Alejandro Aguirre; Andrea Gallardo; Vanesa Vizuete y Dayana Falero

Universidad Central del Ecuador, Facultad de Ciencias Agrícolas. (2024)

Introducción

El agua, como sabemos, es fundamental para las actividades agrícolas y pecuarias, sin embargo, su calidad depende de diversos factores, la mayoría de ellos de tipo antropogénico, no es raro que en algunas fuentes hídricas existan contaminantes procedentes de industrias como las mecánicas con desechos automotrices, vertederos de basura y sus lixiviados, desechos biológicos como heces animales y humanas, residuos de la agroindustria como fertilizantes o pesticidas e incluso desechos de alcantarilla y camales. De modo que, los agricultores se enfrentan ante escenarios poco alentadores en cuanto al uso de este recurso.

Por otro lado, frente a la verticalidad de la asesoría técnica, la mayoría de las veces resulta imposible entender los resultados de su análisis de agua procedente de un laboratorio acreditado.

Es por esta razón que hemos preparado algunos recursos que te pueden ayudar a comprender los parámetros químicos asociados a la calidad del agua de riego. En este artículo encontrarás: 1. Parámetros químicos de la calidad del agua de riego, 2. Video explicativo de los parámetros químicos asociados a la calidad del agua de riego y 3. video podcast explicativo de los parámetros químicos asociados a la calidad del agua de riego. Esperamos que estos recursos sean de tu utilidad.

Parámetros de Calidad: Químicos

VIDEO EXPLICATIVO

VIDEO PODCAST

Principales Parámetros Asociados a la Calidad del Agua

1. pH

El pH del agua se mide en una escala de 0 a 14. Un pH de 7,0 es neutro, mientras que los niveles de pH inferiores a 7,0 son ácidos y los superiores a 7,0 son básicos. Cada número entero de diferencia representa una diferencia de diez veces la acidez. El pH del agua, junto con la alcalinidad, afecta a la solubilidad y disponibilidad de los nutrientes y a otras características químicas del agua de riego.

En general, la mayoría de las plantas prefieren condiciones ligeramente ácidas en un rango de pH de 5,0 a 7,0. Los problemas con un pH bajo o alto se agravan en las plantas cultivadas en sistemas de cultivo sin suelo o pequeños, ya que los medios de crecimiento pueden actuar a menudo para amortiguar los problemas de pH. Se pueden tolerar niveles de pH más altos si la alcalinidad del agua no es excesiva.

Un pH elevado (>7,0) puede reducir la disponibilidad de varios metales y micronutrientes, causando síntomas de deficiencia. Un pH elevado suele ir acompañado de una alcalinidad elevada. Los problemas de pH alto pueden corregirse mediante una inyección de ácido o, en algunos casos, utilizando un fertilizante ácido. El agua de lluvia en PA es ácida (pH 4,0 a 5,0).

Menos comúnmente, el pH bajo (< 5,0) puede dar lugar a altos niveles tóxicos de metales como el hierro y el manganeso; esto se encuentra generalmente en combinación con una baja alcalinidad. Los problemas de pH bajo pueden corregirse cambiando a un fertilizante básico o encalando el medio de cultivo.

• El pH del agua se mide de 0 a 14.
• Un pH de 7 es neutro, mientras que los valores inferiores son ácidos y los superiores son básicos o alcalinos.

• La mayoría de las plantas prefieren condiciones ligeramente ácidas en un rango de pH de 5,0 a 7,0.

2. Conductividad Eléctrica (CE)

La conductividad se define como la facilidad con que una corriente eléctrica pasa a través del agua. La conductividad nos da una idea del contenido total de sales en el agua. Cuanto más elevada sea la conductividad mayor será el contenido en sales. Las unidades de medida más frecuentes son milisiemens por centímetro (mS/cm) y microsiemens por centímetro (µS/cm).

A continuación, se presentan los distintos rangos de riesgo según la cantidad de mS/cm presentes en el agua.

Conductividad Eléctrica
CE mS/cm	Riesgo
0 – 0,25	Bajo
0,25 – 0,75	Medio
0,75 – 2,25	Alto
> 2,25	Muy Alto

• Proporciona una idea de las sales presentes en el agua.
• Cuanto más elevada sea la conductividad mayor será el contenido en sales.
• Las unidades de medida más frecuentes son milisiemens por centímetro (mS/cm).

3. Relación de Absorción de Sodio (RAS)

Uno de los iones que más favorece la degradación del suelo es el sodio que sustituye al calcio en los suelos de zonas áridas. Esta sustitución da lugar a una dispersión de los agregados y a una pérdida de la estructura, por lo que el suelo pierde rápidamente su permeabilidad. Una acción contraria a la señalada para el sodio es la que desempeñan calcio y magnesio. Para prever la degradación que puede provocar una determinada agua de riego se calcula el índice RAS que es la relación de absorción de sodio. Hace referencia a la proporción relativa en que se encuentran el ion sodio y los iones calcio y magnesio. A continuación, se presentan los rangos de riesgo según el índice de la Relación de Absorción de Sodio presentes en el agua.

