¿El concepto de la doble capa difusa?

¿El concepto de la doble capa difusa?

Para tratar de explicar la distribución de los iones alrededor de las superficies cargadas electrostáticamente de los coloides del suelo, se ha diseñado la teoría de la Doble Capa Difusa (DCD); con este objetivo se han propuesto diferentes modelos como el de Helmholtz, el de Chapman y Guoy y el de Stern. El modelo de Helmholtz considera que la distribución de las cargas se hace en dos capas eléctricas paralelas y rígidas; el modelo de Chapman y Guoy considera que hay una capa eléctrica negativa y rígida en la superficie de los coloides, la cual está equilibrada por una capa difusa de iones; el modelo de Stern propone que la DCD consta de dos partes que están separadas entre sí por un plano que define una capa interna rígida, como la de Helmholtz y una capa externa difusa de iones, como la Chapman y Guoy. Los dos últimos modelos son los que mejor explican la mayoría de los procesos de intercambio en el suelo, aunque ninguno es satisfactorio para todos los casos (Porta et al.,1994). Según Fassbender (1982), el espesor de la DCD depende primordialmente de la carga de los iones involucrados y de la concentración de la solución del suelo. Entre mayor sea la carga de los iones, menor será el espesor de la DCD y, mientras menor sea la concentración de la solución del suelo, más se extiende la DCD. El espesor de la DCD define la distancia hasta la cual actúan las fuerzas de retención del coloide sobre los iones del suelo, estableciéndose así el espacio que tiene el suelo para acumular los iones intercambiables; aquellos iones que quedan por fuera de la DCD constituyen la solución externa o solución del suelo y son los que están disponibles para la planta o para ser lixiviados de éste, causando pérdidas de nutrientes en él. La DCD tiene efectos sobre varias propiedades del suelo como la floculación y la dispersión de coloides y por tanto en la estructura del mismo; además, afecta la determinación del pH y el comportamiento de su fertilidad; de otro lado, prácticas de manejo de suelos como fertilización, encalamiento, aplicación de enmiendas y/o riego, alteran las características geométricas de la DCD.

Vínculos de ampliación del tema

•http://www.soils1.cses.vt.edu/MJE/shockwave/cec_demo/version1.1/cec.shtml
•http://en.wikipedia.org/wiki/Electrical_double_layer

Imagen tomada de: http://bios.ewi.utwente.nl/research/micronanofluidics/biomoleculesinnanochannels.doc/index.html

Actividad para ser desarrollada por los estudiantes del Curso de Diagnostico de Suelos del programa de ingeniería ambiental de la Universidad de Medellín

La actividad que se plantea tiene relación con el estudio de caso.

• Escenario

Los ingenieros ambientales se enfrentan en su ejercicio profesional a problemas de contaminación ambiental en todos los niveles, dentro de los cuales la contaminación del suelo por productos orgánicos, químicos, metales pesados y plaguicidas son hoy por hoy un problema de alto impacto y de importancia económica y social. El desconocimiento de las características del suelo y en especial el de su componente químico lleva en muchos casos a tomar decisiones incorrectas en las medidas de tratamiento a implementar y en la priorización de las situaciones problema.

• Asunto problemático

A continuación se presentan las características de los suelos de cuatro regiones contaminadas con Plomo. A partir de estas características usted deberá priorizar que orden de prelación dará al tratamiento del contaminante plomo.

Sitio Uno Sitio Do Sitio Tres Sitio Cuatro Tipo de Suelo Oxisol Ultisol Entisol Alfisol Materia Orgánica (%) 2.1 3.2 1.1 5.2 CIC (Cmolc Kg-1) 8 8 4 25 pH 4.7 4.4 6.2 6.4 Textura FAr Ar A F

• Tareas a desarrollar

A partir de las características planteadas en la tabla anterior usted deberá priorizar que orden de prelación dará al tratamiento del contaminante plomo. Justifique el orden de prelación del tratamiento con base en las características de los diferentes suelos. Consulte las características de los diferentes tipos de suelos que encuentra en la tabla; esto le dará mayores elementos de juicio en su tarea de priorizar.