Zeolita es el nombre con el que se conoce a una familia compuesta por diferentes tipos de minerales, cuya estructura cristalina y microporosa, junto con su capacidad de hidratarse y deshidratarse de un modo reversible, son sus principales propiedades. Pertenecen al grupo de los aluminosilicatos y las hay de origen natural como sintético. Las primeras son muy abundantes, ya que suelen encontrarse en rocas de origen volcánico y están formadas de silicia, aluminio, oxígeno, hidrógeno y una cantidad variable de moléculas de agua.
Se emplean en faenas tan diversas como control de olores, limpieza de derrames químicos, eliminación de metales pesados y tratamiento de aguas residuales, entre otras. Por su estructura cristalina, tetraédrica y provista de microporos a manera de canales, son muy útiles en agricultura debido a su alta capacidad de acumulación de agua e intercambio iónico. A continuación, destacamos algunas propiedades de la zeolita.
Principales propiedades de la zeolita
Porosidad
Las zeolitas están formadas por cavidades regulares y uniformes, cuyo tamaño oscila entre los 3 y 13 nanómetros que, de acuerdo con los criterios establecidos por la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), pueden considerarse microporos. Esta singularidad, propia de su morfología, posibilita que presenten una superficie interna extremadamente grande en relación con su capa externa.
Cuando esta distancia es suficientemente pequeña, los potenciales de adsorción se suman, lo que permite la retención de las moléculas situadas en el interior. Estas son atraídas por la superficie del poro, formando de esta manera una película o monocapa, constituida por todas las moléculas situadas a una determinada distancia de la superficie. Cuando este proceso de adsorción se replica, el adsorbato se organiza en capas sucesivas.
Adsorción
La adsorción es un proceso que consiste en la retención de átomos, iones o moléculas, que quedan atrapados en la superficie de un sólido. Se trata de un fenómeno donde una sustancia se acumula en una superficie interfacial ubicada entre dos fases. Esto da origen a la formación de una capa líquida o gaseosa en la superficie del material.
En el caso de las zeolitas, el tamaño de su superficie interna, sumado a su anterior propiedad, la microporosidad, es lo que les proporciona la alta eficiencia de adsorción que poseen, ya que mientras menor es el tamaño del poro, mayor será la interacción con las paredes de este. Cuando el tamaño del poro disminuye, se produce un incremento significativo en el potencial de adsorción.
Intercambio iónico
El intercambio iónico es un proceso químico que se aplica al tratamiento del agua, con el objetivo de eliminar minerales u otras sustancias químicas no deseadas presentes en esta. Los iones de efluentes, como nitrato, flúor, sulfato y arsénico, se reemplazan por otros con carga similar.
La sustitución entre cationes intercambiables externos y átomos tetravalentes de aluminio que producen carga neta negativa en la estructura, es propia de los silicatos, minerales a los que pertenecen las zeolitas. Se considera una cualidad inherente a su estructura cristalina y microporosa, asociada al tamaño de las cavidades y al dinamismo de los cationes.
Beneficios de la zeolita en faenas agrícolas
Por su alta capacidad de intercambio iónico y su fácil absorción de humedad, el uso de zeolita en la agricultura proporciona muchos beneficios al agro. Algunas de sus ventajas para el sector son:
- Aumenta el rendimiento de los suelos al retener los fertilizantes en áreas de cultivo.
- Evita la volatilización de nutrientes, mejorando la calidad microbiológica del suelo.
- Retiene la humedad, por tanto, reduce costos de riego.
- Elimina olores indeseables, pues absorbe gases de desecho.
- Evita la toxicidad de algunos suelos, al extraer iones de metales pesados contaminantes.
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