DETERMINACION DE LA CALIDAD DE LAS AGUAS DE RIEGO

Proyecto AG - CV - 018 “Estudios de Metodologías para la Validación de un Modelo Predictivo para el Manejo y Control de la Salinidad del Suelo

Y del Agua en la Península de Santa Elena, Provincia del Guayas, Ecuador”

Proaño Saraguro Jaime, Ing. Agr.

Del Cioppo Morstadt Javier, Ing. Agr.

Correa Madrid Marcelo, Ing. Agr.

PUBLICACIÓN TÉCNICA RD - 5

Copyright

Universidad Agraria del Ecuador Cita sugerida: J. Proaño-Saraguro, Del Cioppo-Morstadt y Correa Madrid Marcelo, J. 2004. Determinación de la calidad de las aguas de riego. Proyecto ¨ Estudios de Metodologías para la Validación de un Modelo Predictivo para el Manejo y Control de la Salinidad del Suelo y del Agua en la Península de Santa Elena, Provincia del Guayas, Ecuador”, Universidad Agraria del

Ecuador, PROMSA-MAG, CEDEGE, EMBRAPA y CIDIAT, UNIVERSIDAD DE

VALENCIA. Guayaquil - Ecuador

GUAYAQUIL

2004

ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN 2 2.- TOMA DE MUESTRAS Y ENVÍO AL LABORATORIO 3 3.- LOS RESULTADOS ANALÍTICOS Y SU INTERPRETACIÓN 4 3.1.- Índices de primer grado 4 3.1.1.- pH 5 3.1.2.- Contenido total de sales 5 3.1.3.- Iones 8 3.1.4.- Comprobación en los datos del boletín de análisis 9 3.2.- Índices de segundo grado 10 3.2.1.- R. A. S. 10 3.2.2.- Carbonato sódico residual (Eaton) 13 3.2.3.- Dureza 14 3.2.4.- Coeficiente alcalimétrico 15 4.- NORMAS COMBINADAS FRECUENTES EN LA CLASIFICACIÓN DE

AGUAS DE RIEGO 17

4.1.- Normas principales 18 4.1.1.- Normas Riverside 18 4.1.2.- Normas H. Greene 19 4.1.3.- Normas de L.V. Wilcox 21 5.- LA INFLUENCIA DEL SUELO EN LA CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO.

EFECTO DE LA PERMEABILIDAD. RIESGO DE ALCALINIZACIÓN. 23

5.1.- Interpretación de la calidad del agua en relación con la permeabilidad

del suelo que se pretende regar. 23

5.2.- Interpretación de la calidad del agua en función del riego de

alcalinización del suelo. El SAR ajustado. 25

BIBLIOGRAFÍA 30

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1.- INTRODUCCIÓN El riego es un factor importante en la salinización del suelo cuando no es manejado adecuadamente. Existen muchos casos, en el mundo de zonas agrícolas ricas que, como consecuencia de un riego inadecuado, se han salinizado, volviéndose totalmente improductivas. Todas las aguas de riego tienen un contenido mayor o menor de sales solubles. Sin embargo, en las regiones que necesitan riego, esa salinidad es con frecuencia mucho mayor. En el área de influencia del proyecto de Trasvase Daule – Santa Elena, el agua de los embalses y canales, en la mayoría de los casos la salinidad de las aguas está comprendida entre 0.4 y 1.0 mmhos/cm. La calidad del agua se define en función de tres criterios principales: salinidad en sentido restringido, sodicidad y toxicidad. El criterio de salinidad evalúa el riesgo de que el uso del agua ocasione altas concentraciones de sales en el suelo, con el correspondiente efecto osmótico y disminución de rendimientos de los cultivos. El criterio de sodicidad analiza el riesgo de que se induzca en el suelo un elevado PSI, con deterioro de su estructura. El criterio de toxicidad estudia los problemas que pueden crear determinados iones. El objetivo de este trabajo es servir de orientación a los administradores de fincas, productores y gerentes de proyectos, así como también, a consultores e ingenieros, en la evaluación e identificación de problemas potenciales relacionados con la calidad del agua. Este folleto está orientado para ser usado por el personal de campo que debe tomar las decisiones sobre la forma más eficaz de utilizar las aguas en el riego. Por ello se busca solucionar y prevenir los problemas de campo relacionados con la calidad del agua, siendo su meta final el obtener una máxima producción de alimentos con las aguas disponibles.