RAS	Riesgo
< 3,0	Nulo o bajo
3,0 – 9,0	Leve a moderado
> 9,0	Severo

• El sodio favorece la degradación del suelo.
• El calcio y magnesio realizan lo contrario al sodio.
• El índice RAS indica la relación de absorción de sodio y hace referencia a la proporción de sodio con respecto al calcio y magnesio.

4. Dureza

Este índice se refiere al contenido de calcio en el agua. Es importante para conocer, por un lado, el riesgo de obstrucciones en los ramales de riego, goteos y boquillas, y por otro para indicarnos la utilidad de un agua en determinados tipos de suelo. A continuación, se presentan los distintos valores y durezas que puede tomar el agua.

Dureza del Agua
Tipo de Agua	Valores
Blanda	70 – 140
Ligeramente Dura	140 – 220
Moderadamente Dura	220 – 320
Dura	320 – 540
Muy Dura	> 540

• Se refiere al contenido de calcio en el agua.
• Indica el riesgo de obstrucciones en los componentes de riego.
• Indica la utilidad de un agua en determinados tipos de suelo. [Insertar el Dureza del Agua]

5. Nutrientes y contaminantes

Para que las plantas crezcan grandes y fuertes, necesitan ciertos elementos presentes en el suelo y el agua. Estos elementos pueden considerarse nutrientes o contaminantes. ¿Qué los diferencia?

Nutrientes

 Los nutrientes son aquellos elementos que cumplen una función esencial en el desarrollo y crecimiento de las plantas. En nutrientes, es importante tener cuidado con los excesos, ya que pueden causar un fenómeno llamado «antagonismo». El antagonismo ocurre cuando una cantidad elevada de un elemento impide la absorción de otro. Los enumerados a continuación se consideran nutrientes:

• Calcio (Ca): Las concentraciones de calcio en el agua suelen ser un reflejo del tipo de roca donde se origina el agua. Las aguas subterráneas y los arroyos de las zonas calcáreas tendrán niveles de calcio elevados, mientras que los suministros de agua de las zonas de arenisca o arena/grava del estado tendrán normalmente concentraciones de calcio bajas. Bajos niveles de calcio suelen requerir la adición de fertilizantes de calcio para evitar la deficiencia, mientras que los niveles altos de calcio pueden provocar antagonismo y la consiguiente deficiencia de fósforo o magnesio. Los niveles elevados de calcio también pueden provocar la obstrucción del equipo de riego debido a la formación de incrustaciones (CaCO₃ y otros compuestos que precipitan fuera de la solución). El ablandamiento del agua (intercambio de cationes) se utiliza normalmente para reducir los niveles de calcio en el agua, pero el ablandamiento para el riego debe utilizar potasio para la regeneración en lugar de sodio para evitar daños por el exceso de sodio en el agua ablandada.
• Magnesio (Mg): El magnesio en el agua tiende a originarse en la roca. El magnesio también puede causar la formación de incrustaciones en concentraciones altas, lo que puede requerir el ablandamiento.
• Potasio (K): Un nivel alto de potasio no suele ser preocupante para el crecimiento de las plantas. Los niveles altos pueden indicar una contaminación del agua por parte de los fertilizantes o de otras fuentes artificiales. Las concentraciones en el agua son útiles simplemente para determinar los requisitos generales de fertilización para las plantas que reciben el agua de riego.
• Carbonatos (CO₃) y bicarbonatos (HCO₃): Algunos de los materiales disueltos en el agua son los carbonatos y bicarbonatos, los cuales tienen influencia directa en la alcalinidad del agua. Estos materiales pueden originarse al disolverse de la roca donde se almacena el agua subterránea.
• Nitratos (NO3-): Los niveles altos indican una posible contaminación que pueden indicar problemas de contaminación más amplios agroquímicos. Esto no es bueno porque puede hacer que el agua huela mal y sea mala para los peces
• Fosfato (PO₄³⁻): Los niveles más altos suelen indicar contaminación por escorrentía de fertilizantes o estiércol. Los niveles altos pueden causar antagonismo y deficiencias en otros nutrientes. La mayoría de las veces se reduce mediante la dilución con otras fuentes de agua
• Sulfatos (SO4): Los sulfatos son compuestos de azufre y oxígeno que se encuentran comúnmente en muchos materiales naturales y productos industriales. En el agua de riego, los sulfatos pueden tener un impacto significativo en la calidad del agua y, por lo tanto, en la salud de las plantas y la productividad de los cultivos. La presencia de estos compuestos en el agua puede ser resultado de la disolución de minerales en el agua o de su uso en diferentes procesos industriales y actividades humanas. Por ejemplo, muchas aguas residuales procedentes de la minería, la industria papelera o los detergentes contienen altas concentraciones de sulfatos.

Contaminantes

Los contaminantes no cumplen ninguna función en el crecimiento y desarrollo de las plantas o, si lo hacen, son necesarios en cantidades muy pequeñas. Los contaminantes como el hierro pueden ser perjudiciales en concentraciones elevadas. Causando manchas foliares y amarillamiento.

