precauciones. Con ello, la escombreras mineras, los residuos de una f\u00e1brica, incluyendo l\u00edquidos, se han venido depositando sobre los suelos sin control alguno a lo largo de siglos e incluso milenios (recordemos los desechos urbanos y mineros de la Roma cl\u00e1sica). Por otra parte, la actividad agr\u00edcola se ha venido enfrentando durante las \u00faltimas d\u00e9cadas a la necesidad de aumentar la producci\u00f3n. Esto se ha conseguido sobre dos bases principales: el abonado con productos qu\u00edmicos (nitratos, fosfatos), y el control de plagas. En definitiva, las actividades industriales y mineras por un lado, y las agr\u00edcolas por otro, han dado origen al problema de que muchos productos de origen humano, o formados gracias a las actividades humanas, han ido a parar a los suelos, generando a su vez otros problemas: la contaminaci\u00f3n de aguas subterr\u00e1neas, una menor productividad agr\u00edcola, la contaminaci\u00f3n de cultivos, y el envenenamiento de ganado, afectando de forma directa, y en mayor o menor grado en casa caso, a la econom\u00eda y a la salud humanas.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Como hemos podido ver en las secciones anteriores, la industria en su conjunto produce toda una serie de contaminantes gaseosos, l\u00edquidos y s\u00f3lidos, que en muchas ocasiones van a parar directamente a los suelos. Esto sucede ya sea por dep\u00f3sito a partir de la atm\u00f3sfera como part\u00edculas sedimentadas o tra\u00eddas por las aguas de lluvia, por el vertido directo de los productos l\u00edquidos de la actividad minera y metal\u00fargica, o por la infiltraci\u00f3n de productos de desechos industriales. Por ejemplo, en el caso de la miner\u00eda tenemos las aguas provenientes de minas a cielo abierto, escombreras (mineral dumps<\/em>), o talleres de la mina u otras edificaciones m\u00e1s o menos contaminantes en cada caso.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Contaminaci\u00f3n de suelos con drenaje \u00e1cido de mina.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Uno de los principales problemas que puede producir la miner\u00eda es la adici\u00f3n al suelo de una fase l\u00edquida. Esta habitualmente presenta una composici\u00f3n muy diferente a la que habitualmente se infiltra en el mismo en ausencia de actividades mineras (agua de lluvia). Las interacciones resultantes pueden ser muy variadas en funci\u00f3n de la composici\u00f3n qu\u00edmica del fluido, la mineralog\u00eda del suelo, y el factor clim\u00e1tico (temperaturas medias, abundancia y frecuencia de lluvias). Los efectos en el suelo en relaci\u00f3n con la presencia de contaminantes pueden tambi\u00e9n ser variados. En unos casos los contaminantes se acumulan en formas de alta solubilidad, de forma que est\u00e1n disponibles para que los animales y vegetales que viven sobre el mismo los ingieran. De la misma manera se puede producir la contaminaci\u00f3n de los acu\u00edferos, ya que las aguas de infiltraci\u00f3n pueden incorporar a \u00e9stos los contaminantes. Los suelos tambi\u00e9n pueden tener un efecto absorbente, actuando como un biofiltro altamente reactivo que facilita la inmovilizaci\u00f3n de los contaminantes gracias a procesos f\u00edsicos (filtraci\u00f3n), f\u00edsico-qu\u00edmicos (neutralizaci\u00f3n, adsorci\u00f3n, absorci\u00f3n, precipitaci\u00f3n, complejaci\u00f3n) o biol\u00f3gicos (biodegradaci\u00f3n). En este sistema juegan un papel especialmente importante las arcillas, debido a sus propiedades de adsorci\u00f3n. Recordemos que la capacidad de captaci\u00f3n i\u00f3nica var\u00eda de una arcilla a otra y se relaciona directamente con las caracter\u00edsticas estructurales de \u00e9stas. En el tipo 1:1 el armaz\u00f3n TO-TO se sustenta mediante enlaces tipo puente de hidr\u00f3geno, entre los grupos (OH) de las capas octa\u00e9dricas y los ox\u00edgenos de las tetra\u00e9dricas. Este enlace es lo suficientemente fuerte como para mantener la estructura global y al mismo tiempo impedir la entrada de cationes entre capas. Por el contrario, en las arcillas 2:1 (TOT-TOT) este tipo de enlace entre capas no es posible (se enfrentan capas tetra\u00e9dricas). En este caso el armaz\u00f3n estructural se compensa el\u00e9ctricamente introduciendo cationes interlaminares. En las esmectitas se producen m\u00faltiples substituciones en las capas octa\u00e9dricas y tetra\u00e9dricas, que le confieren una carga global negativa. Sin embargo, esta carga es relativamente d\u00e9bil, raz\u00f3n por la cual no se pueden ligar cationes de una manera fuerte en el espacio interlaminar. De esta manera, se permite la entrada de agua y otras mol\u00e9culas que causan un aumento en el espacio interlaminar (\u201chinchamiento\u201d de la arcilla). Con el agua vienen cationes disueltos, que su vez, pueden ser fijados en dicho espacio. De esta manera las arcillas esmect\u00edticas act\u00faan como depuradoras naturales de los suelos.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Estructura de las arcillas tipo esmectita. Note el espaciado interlaminar donde se pueden acomodar cationes.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Otra labor importante de depuraci\u00f3n de soluciones viene dada por las part\u00edculas minerales con comportamiento coloidal, como la goethita (carga positiva), con capacidad para fijar complejos ani\u00f3nicos arseniacales. Otros \u00f3xidos, como los de manganeso constituyen coloides de carga negativa, que les permite fijar cationes en soluci\u00f3n.<\/p>\n

