El índice de carbonato de sodio residual (RSC) del agua de riego o del agua del suelo se utiliza para indicar el riesgo de alcalinidad del suelo. El índice RSC se utiliza para determinar la idoneidad del agua para riego en suelos arcillosos que tienen una alta capacidad de intercambio catiónico . Cuando el sodio disuelto en comparación con el calcio y el magnesio disueltos es alto en el agua, el suelo arcilloso se hincha o sufre una dispersión que reduce drásticamente su capacidad de infiltración . [1]
En la estructura dispersa del suelo [ aclaración necesaria ] , las raíces de las plantas no pueden extenderse más profundamente en el suelo debido a la falta de humedad. Sin embargo, el agua con un índice RSC alto no mejora la presión osmótica para impedir la absorción de agua por las raíces de las plantas a diferencia del agua con alta salinidad . El riego de suelos arcillosos con agua con un índice RSC alto conduce a la formación de suelos alcalinos en barbecho . [2] [3] [4]
El RSC se expresa en unidades meq/L . El RSC no debe ser mayor que 1 y preferiblemente menor que +0,5 para considerar el uso de agua para riego. [5] La fórmula para calcular el índice RSC es:
Al calcular el índice RSC, se debe considerar la calidad del agua presente en la zona de la raíz del cultivo, lo que tendría en cuenta el factor de lixiviación en el campo. [6] El calcio presente en forma disuelta también está influenciado por la presión parcial de CO2 disuelto en la zona de la raíz de las plantas en el agua del campo. [7]
El carbonato de sodio [ Na2CO3 ] puede estar presente en el agua natural a partir de la erosión del basalto , que es una roca ígnea . La cal [Ca(OH) 2 ] puede estar presente en el agua natural cuando el agua de lluvia entra en contacto con minerales calcinados, como la ceniza producida por la quema de carbón calcáreo o lignito en calderas. El uso antropogénico del carbonato de sodio también contribuye finalmente a la RSC del agua del río.
Cuando el agua del río y el agua subterránea se utilizan repetidamente en las cuencas fluviales con irrigación extensiva, el agua del río disponible en los tramos inferiores a menudo resulta inservible para la agricultura debido al alto índice RSC o la alcalinidad. [8] La salinidad del agua no necesita ser alta.
En la terminología del tratamiento de agua industrial, la calidad del agua con un alto índice RSC es sinónimo de agua blanda , pero es químicamente muy diferente del agua naturalmente blanda, que tiene una concentración iónica muy baja. [9] Cuando las sales de calcio y magnesio están presentes en forma disuelta en el agua, estas sales precipitan en las superficies de transferencia de calor formando incrustaciones/capas aislantes duras que reducen la eficiencia de transferencia de calor de los intercambiadores de calor. Para evitar la formación de incrustaciones en los intercambiadores de calor enfriados por agua, el agua se trata con cal o carbonato de sodio para eliminar la dureza del agua .
Las siguientes reacciones químicas tienen lugar en el proceso de ablandamiento con cal y soda , que precipita las sales de calcio y magnesio como carbonato de calcio e hidróxido de magnesio, que tienen muy baja solubilidad en agua.
El exceso de carbonato de sodio después de precipitar las sales de calcio y magnesio se convierte en carbonatos y bicarbonatos de sodio, lo que imparte un alto pH o alcalinidad al agua del suelo.
Los lagos de cuenca endorreica se denominan lagos sódicos o alcalinos cuando las entradas de agua contienen altas concentraciones de Na2CO3 . El pH del agua del lago sódico es generalmente superior a 9 y, a veces, la salinidad es cercana a la del agua salobre debido al agotamiento del agua pura por evaporación solar.
Los lagos de soda son ricos en crecimiento de algas debido a la mayor disponibilidad de CO2 disuelto en el agua del lago en comparación con los lagos de agua dulce o salada. El carbonato de sodio y el hidróxido de sodio están en equilibrio con la disponibilidad de dióxido de carbono disuelto como se muestra a continuación en la reacción química
Durante el día, cuando hay luz solar, las algas realizan el proceso de fotosíntesis , que absorbe CO2 para cambiar la reacción hacia la formación de NaOH y viceversa, que ocurre durante la noche, con la liberación de CO2 del proceso de respiración de las algas hacia la formación de Na2CO3 y NaHCO3 . En las aguas de los lagos de soda, los carbonatos de sodio actúan como catalizadores para el crecimiento de las algas al proporcionar una concentración más alta y favorable de CO2 disuelto durante el día. Debido a la fluctuación del CO2 disuelto , el pH y la alcalinidad del agua también varían. [10]
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