RESUMEN LIBRO: CALIDAD QUÍMICA DEL AGUA PARA RIEGO DE PABLO MIGUEL CORAS MERINO I. GENERALIDADES Cuando el agua está en contacto con las rocas y el suelo, se disuelven las sales de los materiales. Entre ellas se encuentran: Nombre común Yeso Sal de Epson Sal de Glauber Bicarbonato Nombre químico Sulfato de calcio Sulfato de magnesio Sulfato de sodio Bicarbonato de sodio Fórmula química CaSO4 2H2O MgSO4 7H2O Na2SO4 10H2O NaHCO3 Al disolverse estas sales en el agua, se disocian en iones: Cationes Ca++ Calcio Magnesio Mg++ Na+ Sodio K+ Potasio Aniones CO3= Carbonato Bicarbonato HCO3SO4= Sulfato ClCloruro NO3Nitrato Se encuentra en bajas concentraciones: potasio, carbonatos y nitratos. El Boro normalmente está en todas las aguas que se utilizan para riego, pero en la mayoría de los casos en concentraciones. La calidad química del agua debe de evaluarse en base a la potencialidad que tiene para causar efectos adversos para el suelo, los cultivos, los animales y a las personas que consumen estos productos. Es importante mencionar que para el riego se debe de tomar en cuenta tanto la calidad química como la calidad agronómica. La primera se basa en la concentración y composición de los constituyentes. Esto permitirá recomendar el agua para fines domésticos, industriales, pecuarios y agrícolas. La segunda debe de tomar en cuenta: la 1) calidad química, 2) suelo por regar, 3) método de riego, 4) condiciones de drenaje del suelo, 5) cultivos a regar, 6) condiciones climáticas y 7) prácticas de manejo del agua, 8) del suelo y 9) de las plantas. II. METODOLOGÍA DE LA TOMA DE MUESTRAS DE AGUA Se debe tomar aproximadamente 1 L de agua y colocarse en un recipiente preferentemente de plástico o vidrio de color oscuro. El recipiente debe de lavarse y enjuagarse con el agua que será muestreada. El pH y la conductividad eléctrica deberán de determinarse lo más pronto posible ya que varían conforme pasa el tiempo. Datos que deben de acompañar la muestra: Lugar del muestreo Número de la muestra Fecha de muestreo Suelo (textura, estructura, tipos, series, etc.) Cultivos Nombre de la persona que tomó la muestra. La forma de tomar la muestra varía según el lugar, como se explica a continuación: o Ríos, canales y drenes Agua en movimiento debajo de la superficie libre del agua. Si el caudal es constante las muestras mensuales serán suficientes. En tiempo de lluvias y avenidas, son necesarias muestras adicionales. o Presas de almacenamiento Si el agua se deriva contantemente con muestras mensuales será suficiente. Cuando el agua se deriva periódicamente debe de muestrearse al inicio de la derivación para detectar la variación en la concentración de sales. o Pozos de almacenamiento Para que la muestra sea confiable debe de hacerse después de una hora de bombeo. Si las extracciones son iguales a la aportación del acuífero muestreos mensuales serán suficientes. Si son mayores, deberán de hacerse más frecuentes. o Lagos de gran extensión Muestreos mensuales y a diferentes profundidades en lugares representativos para detectar las variaciones. Para determinar el balance de sales debe de ser al final de la obra cada semana o diario. o Niveles freáticos Para fines de sub-irrigación deben de construirse pozos de observación de donde se tomarán muestras mensuales. Si el nivel freático varía, deben de tomarse más muestras. o Manantiales Se recomienda cada mes, si hay lluvias deberán de ser más veces. III. CARACTERÍSTICAS QUE DETERMINAN LA CALIDAD QUÍMICA DEL AGUA PARA RIEGO De acuerdo con el HandBook 60 del laboratorio de Riverside, Cal de la USDA las características básicas para determinar la calidad del agua son: 1. 2. 3. 4. El contenido de sales solubles o concentración total de sales solubles. La concentración relativa del sodio con respecto a otros elementos. La concentración de boro u otros elementos que pueden ser tóxicos. La concentración y presencia de algunos elementos en ciertas condiciones. o Concentración de bicarbonatos en relación con la presencia de Ca + Mg. o Presencia y concentración respectiva de: HCO3-, SO4= y Cl-, por ejemplo, en zonas con cultivos permanentes. Contenido total de sales solubles Para determinar el contenido de sales solubles en el agua de riego el Laboratorio de salinidad de los EUA reportó el uso de la conductividad eléctrica (CE). Esta mide los componentes ionizados de la solución. Se relaciona con la suma de aniones y cationes; así como con los sólidos totales disueltos. Se utiliza el puente de Whelstone para determinar la conductividad eléctrica. Este método trabaja con resistencia. En el circuito se intercala una celda de conductividad de pipeta o de inmersión con electrodos de platino. Esta celda tiene una constante. La conductividad eléctrica es la inversa de la resistencia. Conversiones: 1 (mmhos)=1x 10-3 mhos 1µmhos = 1 x 10-3 mmhos 1 ds/m = 1 mmhos/cm Para determinar la CE a cualquier T se debe de usar un factor de corrección (Ft). Para la determinación de la CE