| dc.description.abstract | El estudio de los suelos volcánicos de la zona centro-sur de Chile ha sido una
preocupación permanente de la comunidad científica de la Ciencia del Suelo, debido que en
ellos se desarrolla gran parte de la economía agrícola-ganadera del país. El interés del presente
trabajo de tesis doctoral se ha centrado, por una parte, en el estudio de la mineralogía de los
óxidos de hierro presente en estos suelos, usando principalmente como técnica de análisis la
espectroscopía Móssbauer y tratamientos de separación tanto fisicos como químicos, y por
otra, en el estudio de equilibrios de intercambio catiónico y la posibilidad de validar nuevos
modelos en el tratamiento de la información para equilibrios binarios y de orden superior en
suelos de carga variable.
Los espectros Mossbauer de suelos Chilenos derivados de materiales volcánicos
(Ultisol y Andisoles), tomados a temperatura ambiente, han mostrado una compleja
mineralogía de los óxidos de hierro. En todas las muestras de suelo, fue posible realizar
diferentes modelos de ajustes, y cada uno de ellos condujo a interpretaciones diferentes de las
estructuras de los óxidos de hierro, principalmente en la identificación de minerales
magnéticos, sin poder obtener información concluyente desde ellos; por lo que se hizo
necesario recurrir a técnicas de separación y de concentración de minerales de óxidos de hierro
como extracción magnética (fracción arena) y tratamientos químicos disolutivos (fracciones
limo y arcilla) adaptados a suelos volcánicos. Desde análisis Móssbauer, difracción de rayos-X
y barrido electrónico a la fracción magnética de la arena, se encontró una compleja mezcla de
fases, dominadas por óxidos de hierro tipo espinela y los principales elementos encontrados en
estas estructuras fueron Fe, Ti, Al y Mg. En la muestra del suelo Collipulli fue posible
identificar una fase magnética correspondiente a magnetita oxidada yio una mezcla de
magnetitaimaghemita. Los tratamientos químicos disolutivos con NaOH 5 M, realizados en las
fracciones limo y arcilla, permitieron concentrar los óxidos de hierro en grado variable, los
mejores resultados se obtuvieron para la fracción limo del suelo Collipulli, su espectro
Móssbauer para aquella muestra con tres tratamientos con NaOH, reveló señales
características de magnetita no estequiométrica altamente oxidada yio una mezcla de
magnetitalmaghemita. Los tratamientos realizados, de separación magnética para la fracción
arena y químico disolutivo para limo y arcilla, resultan ser etapas esenciales en la preparación
de muestras para el estudio mineralógico de suelos volcánicos Chilenos.
Los estudios de equilibrios de intercambio catiónico se realizaron en muestras de suelo
completo a 25 °C y a fuerza jónica constante (0.05 M), los cationes estudiados fueron K, Ca,
Mg y Zn en un Ultisol (Collipulli) y dos Andisoles (Osorno y Frutillar). Los valores de
Capacidad de Intercambio Catiónico medidos al pH del suelo (CICpH-suelo) comparados con
aquellos de Capacidad de Intercambio Catiónico medidos por métodos estándar (CIC), indican
la dependencia que tienen estos suelos volcánicos de carga variable con el pH. El suelo
Frutillar es quién presentó las CICp H .suelo más bajas (4.0-5.4 cmol kg') y más altos contenidos
de materia orgánica. Desde un análisis a las isotermas de intercambio es posible observar que
todos los suelos estudiados presentan una marcada selectividad por potasio, cuya secuencia de
selectividad para este catión es: Osorno>Collipulli>Frutillar. Para el suelo Osorno, se observa,
como consecuencia de las prácticas agrícolas una disminución de la selectividad por potasio.
Las constantes de equilibrios confirman las secuencias de selectividad indicadas, cuyos
valores (dados en logaritmo natural) fluctúan entre -6.812 - 4.351 determinados por la
aproximación termodinámica de Gaines-Thomas. Los valores de constantes de equilibrios
determinadas por el modelo de Rothmund-Kornfeld fueron bastante cercanos a los obtenidos
por el modelo termodinámico. De este modo, el modelo semiempírico de Rothmund-Kornfeld
demostró ser un método válido de aplicar en el estudio de equilibrios de intercambio catiónico
binarios en suelos de carga variable, pudiendo caracterizar una reacción de intercambio
catiónico mediante un tratamiento relativamente sencillo de la información. A través de datos
experimentales de equilibrios binarios fue posible predecir equilibrios de orden superior (tres
componentes), mediante la aproximación de Rothmund-Kornfeld. La aplicación de este
modelo resultó ser válida en suelos de carga variable, con una mineralogía de predominio no
cristalina. La predicción de equilibrios múltiples a partir de sistemas simples se perfila como
una valiosa herramienta en el estudio de equilibrios de intercambio catiónico, debido que
mediante tratamientos similares de datos experimentales desde equilibrios binarios permite el
cálculo de cualquier sistema de orden superior (tres y más componentes). | |