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En este trabajo se describirán los métodos más utilizados de clasificación de calidad del agua, que son, por otra parte, los que más nos pueden ayudar a formar un criterio acertado, ya que ellos adolecen de basar la calidad del agua en su contenido en sales solubles, sin considerar las relaciones que se establecen entre ésta y el medio en el que será consumida. La calidad del agua puede variar significativamente según el tipo y cantidad de sales disueltas. Las sales se encuentran en cantidades relativamente pequeñas pero significativas, y tienen su origen en la disolución o meteorización de las rocas y suelos, además de la disolución lenta de la caliza, del yeso y de otros minerales. Las sales son transportadas por las aguas de riego y depositadas en el suelo, en donde se acumulan a medida que el agua se evapora o es consumida por los cultivos. 2.- TOMA DE MUESTRAS Y ENVÍO AL LABORATORIO Para la toma de muestras de agua se recomienda utilizar un recipiente de vidrio o plástico. Debe tener capacidad suficiente, recomendándose para el análisis químico ordinario de un ½ litro a 1 litro. Debe lavarse bien, enjuagándose con cuidado y procurar que el interior del recipiente escurra al máximo. Con respecto a la toma de muestra, es importante que esta sea representativa, es conveniente que la muestra pase el menor tiempo entre la toma y el análisis, para evitar alteraciones en la composición. Para tomar muestras en pozos, se recomienda tomarlas después de un tiempo de funcionamiento, con el objetivo de esperar que si ha habido concentraciones durante la parada, poco significativas, hayan sido ya excluidas. En cuanto a las

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muestras en aguas superficiales, nunca se deberán tomar en remansos, remolinos, es decir, donde la corriente no sea normal, en cuanto a la profundidad, se deberá tomar a media profundidad, es decir, ni en la superficie ni en el propio fondo. Una vez que se ha tomado la muestra, se debe recubrir la tapa con cinta adhesiva; y se la colocará en una hielera, con el objetivo de mantener la muestra a baja temperatura. Por último es importante describir el detalle del origen de las aguas, tales como: pozo, canales, embalses, alcantarillas, industrias, etc., las características de los suelos a regar, tales como: permeabilidad, conductividad eléctrica del extracto saturado, degradación de la estructura del suelo (relación de absorción de sodio), y cualquier otra información que se considere que está en relación con la calidad de las aguas de riego. 3.- LOS RESULTADOS ANALÍTICOS Y SU INTERPRETACIÓN. Los datos analíticos contenidos en los informes procedentes del laboratorio tienen una interpretación individualizada que se corresponde con el efecto que la experiencia atribuye a su menor o mayor intensidad. También se pueden combinar entre sí, con el fin de ajustarse al efecto combinado de varios de ellos. Los datos analíticos son índices de primer grado o inmediatos mientras que la combinación de varios de estos datos da lugar a índices de segundo grado para la interpretación de la calidad agronómica del agua de riego. 3.1.- Índices de primer grado Entre los datos más frecuentes en los boletines de análisis se encuentran los siguientes:

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3.1.1.- pH Generalmente no es un índice demasiado importante en la calificación del agua. Sin embargo, cuando se sospecha que las aguas hayan podido ser contaminadas por residuos industriales, éste es un buen índice de detección, pues puede salirse alarmantemente de los límites normales (7 a 8). 3.1.2.- Contenido total de sales Uno de los aspectos más interesantes desde el punto de vista del riego es el contenido en sales del agua. Este contenido puede ser peligroso cuando pasa por encima de 1 gramo/ litro, contabilizándose en esta cifra todos los iones existentes en el agua. El contenido total de sales se determina midiendo la conductividad eléctrica, que es una de las determinaciones que se utilizan con mayor frecuencia. La conductividad eléctrica indica la facilidad con que una corriente eléctrica pasa a través del agua, de forma que cuanto mayor sea el contenido de sales solubles ionizadas, mayor será el valor de conductividad eléctrica. Para medirla se utiliza el conductivímetro, el cual se expresa en fracciones de mho/cm /1, comúnmente se expresa en micromhos/cm, en milimhos/cm, y actualmente en decisiemen/m. Entre ellas existe la siguiente relación: 1mho/cm = 1000 milimhos/cm = 1000000 micromhos/cm. 1 milimhos/cm = 1 decisiemen/m

/1 El mho/cm, unidad de conductividad eléctrica, es la inversa del ohm x cm,

unidad de resistividad eléctrica; precisamente al ser la inversa se han invertido el orden de las letras de OHM (MHO).

