Capítulo introductorio: Introducción a la turba

Formación y características de la turba

La palabra turba conocida es el crecimiento en sistemas orgánicos donde el crecimiento de las plantas es rápido, pero los suelos se definen como un depósito de materia orgánica parcialmente descompuesto debido a la mala aireación y a los bajos grados de temperatura . La turba también se denomina césped y turba en diferentes literaturas debido a su propiedad única a las áreas naturales llamadas turberas, pantanos, lodazales, páramos o muskegs. La formación de este tipo de depósitos no está relacionada con regiones climáticas concretas, sino que puede producirse siempre que se den las condiciones adecuadas. Los suelos orgánicos se presentan en todos los continentes del mundo. Los suelos orgánicos se presentan principalmente bajo climas tropicales con más de 60° de latitud norte, y alrededor de 450-500 millones de hectáreas del total de las áreas reservadas del mundo. Está documentado que cerca de 150 millones de hectáreas de tierras orgánicas y cerca de dos tercios de las reservas mundiales se encuentran en Rusia y Canadá.

Los pantanos, las aguas estancadas y los pastizales de las zonas de aguas subterráneas poco profundas tienen condiciones adecuadas para la acumulación de materia orgánica. En estos lugares, las plantas pierden su vitalidad y se cubren de agua porque miles de plantas en crecimiento permanecen en el agua. El agua interrumpe su asociación con el aire y proporciona una protección parcial a la materia orgánica, evitando así que se descomponga rápidamente. La descomposición la realizan principalmente los hongos, las bacterias anaerobias, las algas y las criaturas acuáticas microscópicas. Descomponen las estructuras orgánicas, liberan algunos gases y ayudan así a la síntesis del humus. A medida que este proceso continúa, la masa orgánica se vuelve marrón, e incluso negra. Si este proceso de descomposición avanza, la masa de materia orgánica se convierte en un verdadero perfil de suelo orgánico. El humus que se forma aquí es casi idéntico a la formación del complejo ligno-proteico y la poliuronita que predomina en los suelos minerales. Además, los triglicéridos se hidrolizan, produciendo ácidos grasos y glicerol a lo largo de la descomposición . Esto facilita la practicidad de la microbiología del suelo.

En la turba, una generación de plantas se acumula a continuación de otra y, por tanto, puede producirse una estratificación. Debido a la acumulación de materia orgánica, el agua se retira gradualmente de las zonas circundantes de las marismas y las especies vegetales cambian. Con el tiempo, los depósitos de agua profunda ceden su lugar a las juncias y a las plantas carex. Éstas también dejan su lugar a diversos musgos. Estas zonas están dominadas por arbustos y, finalmente, por árboles forestales de hoja ancha y coníferas.

La formación de la turba es un proceso bioquímico relativamente corto bajo la influencia de microorganismos aeróbicos en las profundidades superficiales de los depósitos durante los periodos de poca agua en el subsuelo. A medida que la turba que se forma en la capa productora de turba se somete a condiciones anaeróbicas en las capas más profundas del depósito, se conserva y muestra comparativamente pocos cambios en el tiempo. En concreto, la glicerina es utilizada rápidamente en forma de carbono y oxígeno por los microbios en condiciones anaeróbicas . Los ácidos grasos residuales perseveran comparativamente por partes estables de la turba. Estas sustancias que pueden obtenerse con disolventes orgánicos no acuosos se denominan conjuntamente betunes. Por ejemplo, se cree que los ácidos húmicos se crean a partir de polímeros o como productos microbiológicos.

Las turbas, que no tienen consenso en su clasificación, se intentan clasificar en diferentes países y con requerimientos específicos de diferentes disciplinas. Los sistemas de clasificación actuales se clasifican en función de la topografía y la geomorfología, la vegetación superficial, las propiedades químicas, botánicas y físicas y los procesos genéticos dentro de la turbera. En función de las diferencias en sus estructuras físicas y químicas y de su presencia en el medio, estas sustancias orgánicas han recibido diversos nombres. Las diferencias físicas, químicas y biológicas entre los suelos orgánicos se deben a las propiedades climáticas, topográficas, hidrológicas, geológicas y botánicas del medio en el que se encuentran . Los suelos orgánicos se distinguen en la Taxonomía de Suelos como el Orden de los Histosoles. Generalmente, los Histosoles tienen una materia orgánica superior a la mitad de los 80 cm superiores . Los suelos orgánicos se denominan comúnmente mucks y turbas. En condiciones no saturadas durante más de unos pocos días, se espera que el contenido de carbono orgánico de estos suelos sea superior al 20%.