• Sodio (Na): El sodio tiene muchas fuentes en el agua, como las aplicaciones de sal para carreteras, las aguas residuales, los residuos de ablandamiento del agua y las aguas con un pH natural alto dominadas por el bicarbonato de sodio. Los niveles altos de sodio pueden dañar los medios de cultivo y causar diversos problemas de crecimiento de las plantas. Si se aplica con frecuencia agua con exceso de sodio y bajo nivel de calcio y magnesio a suelos arcillosos, el sodio tenderá a desplazar el calcio y el magnesio en las partículas de arcilla, lo que provocará la ruptura de la estructura, la precipitación de la materia orgánica y la reducción de la permeabilidad. El sodio en exceso puede causar toxicidad en plantas sensibles, particularmente en sistemas de riego recirculante. El sodio puede evaluarse además en función de la tasa de adsorción de sodio (SAR), que se describe a continuación. El sodio es difícil de eliminar del agua que requiere ósmosis inversa, destilación o dilución.
• Cloro (Cl): El cloro puede aparecer en los suministros de agua de forma natural o a partir de diversas actividades (deshielo de carreteras, residuos de perforación de pozos de gas, etc.). El cloro puede dañar las plantas por una excesiva absorción foliar (sistemas de aspersión) o por una excesiva absorción radicular (riego por goteo). La mayoría de las plantas pueden tolerar el cloro hasta 100 mg/L, aunque tan sólo 30 mg/L pueden ser problemáticos en algunas plantas sensibles. El cloro es difícil de eliminar del agua, por lo que es necesario un tratamiento avanzado mediante membranas (ósmosis inversa) o destilación. También puede utilizarse la dilución con agua baja en cloro.
• Hierro: En exceso puede generar manchas foliares, obstrucción y toxicidad.
• Cobre: Es tóxico para algunas plantas. La corrosión de las tuberías es una fuente probable
• Manganeso: Puede obstruir el equipo de riego y causar manchas foliares.
• Cromo, Plomo, Mercurio: Son metales pesados. Su concentración máxima es muy pequeña. son muy tóxicas y acumulables por los organismos que los absorben, los cuales a su vez son fuente de contaminación de las cadenas alimenticias
• Boro: El boro es un micronutriente necesario en pequeñas cantidades. La toxicidad del boro puede producirse si la concentración en el agua de riego o en la solución de fertiirrigación, especialmente en los cultivos de crecimiento lento a largo plazo. Los niveles elevados de boro pueden tratarse mediante sistemas de tratamiento de intercambio aniónico o de ósmosis inversa, pero a veces es necesario ajustar el pH para mejorar la eficacia del tratamiento.

A continuación, se resumen los principales valores de referencia que debe poseer el agua de riego para su uso:

PARÁMETROS QUÍMICOS	UNIDAD	RANGOS DE TOLERANCIA
		Normal	Moderado	Severo
1. Calcio (Ca)	mg/l	Menor a <400	400	Mayor a >400
2. Magnesio (Mg)	mg/l	Menor a <60	60	Mayor a >60
3. Sodio (Na)	mg/l	Menor a <68	68-204	Mayor a >204
4. Potasio (K)	mg/l	Menor a <1.0	1.0-5.0	Mayor a >5.0
5. pH	7-14	Severo	6.5-8.5	Severo
		Menor a <6.5		Mayor a >8.5
6. Conductividad eléctrica (CE)	mS/cm	Menor a 0.7	0.7-3.0	Mayor a >3.0
7. Relación absorción sodio RAS		Menor a <0.3	3.0-9.0	Mayor a >9.0
8. Dureza	Ppm CaCO3	16-75	76-150	Mayor a >150
9. HCO3–	mg/l	Menor a <91	91-518	Mayor a >518
10. Cloro (Cl–)	mg/l	Menor a <42	42-140	Mayor a >140
11. Sulfatos (SO4)	mg/l	Menor a <500	500-900	Mayor a >900
12. Boro (B)	mg/l	Menor a <0.7	0.7-3.0	Mayor a >3.0
13. CROMO TOTAL	mg/L	Menor a <0.1	0.1	Mayor a >0.1
14. Demanda bioquímica de oxígeno (DBO5)	mgO2/L	Menor a <50	50	Mayor a >50
15. Demanda química de oxígeno (DQO)	mgO2/L	Menor a <100	100	Mayor a >100
16. FOSFATOS (P-PO43)	mg/L	Menor a <1.0	1.0-5.0	Mayor a >5.0
17. MERCURIO	mg/L	Menor a <0.001	0.001	Mayor a>0.001
18. NITRATOS (N-NO–3)	mg/L	Menor a <5.0	5.0-30.0	Mayor a >30.0
19. NITRITOS (N- NO–2)	mg/L	Menor a <0.1	0.1	Mayor a >0.1
20. PLOMO	mg/L	Menor a <5.0	5.0	Mayor a>5.0