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Como la temperatura influye en esta determinación y con el fin de obtener resultados homogéneos se refieren todas las medidas a 25°C. Teórica y prácticamente se ha demostrado que la cantidad de sales disueltas e ionizadas en el agua es proporcional a la cantidad de corriente que pasará a través de esta. Como la mayoría de las sales más importantes son muy solubles e ionizables, también se ha llegado a comprobar prácticamente que se cumple la relación siguiente:

S.T. = C.E. x K

Donde: S.T. = Concentración en sales totales C.E. = Conductividad eléctrica a 25°C. K = Constante de proporcionalidad. Aproximadamente se ha fijado K = 0.64 si la Conductividad eléctrica se expresa en micromhos/cm y el contenido en sales totales en ppm /2 = mg/litro /3. La conductividad eléctrica representa, por tanto, la concentración en sales que tiene el agua, sales que dan lugar a una presión osmótica de la solución, tanto mayor cuánto más elevada sea su concentración. Esto quiere decir, que en su misión fundamental de cubrir las necesidades hídricas de las plantas, el agua de riego será tanto más efectiva cuánto menor sea su presión osmótica y, por lo tanto, su salinidad.

/2

Partes por millón. /3 Ppm = mg por mil gramos, y tratándose de agua se puede admitir que 1000

gramos equivalen a 1 litro, luego ppm = mg por litro

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Una relación que liga, de forma aproximada, la conductividad eléctrica y la presión osmótica es:

Po = 0.36 x C.E.

Donde: Po = Presión osmótica en atmosferas. C.E.= Conductividad eléctrica en milimhos/cm a 25°C. Para que un agua se pueda utilizar en el riego debe tener una conductividad eléctrica a 25°C baja, pues a medida que aumenta será menor el rendimiento en relación con la nutrición de los cultivos. Valores de 1500 a 2000 micromhos/cm indica ya riesgo de salinización del suelo. Las limitaciones que se derivan de este índice, con respecto a los sistemas de riego, son muy restrictivas en el caso de riego por aspersión. Éste método no es recomendable cuando la C.E. es superior a los 1500 – 2000 micromhos/cm, ya que aguas excesivamente salinas pueden dar lugar a quemaduras en las hojas de los cultivos. El riego por surcos no se recomienda cuando el agua tiene una C.E. superior a los 2000 – 2500 micromhos/cm, pues este sistema, al aumentar la superficie de evaporación, provoca una fuerte acumulación de sales en la zona radicular de los cultivos. Como norma general se deben emplear grandes dosis de riego cuando el agua presente un elevado valor de conductividad eléctrica.

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3.1.3.- Iones Los iones que se determinan en un análisis normal de agua para riego son:

Cationes Aniones Calcio (Ca++) Magnesio (Mg++) Sodio (Na++) Potasio (K+)

Cloruro (Cl-) Sulfato (SO4

=) Bicarbonato (CO3H

-) Carbonato (CO3

=) Cuadro 1.- Peso equivalente (químico) de los iones más frecuentes en el agua de

riego.

Iones Peso del

equivalente químico /4 (gramos)

Peso del miliequivalente

(meq) /5 (gramos)

Ca++ Mg++ Na++ K+ Cl-

SO4 =

CO3H-

CO3=

20.04 12.16 23.00 39.10 35.46 48.03 30.00 61.00

0.02004 0.01216 0.02300 0.03910 0.03546 0.04803 0.03000 0.06100

La concentración en cada uno de ellos es muy variable. En general, entre los cationes son más abundantes el calcio y el magnesio, y entre los aniones, el cloruro y el sulfato. El contenido de potasio. La presencia de potasio en el agua de riego, hay que tomar en cuenta, desde el punto de vista de la aportación de este nutriente al suelo.

/4 El equivalente químico es una magnitud de carácter peso relativo (como el

peso molecular y el peso atómico). /5 Es la milésima parte del equivalente químico.