a cualquier temperatura se deben de utilizar una corrección, además, si se utilizan los ohms como unidad de residencia se debe de multiplicar por 1000 para obtener mmhos: 𝐶𝐸 𝑥 103 = 𝐾 ∗ 1 ∗ 𝐹 ∗ 1000 𝑅𝑡 𝑡 La concentración relativa de sodio con respecto a otros cationes Los cationes (Ca++, Mg++, Na+, K+ en pequeñas cantidades) y los aniones (CO3=, HCO3-, SO4=, Cl-), solubles de las aguas de riego reaccionan en los suelos en forma iónica. Si la proporción de Na+ aumenta, existe lo que se conoce como peligro de sodificación o peligro de sodio. Esta proporción, además de afecta la calidad química del agua, también afecta las propiedades fisicoquímicas del suelo. La concentración en Na+ se puede medir bien en la disolución del suelo o bien en el complejo de cambio. En el primer caso se denomina razón de adsorción de sodio (RAS) y en el segundo hablamos del porcentaje de sodio intercambiable (PSI). Para establecer la concentración relativa de Na+, surge las Relación de absorción de sodio (RAS): 𝑅𝐴𝑆 = 𝑁𝑎 + √𝐶𝑎 ++ 𝑀𝑔++ 2 Se expresa en meq/L y expresa la actividad de los iones de sodio en la reacción de intercambio catiónico con el suelo. Para el caso del PSI, la fórmula es la siguiente: 100 𝑥 𝑁𝑎+ 𝑃𝑆𝐼 = 𝐶𝐼𝐶 Si se tiene el valor de la RAS y las sales del suelo están en equilibrio con las del suelo, también se puede hacer de la siguiente forma: 𝑃𝑆𝐼 = 100 (−0.0126 + 0.01475 𝑅𝐴𝑆) 1 + (−0.0126 + 0.01475 𝑅𝐴𝑆) A continuación, se muestra la relación entre RAS y PSI en un nomograma. Medida del potencial de hidrógeno (pH) del agua Es importante conocer el pH del agua debido a que puede ser un indicativo de diferentes características: Si el pH es superior a 7, entre 7.5 y 8.5 aproximadamente, denota distinto grado de contenido de sales solubles, las que a su vez podrán estar influidas por el catión sodio de gran valor en la determinación, debido a su peligrosidad. Es sabido que el sodio es sumamente alcalino e induce el valor de pH hacia cifras superiores al límite de 7. En menos grado lo hacen el catión magnesio, calcio. Clasificación de aguas para riego hecha por Riverside Esta clasificación está basada en la conductividad eléctrica en micromhos/cm y en la RAS. Si solo se conoce el valor de Ca2+ y Mg2+, se puede conocer el valor del sodio con la siguiente ecuación: 𝐶𝐸 𝑥 106 𝑁𝑎 = ( ) − (𝐶𝑎2+ + 𝑀𝑔2+ ) 100 + Si lo que no se conoce es el valor de Ca2+ y Mg2+, se puede calcular de la siguiente forma: 𝐶𝑎 2+ + 𝑀𝑔 2+ 𝐶𝐸 𝑥 106 =( ) − (𝑁𝑎+ ) 100 A continuación, se muestra un diagrama de la clasificación de las aguas para riego: Las clasificaciones son las siguientes: A) Conductancia Eléctrica: a. Agua de baja salinidad (C1): Puede usarse con la mayoría e los cultivos y en cualquier suelo con poca probabilidad de desarrollar salinidad. Se necesita algún lavado, pero se logra en condiciones normales de riego (excepto en aquellos suelos de muy baja permeabilidad). b. Agua de salinidad media (C2): Puede usarse siempre y cuando haya un grado moderado de lavado. En casi todos los casos y sin necesidad de prácticas especiales de control de salinidad se pueden producir las plantas moderadamente tolerantes alas sales. c. Agua altamente salina (C3): No puede usarse en suelos cuyo drenaje sea deficiente. Aún cuando el drenaje es adecuado, se pueden necesitar prácticas especiales de control de salinidad, debiendo, por lo tanto, seleccionar únicamente aquellas especias vegetales tolerantes a las sales. d. Agua altamente salina (C4): No es apropiada para riego bajo condiciones ordinarias, pero puede usarse ocasionalmente en circunstancias especiales. Los suelos deben de ser permeables, de drenaje adecuado y se debe de aplicar al suelo un exceso de agua para un buen lavado, seleccionándose cultivos altamente tolerantes a las sales. B) Sodio: a. Agua baja en sodio (S1): Puede utilizarse para el riego de la mayoría de los suelos, aunque en algunos cultivos sensibles como algunos frutales y aguacates, pueden acumular cantidades perjudiciales de sodio. b. Agua media en sodio (S2): En suelos de textura fina el sodio representa un peligro considerable, más aún so hay una alta CIC, especialmente en condiciones de lavado deficiente, a menos que el suelo contenga yeso. Estas aguas sólo pueden usarse en suelos de textura grueso o en suelos orgánicos de buena permeabilidad. c. Agua alta en sodio (S3): Producen niveles de sodio tóxicos en la mayoría de los suelos. Necesita manejo especial, buen drenaje, fácil lavado y adiciones de materia orgánica. Puede aplicarse en suelos yesíferos sin que se desarrollen niveles tóxicos de sodio. Se podrían utilizar mejoradores químicos para sustituir el calcio intercambiable, aunque no serían económicamente viables si se usa agua de muy alta salinidad. d. Agua muy anta en sodio (S4): Es inadecuada para el riego, excepto cuando: la salinidad es baja o media, la existencia de calcio en el suelo y la aplicación de yeso u otros mejoradores, no hacen antieconómico el empleo de esta clase de agua.
