PARAMETROS PARA LA EVALUACION DE LA CALIDAD DE AGUAS PARA RIEGO

1. CONCENTRACION TOTAL DE SALES

Es una medida del peso de las sales por unidad de peso de agua o solución, determinada por evaporación de un volumen conocida de agua y pesaje del contenido de materiales que tenía disueltos. Se conoce como total de sólidos disueltos TDS y se expresa en terminos de partes por millón ppm o miligramos por litro mg/L

Conociendo el TDS ( Aguas entre 50 y 1000 mg/L ) se puede calcular el Potencial Osmótico del agua o solución de acuerdo a la siguiente ecuación :
                                                                         -4                            -1
                                             ( bar ) = - 5.6 x 10ˆ  x TDS ( mg/L )ˆ

El potencial osmótico está relacionado con la absorción del agua y con el crecimiento de las plantas.

2. LA CONDUCTIVIDAD ELECTRICA

Es un índice del a concentración total de sales disueltas en un agua dada. Se basa en el principio de que la cantidad de corriente electrica que pasa por una solución en condiciones estandarizadas aumenta al aumentar la concentración y ionización de sales.

Las unidades de la conductividad electrica son:

mho/cm , S/m , mmho/cm o dS/m puesto que la solución salina aumenta un 2% por cada grado centígrado todos los valores se estandarizan a una temperatura de 25oC.

Entre la conductividad electrica y el potencial osmótico existe una relación que se representa con la siguiente expresión.

( bar ) = - 0.36 CE ( dS / m )

Esta relación funciona bien en aguas o soluciones con CE entre 3 y 30 dS/m

En consecuencia, TDS se puede expresar en terminos de la CE usando la siguiente expresión.

TDS ( mg/L ) = 0.64 x CE ( dS / m )

3. pH

Aunque no es una determinación de importancia en la evaluación de la calidad de aguas para riego, se concidera la existencia de una rango normal de pH entre 6.5 y 8.4

4. EL ANALISIS QUIMICO

Incluye la determinación de cationes y aniones

Cationes Ca, Mg, Na, K,

Aniones Carbonatos CO3 =, Bicarbonatos HCO3- , Cloruros Cl- , Sulfatos SO4= , y en algunos casos Nitratos NO3-.

Anotaciones

4.1. La suma de cationes en me/L debe ser aproximadamente igua a la suma de aniones en me/L

4.2. Para valores de la CE entre 1.0 y 10.0 dS/m puede aplicarse la siguiente relación:

Total de aniones o cationes ( me/L ) = CE ( dS/m ) x 10

Es conveniente tener cuidado al aplicar esta relación a valores elevados de la CE pues la ecuación no es totalmente lineal.

4.3. El valor de pH puede compararse con la concentración de CO3= . Si el pH del agua es inferior a 8.4 no deben aparecer carbonatos reportados.

5. LA SALINIDAD EFECTIVA

Teniendo en cuenta la reducción el la concentración de sales a medida que se precipitan los carbonatos de Calcio y Magnesio. Se expresa mediante la siguiente ecuación.

SE1: Suma de Cationes - ( CaCO3 + MgCO3 + CaSO4 ) Si Ca > ( CO3 + HCO3 +SO4 )

SE2: Suma de Cationes - Ca Si Ca< ( CO3 + HCO3 + SO4 )

pero Ca > ( CO3 + HCO3 )

SE3: Suma de Cationes - ( Ca + Mg ) Si Ca < ( CO3 + HCO3 )

pero ( Ca + Mg ) < ( CO3 + HCO3 )

SE4 : Suma de Cationes - ( Ca + Mg ) Si ( Ca + Mg ) < ( CO3 + HCO3)

6. SALINIDAD POTENCIAL

Tambien denomimada por Eaton ( 1954 ) Salinidad Efectiva. Se calcula sumando el contenido de cloruros y la mitad de los sulfatos expresados en me/L

SP: Cl- + 1/2 SO4=

Clasificación de las aguas según su salinidad efectiva ( SE ) o por su salinidad potencial ( SP )

7. RELACION DE ABSORCION DE SODIO (RAS)

Es un índice efectivo del peligro potencial de un agua en equilibrio con el suelo. Sin embargo , muchos otros factores pueden influenciar el equilibrio mencionado y hacer variar la relación.

Se define mediante la siguiente ecuación.

RAS = Na +

( Ca +2 + Mg +2 ) 1/2
             2

En donde todas las concentraciones se expresan en me/L

8. INDICE DE SATURACION I.S

Está dado por el índice de Langelier el cual tiene en cuenta la precipitación del Calcio en forma de CaCO3 al alcnazae el punto de saturación en presencia de Bicarbonatos.