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El contenido de cloruro. Este ion es uno de los más conocidos, en sus efectos, de todos los iones salinos. Su presencia en las aguas hace que los cultivos queden afectados con gran frecuencia de clorosis foliares acentuadas en las partes más iluminadas, que pueden degenerar en necrosis de los bordes foliares. Se señala como límite de tolerancia para aguas de riego 0.5 mg/l, dependiendo del tipo de suelo. El contenido de sodio. Este es otro de los iones responsables de toxicidades específicas en los cultivos. Se estima que concentraciones en aguas de riego superiores a 0.2 g/l pueden producir estas toxicidades. El contenido de boro. Es un elemento tóxico a niveles que algunos autores estiman en el agua de riego en 0.5 mg/l, no se recomienda utilizar aguas que superen los 2.5 mg/l. 3.1.4.- Comprobaciones en los datos del boletín de análisis Antes de calificar el agua, se debe comprobar que no haya habido errores de determinación. Esta comprobación se debe realizar teniendo en cuenta lo siguiente: 1.- La suma de aniones debe coincidir, aproximadamente, con

la de cationes, ambas expresadas en meq/l. Generalmente se permite un error de un 5% por exceso o por defecto.

2.- Generalmente se cumple que la suma de cationes, expresada en meq/l, multiplicada por un coeficiente que oscila entre 80 y 110, es igual al valor numérico de la conductividad eléctrica.

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Ejemplo 1:

El análisis de una muestra de agua del embalse del Azúcar, proporciona los siguientes valores: Conductividad eléctrica a 25°C: 890 micromhos/cm

Cationes Meq/l Aniones Meq/l Calcio Magnesio Sodio Potasio

3.31 2.35 2.91 0.31

Cloruro Sulfato Bicarbonato Carbonato

2.70 3.22 2.69 0.20

Total 8.88 8.86 Solución:

1.- El 5% de 8.86 es 0.44, cifra superior a la diferencia entre la sumas de aniones y cationes. El resultado en esta prueba es veraz al cumplir la norma 1.

2.- 890/8.88 = 100.23; Vemos que es un valor normal, pues cumple la norma segunda enunciada anteriormente. (Coeficiente entre 80 y 110).

3.2.- Índices de segundo grado

Los índices de segundo grado buscan medir el efecto combinado de dos o más sustancias que se hallan disueltas en el agua de riego. Así tenemos que el efecto del sodio degradando la estructura del suelo se contrarresta con la acción del calcio, por lo tanto un índice de segundo grado para medir el efecto de un agua sobre la estructura del suelo deberá considerar aquellos efectos y expresar la acción resultante de ambos iones.

3.2.1.- S.A.R.

Es la relación de adsorción de sodio. Hace referencia a la proporción relativa en que se encuentra el ión sodio y los iones calcio y magnesio.

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Hasta aquí hemos considerado que las relaciones que se establecen entre el agua de riego y los cultivos tienen como base un medio inerte que es el suelo. Sin embargo, la función de éste en la nutrición hídrica de las plantas depende en gran medida de su estructura física. Por ello es importante en las zonas de riego, es la conservación de los suelos y, en especial, de su capacidad de ser recipientes de agua, evitando que se degraden por efecto de las sustancias que en ellos se vierten. Uno de los iones que más favorecen la degradación del suelo es el sodio que sustituye al calcio en los suelos de zonas áridas, en circunstancias especiales y cuando se va produciendo la desecación superficial de los mismos. Ésta sustitución da lugar a una dispersión de los agregados y a pérdida de la estructura, por lo que el suelo adquiere un aspecto polvoriento y amorfo, perdiendo rápidamente su permeabilidad. Para preveer la degradación que puede provocar una determinada agua de riego se calcula el índice S.A.R, que nos da una idea del predominio de uno u otro efecto a la vista de la composición iónica del agua. Se calcula mediante la siguiente expresión: S.A.R. = INa +I ½ (ICa++I+ IMg++I)

En la que los cationes se expresan en meq/litro Cuando al analizar un agua se encuentran valores del S.A.R. superiores a 10, podemos decir que es alcalinizante, siendo mayor este riesgo cuanto mayor sea aquel valor.