Dependiendo de los propósitos de uso, la turba puede ser caracterizada de numerosas maneras. La evaluación de los materiales de turba para diferentes propósitos requiere hacer hincapié en las características distintivas. Las características más relevantes de las turbas para muchas disciplinas se enumeran en la Tabla 1 .

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Propiedades químicas Propiedades físicas propiedades
Composición (compuestos orgánicos; elementales) Relaciones de humedad (retención de agua; contenido de agua disponible; conductividad hidráulica; capacidad de retención de agua)
Acidez (pH)
Característica de intercambio (capacidad de intercambio catiónico; cationes intercambiables) Densidad aparente (no específica; específica)
Carbono orgánico Porosidad
Nitrógeno; fósforo; azufre; oligoelementos Textura (pérdida por ignición)
Cal libre (CaCO3) Secado irreversible
Inflamación y contracción
Tabla 1.

Las características químicas y físicas más relevantes de las turbas.

Las propiedades físicas y químicas de las turbas muestran una amplia variación. La turba se encuentra abundantemente en la naturaleza en varias formas mientras que es 80-90% agua en su formación . Las propiedades químicas de la turba difieren ampliamente y dentro de vínculos particularizados debido a las reacciones químicas como parte de su formación. Sin embargo, actualmente se cumple que las propiedades fundamentales de las turbas ayudan a la sorción y al intercambio de iones. En la tabla 2 se comparan algunas propiedades químicas de los suelos minerales de textura margosa y de diversas turbas.

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Tipos de turba
Propiedad Unidad Esfagno Caña fibrosa Caña descompuesta Humus de caña
Peso de la carne gL-1 88 160 240 320
Contenido de agua 930 890 835 780
Peso total 1018 1050 1075 1100
Contenido de agua % WB 91 85 78 71
Contenido de agua % DB 970 554 346 242
Tipos de suelo
Propiedad Unidad Suelo de turba Turba de turba Muck
CEC en peso meq-1 100 g 12 100 90 200
CEC en volumen meq-1 100 ml 14 8 14 60
Tabla 2.

Algunas características físicas de los tipos de turba y una comparación de la capacidad de intercambio catiónico (CEC) de los suelos minerales y de varios suelos orgánicos.

La característica de la composición microbiana de la producción de turba es una dificultad bien documentada para el procesamiento incesante a gran escala. La turba es un material químicamente orgánico, que deja diminutas cenizas tras su combustión. La turba puede caracterizarse por su contenido de cenizas y su acidez. Las turbas de esfagno de alto contenido en tierra se descomponen simplemente de forma marginal, con un alto contenido en polisacáridos y un O2 comparativamente alto, y concentraciones de C y H más bajas en comparación con las turbas de bajo contenido en tierra. La turba se origina por tener proteínas, carbohidratos, lípidos y polifenoles como la lignina mientras que, los ácidos nucleicos, pigmentos, alcaloides, vitaminas y otros materiales orgánicos existen en pequeñas cantidades, junto con materiales inorgánicos . Se han encontrado varias vitaminas del grupo B en la turba. En la actualidad, las propiedades químicas y físicas de la turba han suscitado importantes preocupaciones medioambientales. Un número de estudios ha sido designado a las operaciones de la planta a gran escala y por lo tanto hizo la capacidad de producción significativa de carbono activo potencialmente por la pirólisis de la turba y la producción de coque de turba . La pirólisis transforma la turba en un material que incluye H y O2 con una concentración muy alta de carbono. El coque de turba puede ser utilizado como agente decolorante y desodorizante y como medio de filtración. Los carbones activados están dispuestos en diferentes grados de turba. Se necesitan diversas propiedades para diferentes responsabilidades como la purificación del agua, la eliminación de los orgánicos del almidón, los azúcares y el color y la adsorción de gas y vapor.

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