I.S. = pH agua - pHc

pHagua = 8.4

pHc = ( pK2 - pKc ) + pCa + pAlk en donde

pK2 - pKc = Suma de ( Ca + Mg + Na )

pCa = Ca

pAlk = ( CO3 + HCO3 )

Los proponenetes de la ecuación aceptaron un valor de pHa = 8.4 con base al hecho de que el suelo es mas buffer que el agua y que un suelo no sódico que contenga CaCO3 tiene un pH de 8.4.

Para el cálculo del pHc se utiliza la tabla No 1 . En ella se han agrupado ( Ca + Mg ) en lugar de figurar Ca solo, esto se debe a que cuando se desarrolló la fórmula el Ca y el Mg se determinan conjuntamente.

Tabla No 1 Estimación del pHc de aguas naturales a partir de los datos de su composición química

9. EFECTO AGREGANTE DE LAS SALES

Las sales tienen un efecto agregante o floculante propiciando la formación de grumos o agregados en contraposición a la dispersión causada por el Na.
A mayor valos de PSI mayor debe ser la concentración de sales en la solución y que los suelos con arcillas iliticas son más sensibles a la dispersión que los suelos con arcillas montmorillonitas.

Tabla No 2
Valor de la floculación a diversos PSI para Ilita y Montmorillonita

Teniendo en cuenta estos efectos se adaptó un momograma que permite determinar el efecto que el sodio en terminos de RAS y la salinidad de un agua de riego en ( dS/m ) puede tener sobre la velocidad de infiltración de un suelo

10. CARBONATO DE SODIO RESIDUAL (CSR)

Otra aproximación empírica que ha sido usada ampliamente para predecir el peligro potencial del sodio asociado con la precipitación del CaCO3 es el Carbonato de Sodio residual ( CSR ) ; se calcula con base en la siguiente ecuación:

CSR = ( CO3= + HCO3- ) - ( Ca+2 + Mg+ )

En donde todas las concentraciones se expresan en me/L . La clasificación de las aguas de acuerdo CSR se hacen con base a la tabla No 3

Tabla No 3

Clasificación de las aguas de riego de acuerdo con CSR

11. PORCENTAJE DE SODIO POSIBLE (PSP)

Es la cantidad de Na que resultaría una vez precipitados los Carbonatos de Ca+ y Mg+2 y el CaSO4 los cuales al precipitarse aumentan relativamente lo proporción de sodio sobre los demás cationes. Se basa en la siguiente ecuación.

PSP =  Na + x 100
                 SE

En donde Na+ se expresa en me/L. y SE = Salinidad efectiva . Valores por encima de 50 hacen que el agua no sea recomendable como se aprecia en la tabla No 4

Tabla No 4

Clasificación detallada de las aguas de riego de acuerdo con el porcentaje de Sodio posible

* Con menos de 10 meq / L de Sodio

** Con más de 10 meq / L de Sodio

12. CRITERIO F.A.O

Para clasificar aguas para riego se ha venido usando el momograma propuesto por el laboratorio de salinidad del USDA ( 1954 ) que considera para el efecto los valores de la CE y de la RAS obtenidos en el análisis de laboratorio. ( Figura No 2 )

Se destaca que un agua de baja salinidad ( menor que 0.5 dS/m y especialmente la menor de 0.2 dS/m ) es corrosiva y tiende a lavar la superficie de los suelos eliminando minerales y sales, principalmente Ca, reduciendo su efecto agregante estabilizador permitiendo que el suelo se selle, taponando los microporos y reduciendo la velocidad de infiltración. El agua de muy baja salinidad ( CE < 0.2 dS/m ) trae como consecuencia problemas de infiltración, no importando el valor de la RAS. El exceso de Na en el agua promueve la dispersión de las arcillas cuando el Na excede al Ca en una proporción 3 a 1. El exceso de Na y Cloruros puede acarrear problemas de acumulación en las superficies foliares.

13. CALIDAD DEL AGUA EN RIEGO POR GOTEO

Los equipos de riego han sido diseñados para funcionar repartiendo a las plantas cantidades muy bajas de agua por unidad de tiempo. Esto implica que el agua que debe pasar a traves de goteros o aspersores muy pequeños , los cuales pueden ocluirse muy fácilmente afectando la uniformidad del proceso y otras labores tales como fertilización, control de plagas, enfermedades y malezas que pueden hacerse a traves del mismo.

Los agentes potenciales de daño están relacionados con la calidad del agua para riego y son de tipo químico, físico y biológico. Ellos actúan independientemente pero tambien pueden hacerlo en combinación, en cuyo caso los efectos pueden ser más graves.

Físicos: Sólidos en suspensión, arenas, limos, arcillas y materia orgánica

Químicos: Precipitaciones de carbonatos de Calcio y Magnesio, de Sulfato de Calcio, de fertilizantes como fosfatos, hierro, zinc, cobre y manganeso. Metales pesados en forma de oxidos, hidroxidos, carbonatos, silicatos y sulfuros.

Biológicos: Algas y bacterias de varios tipos.