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Para su cálculo podemos usar el nomograma de la figura 1, en el que se unen los puntos correspondientes a las escalas laterales para encontrar en la intersección con la escala central el valor buscado. Ejemplo 2: El análisis de una muestra de agua, del embalse del Azúcar, da los siguientes valores:

Cationes meq/l Calcio Magnesio Sodio Potasio

3.31 2.35 2.91 0.31

Realizando los cálculos indicados, el índice es: 1.73, correspondiente a un agua sin riesgo de alcalinización del suelo, recomendándose apta para el riego.

Fig. 1.- Nomograma para el cálculo de S.A.R. y de E.S.P.

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3.2.2.- Carbonato sódico residual (Eaton). Otro índice que nos habla de la acción degradante del agua es el denominado carbonato sódico residual (C.S.R.), que se calcula mediante la siguiente fórmula:

C.S.R. = (CO3– + CO3H – ) – (Ca++ + Mg ++)

En la que los iones se expresan igualmente en meq/litro. Según C.S.R., las aguas son: Recomendables: Tienen un C.S.R. cuyo valor es inferior a 1.25 meq/litro. Poco recomendables: Tienen un C.S.R. cuyo valor está comprendido entre 1.25 y 2.5 meq/litro. No recomendables: Tiene un C.S.R. cuyo valor es superior a 2.5 meq/litro. Ejemplo 3: El análisis de una muestra de agua, del embalse del Azúcar, ha dado los siguientes valores:

Cationes meq/l Aniones meq/l Calcio Magnesio

3.31 2.35

Bicarbonato Carbonato

2.69 0.20

Calcular el C.S.R. e interpretar el valor hallado. Solución: C.S.R.= (0.20 + 2.69) – (3.31 + 2.35) < 0 Corresponde a un agua recomendable desde el punto de vista del carbonato sódico residual.

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3.2.3.- Dureza El grado de dureza se refiere al contenido en Calcio en el agua. En general, las aguas muy duras son poco recomendables en suelos fuertes y compactos. Una forma de disminuir la dureza del agua es airearla, ya que de esta forma se puede inducir una precipitación del calcio. Cuando se trata de rescatar suelos con excesivo contenido en sodio, es aconsejable, de ser posible, el empleo de aguas duras. El cálculo de la dureza del agua, expresada en grados franceses, se hace aplicando la siguiente fórmula: Grados hidrométricos franceses = [Ca++ (mg/l) x 2.5] + [Mg++ (mg/l) x 4.12]

10 Los valores obtenidos, se pueden interpretar con la siguiente escala:

Tipo de agua Grados Hidrométricos franceses

Muy dulce Dulce Medianamente dulce Medianamente dura Dura Muy dura

< 7 7 – 14 14 – 22 22 – 32 32 – 54

> 54 Ejemplo 4: El análisis de una muestra de agua, procedente del embalse del Azúcar, ha dado los siguientes valores:

Cationes meq/l mg/l Calcio Magnesio

3.31 2.35

66.2 28.4

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El grado de dureza se obtiene empleando la fórmula descrita anteriormente: Grado de dureza = (66.2 x 2.5) + (28.4 x 4.12) 10 Grado de dureza = 4.83 Por lo tanto se la clasifica como agua muy dulce. 3.2.4.- Coeficiente alcalimétrico. (Índice de Scott) (fig. 2) El índice de Scott o alcalimétrico, se define como la altura de agua, en pulgadas (1 pulgada = 2.54 cm), que después de la evaporación dejaría en un terreno vegetal, de cuatro pies de espesor (1 pie = 0.3048 m), alcalinidad suficiente para imposibilitar el desarrollo normal de las especies vegetales más sensibles. El cálculo del mismo se diferencia según los siguientes casos: 1.- Hay en el agua más cloruro del que se necesitaría, para

compensar con todos los iones sodio producir la sal del cloruro sódico. Esto se expresa de la siguiente forma:

INa+I – 0.65 ICl-I es cero o negativo

En este caso el índice alcalimétrico o de Scott tiene el siguiente valor: k = 2040

ICl-I

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2.- Si INa+I – 0.65 ICl-I es positivo, pero no mayor que 0.48 (SO4), el coeficiente alcalimétrico tiene el siguiente valor:

k = 6620

INa+I + 2.6 ICl-I 3.- Si INa+I – 0.65 ICl-I, - 0.48 ISO4

=I, es positivo, el coeficiente alcalimétrico tiene el siguiente valor:

k = 662

(INa+I – 0.32 ICl-I – 0.43 ISO4 =I)

Los iones se los expresa en mg/litro.

