CARACTERIZACIÓN DEL TRANSPORTE DE SOLUTOS EN SUELOS VOLCÁNICOS AGRÍCOLAS MEDIANTE TDR Y SIMULACIÓN INVERSA

A. Ritter¹, R. Muñoz-Carpena², C.M. Regalado¹ y A.R. Socorro¹

RESUMEN. Los suelos volcánicos presentan propiedades particulares que pueden afectar a la distribución de agua y solutos en el suelo. Aplicando una técnica avanzada de análisis de la señal de TDR (Time Domain Reflectometry) es posible estimar la concentración de un soluto salino y por tanto obtener las curvas de ruptura automáticamente. Esta técnica se utiliza en un experimento de desplazamiento miscible de bromuro (Br-) en una columna de suelo inalterado de grandes dimensiones (∅45 cm x 85 cm), instrumentada con sondas TDR a distintas profundidades. A partir de la concentración residente de Br- y empleando técnicas de optimización inversa se estiman los parámetros de transporte más relevantes en este suelo volcánico con varios horizontes. Bajo el régimen de humedad contemplado, el desplazamiento del soluto resulta principalmente por convección y el frente abruto que presentan las curvas de ruptura sugiere un desplazamiento rápido de los solutos a través del perfil. En consecuencia, el potencial contaminante de productos agroquímicos aplicados a estos suelos volcánicos se espera que sea mayor. Se observa también cierta retención de Br- en el horizonte inferior del perfil que puede explicarse por fenómenos de eluviación y acumulación de arcillas en la parte baja del perfil. En suelos volcánicos, estos minerales tienen carga variable, y bajo determinadas condiciones de pH, su superficie puede presentar capacidad de intercambio aniónico.

ABSTRACT. Volcanic soils have particular properties that may influence solute transport. The use of TDR (Time Domain Reflectometry) to monitor bromide breakthrough curves during a miscible displacement experiment in a large, undisturbed, layered volcanic soil column, is presented. The soil solute transport parameters were estimated from bromide resident concentrations obtained with TDR by using inverse modeling. Under the high soil moisture regime considered, bromide was found to move in the undisturbed soil column mainly by convection. In addition, the early solute breakthrough observed at different depths in the soil column suggests rapid solute movement that may increase the risk of groundwater contamination by agrochemicals applied to this soil. Although bromide is assumed to behave as a tracer, adsorption of this anion was observed at the bottom of the soil profile. This is explained by means of the variable-charge nature of the minerals present in this volcanic soil (Fe and Al oxihydroxides) that exhibit anion-exchange capacity when the pH of the soil solution is below the zero point of charge.