    \"\"<\/a><\/strong><\/p>\n

    Suelo rojo, caracterizado por la presencia de fases oxidadas de hierro.<\/strong><\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Sin embargo, cuando se supera la capacidad de amortiguaci\u00f3n geoqu\u00edmica del suelo, \u00e9ste se convierte de hecho en fuente de contaminaci\u00f3n. De igual forma, un cambio en las condiciones clim\u00e1ticas puede producir la reversibilidad del proceso. Por ello a menudo se habla de que la presencia de contaminantes en el suelo constituye una bomba de tiempo qu\u00edmica, que a\u00fan si en un determinado momento no produce efecto alguno, si puede hacerlo en un futuro.<\/p>\n

    \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0Recordemos que la erosi\u00f3n del suelo conlleva un transporte de los contaminantes a otras \u00e1reas. Esto nos lleva a otros conceptos importantes en lo relativo a la presencia de contaminantes en el suelo: los de geodisponibilidad y biodisponibilidad. La geodisponibilidad es la consecuencia directa de la actividad minera: al llevar a cabo la explotaci\u00f3n minera de un yacimiento, se ponen a disposici\u00f3n del medio geol\u00f3gico unos elementos que antes no lo estaban, o lo estaban de forma mucho m\u00e1s limitada. Cabe destacar, no obstante, que muchos yacimientos minerales, particularmente los de menas sulfuradas, son en s\u00ed fuentes naturales de contaminaci\u00f3n ambiental. Esto depende en gran medida de si son o no aflorantes, de su profundidad (en especial, si se localizan por encima o por debajo del nivel fre\u00e1tico), composici\u00f3n mineral\u00f3gica, etc. La biodisponibilidad, por su parte, ser\u00eda \u201cel grado por el cual un contaminante en una fuente potencial, est\u00e1 disponible para ser tomado por un organismo\u201d. Por ejemplo, muchas plantas tienen la capacidad de absorber determinadas concentraciones de elementos pesados, siempre que se encuentren en el suelo en formas solubles, o asociados a nutrientes b\u00e1sicos.<\/p>\n

    2.5.- Bibliograf\u00eda<\/strong><\/p>\n

    Andrews, J.E., Brimblecombe, P., Jickells, T.D., y Liss, P.S. 1996. An introduction to environmental chemistry. Blackwell Science, Oxford, 209 pp.<\/p>\n

    BBC, 2001. One year on: Romania’s cyanide spill. http:\/\/news.bbc.co.uk\/2\/hi\/europe\/ 1146979.stm<\/p>\n

    BBC, 2002. Major new slick hits Spain coast. http:\/\/news.bbc.co.uk\/2\/hi\/europe\/ 2532013.stm<\/p>\n

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