Calidad del agua Valores de k Buena Tolerable Mediocre Mala

> 18 6.0 – 18 1.2 – 6.0

< 1.2

Fig. 2.- Coeficiente alcalimétrico

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Ejemplo 5: El análisis de una muestra de agua del embalse del Azúcar ha proporcionado los siguientes valores:

Cationes mg/l Aniones mg/l Sodio 66.93 Cloruro

Sulfato 95.74 157.06

Primero se determina en cual de los casos descritos se halla comprendida esta agua.

66.93 – (0.65 x 95.74) = 4.7 Como es negativo, el índice alcalimétrico se calculará mediante la expresión indicada como el primer caso, luego:

6620 = 21

66.93 + 248.92 Se trata de agua buena, utilizable para el riego. 4. NORMAS COMBINADAS FRECUENTES EN LAS

CLASIFICACIONES DE AGUAS DE RIEGO. Este capítulo hay que diferenciarlo del anterior, referente a los índices, por considerar que las normas que a continuación expondremos se basan en la utilización combinada de algunos de esos índices antes descritos. Se las describirá ligeramente, ya que se adjuntan los correspondientes gráficos, los cuales se explican por si solos.

K =

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4.1.- Normas principales

4.1.1.- Normas Riverside

Estas normas tienen en cuenta la conductividad eléctrica y el S.A.R. Según estos dos índices, se establecen categorías o clases de aguas enunciadas según las letras C y S (primeras iniciales de cada uno de los índices escogidos) afectadas de un subíndice numérico cuyo valor aumenta de acuerdo al índice respectivo.

En la figura 3 del U. S. Soil Salinity Laboratory, estos subíndices varían entre 1 y 4. FIg. 3.- Diagrama de normas de Riverside, para la clasificación de agua de riego

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Igualmente, en la figura indicada se establecen las calificaciones correspondientes a cada caso; como norma general, a medida que aquellos subíndices toman valores más altos, la calidad del agua es peor. Ejemplo 6: El análisis de una muestra de agua, del embalse del Azúcar, ha proporcionado los siguientes valores:

Cationes meq/l Calcio Magnesio Sodio

3.31 2.35 2.91

Conductividad eléctrica a 25°C: 890 micromhos/cm Clasificando esta agua según las normas de Riverside, con los valores indicados y aplicando la expresión de S.A.R. se obtiene para éste índice el siguiente valor:

S.A.R.= 1.72 2 Con este valor vamos al gráfico y señalamos en abscisas los 890 micromhos/cm y en las ordenadas el valor hallado para el S.A.R. Obtendremos una calificación para el agua de C3S1, que indica riesgo alto de salinización del suelo y muy bajo de alcalinización (incorporación de sodio al complejo adsorbente del suelo). Hay que indicar que estas normas son bastantes restrictivas y al aplicarlas a nuestras aguas de riego proporcionan calificaciones demasiado desfavorables.

4.1.2.- Normas H. Greene Estas normas fueron preparadas para la FAO por H. Greene; en ellas se toma como base la concentración total de las aguas expresada en miliequivalentes por litro con relación al

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porcentaje de sodio. Este porcentaje se calcula con respecto al contenido total de cationes expresados en meq/L. En la figura 4 siguiente se halla el diagrama correspondiente a estas normas. Su utilización se explica con el siguiente ejemplo:

Figura 4.- Normas de H. Greene

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Ejemplo 7: El análisis de una muestra de agua del embalse del Azúcar ha arroja los siguientes valores:

Cationes meq/L Aniones meq/L Calcio Magnesio Sodio Potasio

3.31 2.35 2.91 0.31

Cloruro Sulfato Bicarbonato Carbonato

2.70 3.27 2.69 0.20

Total 8.88 Total 8.86 Clasificando esta agua de acuerdo con las normas de H. Greene, tenemos: Porcentaje de sodio sobre cationes:

2.91/8.88 x 100 = 32.8 33%. Concentración total (cationes + aniones): 17.74. Con estos valores vamos al diagrama y encontramos que al agua le corresponde la calificación de: agua de buena calidad. Esta es una de las normas menos restrictivas que existe y su calificación no ofrece muchas garantías cuando arroja un bueno como resultado, pero si, arroja como resultado malo, el agua es decididamente mala y no se recomienda regar con ella. 4.1.3.- Normas de L.V. Wilcox Considera como índices para la calificación de las aguas el porcentaje de sodio respecto al total de cationes y la conductividad eléctrica.

