El índice de carbonato de sodio residual (RSC) del agua de riego o del agua del suelo se utiliza para indicar el peligro 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 agua, el suelo arcilloso se hincha o sufre dispersión , lo que reduce drásticamente su capacidad de infiltración . [1]
En la estructura dispersa [ se necesita aclaración ] del suelo , 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 alto de RSC no aumenta 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 alto índice RSC conduce a la formación de suelos alcalinos en barbecho . [2] [3] [4]
RSC se expresa en unidades meq/L . El RSC no debe ser superior a 1 y preferiblemente inferior a +0,5 para considerar el uso del 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 las raíces 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 del CO 2 disuelto en la zona de las raíces de las plantas en el agua del campo. [7]
La carbonato de sodio [Na 2 CO 3 ] puede estar presente en el agua natural debido a 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 las cenizas producidas por la quema de carbón calcáreo o lignito en calderas. El uso antropogénico de carbonato de sodio también contribuye finalmente al RSC del agua del río.
Mientras que el agua de los ríos y el agua subterránea se utilizan repetidamente en las cuencas fluviales de irrigación extensiva, el agua de los ríos disponible en los tramos más bajos a menudo deja de ser útil para la agricultura debido al alto índice RSC o alcalinidad. [8] La salinidad del agua no tiene por qué ser alta.
En la terminología de 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 agua, estas sales precipitan en las superficies de transferencia de calor formando incrustaciones/recubrimiento duro aislante que reduce 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 de 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 encuentra en carbonatos y bicarbonatos de sodio, lo que imparte un alto pH o alcalinidad al agua del suelo.
Los lagos de la cuenca endorreica se denominan lagos sosos o alcalinos cuando el agua que ingresa contiene altas concentraciones de Na 2 CO 3 . El pH del agua del lago de soda generalmente está por encima de 9 y, a veces, la salinidad es cercana a la del agua salobre debido al agotamiento del agua pura por la evaporación solar.
Los lagos de soda son ricos en crecimiento de algas debido a la mayor disponibilidad de CO 2 disuelto en el agua del lago en comparación con los lagos de agua dulce o salina. El carbonato de sodio y el hidróxido de sodio están en equilibrio con la disponibilidad de dióxido de carbono disuelto como se indica a continuación en la reacción química.
Durante el día, cuando hay luz solar disponible, las algas experimentan un proceso de fotosíntesis que absorbe CO 2 para cambiar la reacción hacia la formación de NaOH y viceversa durante la noche con la liberación de CO 2 del proceso de respiración de las algas hacia Na 2 CO 3 y Formación de NaHCO 3 . En las aguas de los lagos de soda, los carbonatos de sodio actúan como catalizadores para el crecimiento de algas al proporcionar una mayor concentración favorable de CO 2 disuelto durante el día. Debido a la fluctuación del CO 2 disuelto , el pH y la alcalinidad del agua también siguen variando. [10]
.