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Establece las calificaciones que se indican en el diagrama correspondiente de la figura No.5. Su uso se explica con el siguiente ejemplo: Figura No. 5. Calificación de las aguas el porcentaje de sodio respecto al total de

cationes y la conductividad eléctrica.

Ejemplo 8: El análisis de una muestra de agua, corresponde al embalse “El Azúcar”, ha proporcionado los siguientes valores:

Cationes Meq/L Calcio Magnesio Sodio Potasio

3.31 2.35 2.95 0.31

Total 8.92

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La conductividad eléctrica (CE) a 25°C es igual a 890 micromhos/cm. Clasificar esta agua de acuerdo con las normas de L.V. Wilcox. Solución: Porcentaje de sodio = 2.95/ 8.88 x 100 = 33.22%. Con este valor y el de la conductividad eléctrica vamos al diagrama correspondiente (fig.5) y hallamos la calificación de: Buena a admisible 5.- LA INFLUENCIA DEL SUELO EN LA CALIDAD DEL AGUA DE RIEGO. EFECTO DE LA PERMEABILIDAD. RIESGO DE ALCALINIZACIÓN. 5.1.- Interpretación de la calidad del agua en relación con la

permeabilidad del suelo que se pretende regar. Uno de los mayores defectos que encontramos a los distintos sistemas de calificación de aguas es que todos ellos están basados principalmente en su composición química y no tienen en cuenta el tipo de suelo que se va a regar con ellas. En las figuras 6A y 6B, nos sirven para establecer un diagnostico aproximado de la calidad del agua. En ellos se describen los dos índices, conductividad eléctrica y el RAS, con relación al suelo que hay que regar. Su utilización es inmediata conociendo los citados índices y las características físicas del suelo en cuestión.

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Fig. 6A.- Clasificación de las aguas de riego basada en el riesgo de salinidad.

Fig. 6B.- Clasificación de las aguas de riego basada en el riesgo de sodio.

Ejemplo 9: Se pretende regar un suelo franco arcilloso, de permeabilidad moderada, con agua del embalse del Azúcar, cuyo análisis, proporciona los siguientes valores:

Cationes meq/L Calcio Magnesio Sodio potasio

3.31 2.35 2.91 0.31

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Conductividad eléctrica a 25°C: 890 micromhos/cm. Vamos a calificar esta agua desde el punto de vista de las propiedades del suelo. El cálculo del RAS es igual a: 2, y como la conductividad eléctrica es de 890 micromhos/cm., vemos que el primero de los gráficos nos indica que el agua es mediana y el segundo que es mediana, por lo que su uso no es recomendable. Según las figuras 6A y 6B, estimamos que esta agua se puede utilizar en suelos de permeabilidad moderada a muy permeable. 5.2.- Interpretación de la calidad del agua en función del riesgo de alcalinización del suelo. El RAS corregido. La influencia sobre la permeabilidad del suelo que tiene un agua de riego no depende solo de la relación entre sodio, calcio y magnesio, sino que está relacionada también con la presencia en la composición del agua de iones bicarbonato y carbonato cuya actividad da lugar a la precipitación de calcio y magnesio y, en consecuencia, a la disminución de la concentración de éstos elementos en beneficio de la acción degradante del sodio. Se pone a consideración una alternativa de evaluación, recomendada por la FAO en su manual # 29 de Riego y Drenaje, propuesto por Suárez en 1981, la cual considera la ecuación del RAS, ajusta la concentración de calcio en el agua al valor de equilibrio esperado después del riego, e incluye, además, los efectos del dióxido de carbono (CO2), del bicarbonato (HCO3) y de la salinidad, sobre el calcio originalmente contenido en el agua del riego y que no forma parte del agua del suelo. Este procedimiento denominado Relación de Adsorción de Sodio corregida (RAS°), supone la existencia de una fuente de calcio en el suelo, como la caliza

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(CaCO3) u otros minerales como los silicatos y la inexistencia de precipitación del magnesio. El RAS corregido puede utilizarse para prever mejor los problemas de infiltración causados por concentraciones relativamente altas de sodio, o bajas de calcio, en las aguas de riego (Suárez 1981, y Rhoades 1982) y sustituir los valores del RAS dados en la tabla … El RAS corregido puede calcularse mediante la siguiente expresión: Donde: Na = contenido de sodio en el agua de riego, en meq/L Ca° = contenido corregido de calcio en el agua de riego, en meq/L Mg = contenido de magnesio en el agua de riego, en meq/L

El valor de Ca° es el contenido de calcio en el riego, corregido por la salinidad del agua (CEa), por el contenido de bicarbonato en relación a su propio contenido de calcio (HCO3/Ca) y por la presión parcial del dióxido de carbono (CO2) ejercida en los primeros milímetros del suelo (P = 0.0007 atmósferas). El Cuadro 2 da los valores de calcio corregidos (Ca°), para ser utilizados en la ecuación de RASo Cada uno de estos valores representa la concentración final del calcio que permanecería en solución en el suelo, como resultado de aplicar un agua de determinada salinidad (CEa) y contenido relativo de bicarbonato en relación al calcio (HCO3/Ca).

RAS° = Na

(Ca° + Mg)

2

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Cuadro 2.- concentración de calcio (Caº) en el agua del suelo, contenida en el suelo cerca de la superficie, que resultaría de regar con aguas de determinado valor HCO3 / Ca y conductividad ECa6,7,8

6 Fuente: Suárez (1981)

7 Supone: a) una fuente de calcio proveniente de silicatos o caliza (CO3Ca); b) no existe precipitación del magnesio; c) la presión relativa al CO2 cerca de la superficie del Suelo es 0.0007 atmósferas.

8 Caº, HCO3/Ca expresados en meq/l y la ECa en dS/m

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Ejemplo 10: El análisis de una muestra de agua procedente del embalse del Azúcar nos dio los siguientes datos: Conductividad eléctrica a 25°C: 3725 micromhos/cm. Calcular el SAR ajustado o interpretarlo en función del riesgo de alcalinización del suelo. Vamos a proceder a calcular el SAR corregido e interpretarlo en función del riesgo de alcalinización del suelo.

HCO3/Ca = 0.81 Del cuadro 2: Ca° = 2.3 meq/L.

RAS° = 2

Como se comprueba en dicho gráfico, para un mismo valor de salinidad del agua de riego, el riesgo es mayor cuanto más alto es el RAS°. En cambio para un mismo valor de RAS°, el riesgo disminuye cuando aumenta la salinidad.

Cationes Meq/l Calcio Magnesio Sodio Bicarbonato Carbonato

3.31 2.35 2.91 2.69 0.20

RAS° = Na

(Ca° + Mg)

2

= 2.91

(2.3 + 2.35)

2

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Por tratarse de una agua cuya conductividad eléctrica a 25ºC está entre 400 y 1600 micromhos / cm, podemos establecer que no provocara problemas de alcalinización del suelo. Para la evaluación del riesgo de sodicidad de un agua en función del RAS° se puede utilizar el cuadro No. 3 Cuadro No. 3.- Criterios para interpretar el valor del R.A.S. ajustado.

Cuando el valor de la conductividad eléctrica expresada a 250C es inferior a 400 micromhos/cm.:

SAR. ajustado Clasificación Menor de 6 Entre 6 y 9 Mayor de 9

No hay riesgo de alcalinización Moderado riesgo de alcalinización Grave riesgo de alcalinización

Cuando el valor de la conductividad eléctrica, expresada a 250C, está com-prendido entre 400 micromhos/cm. y 1.600 micromhos/cm.:

SAR. ajustado Calificación

Menor de 8 Entre 8 y 16 Mayor de 16

No hay riesgo de alcalinización Moderado riesgo de alcalinización Grave riesgo de alcalinización

Cuando el valor de la conductividad eléctrica, expresada a 250C, es mayor de 1.600 micromhos/ cm.:

SAR. ajustado Calificación Menor de 16 Entre 16 y 24 Mayor de 24

No hay riesgo de alcalinización Moderado riesgo de alcalinización Grave riesgo de alcalinización

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