Calidad del agua en hidroponía

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La calidad del agua en hidroponía es fundamental para el éxito del sistema de producción, así la mayoría de las aguas no se pueden utilizar de manera directa para la preparación de las soluciones nutritivas; por ello es necesario realizar un tratamiento previo para garantizar su calidad.

Como bien sabemos la calidad del agua en la producción agrícola está relacionada a las características químicas, físicas, biológicas y radiológicas; las cuales reflejan el rango de utilidad para cultivar diferentes especies con el fin de que desarrollen su máximo potencial.

En este sentido haremos énfasis en los principales parámetros, que se deben garantizar en el agua con el fin de evitar daños y pérdidas en el cultivo; dentro de esos mencionamos los siguientes.

pH

El pH es un factor fundamental en la calidad del agua, dado su papel en la absorción de nutrientes y correcto desarrollo de la planta; por lo tanto, el control y ajuste del pH de la solución nutritiva es de vital importancia en hidroponía porque afecta a la disponibilidad de los nutrientes y su absorción.

Asimismo, el rango ideal para la mayoría de las aplicaciones hidropónicas debe estar entre 5,5 - 6,5.

Tabla de disponibilidad de nutrientes de acuerdo al pH

¿Cómo medir el pH?

Existen en el mercado cintas reactivas que cambian de color en función del nivel de pH; sin embargo, se recomienda el uso de pHmetros que son más precisos en la lectura.

¿Cómo se ajusta el pH del agua?

El pH del agua se ajusta utilizando ácidos ó bases cumpliendo ciertos parámetros y precauciones; de igual forma es necesario tener los resultados de un análisis del agua para conocer:

  • El pH inicial.
  • La cantidad de carbonatos y bicarbonatos que producen alcalinidad deteriorando el sistema de riego.

Ácidos

Los ácidos más populares en hidroponía para bajar el pH son el nítrico y el fosfórico; por ejemplo, es aconsejable emplear ácido nítrico para el periodo vegetativo, donde la planta tiene una gran demanda de nitrógeno.

No obstante, para el periodo de floración y fructificación se puede emplear ácido fosfórico; ya que el fósforo es un elemento indispensable en la formación de las flores y frutos.

Por otra parte, el ácido sulfúrico es muy utilizando debido a que es más económico; cabe resaltar que para elegir el ácido a utilizar de debe considerar las siguientes características:

  • De fácil uso.
  • Seguridad.
  • Costo.
  • Aportes nutricionales.

Bases

La bases más comúnmente empleadas en hidroponía para subir el pH son el hidróxido de potasio (KOH) o la disolución tampón bicarbonato potásico/hidróxido potásico; además de incrementar el pH aporta algo de potasio al sistema.

En cuanto al hidróxido de sodio (NaOH) está desaconsejado porque es altamente reactivo y además el sodio no aporta ningún beneficio al sistema; hay que tener en cuenta que estos productos químicos pueden causar quemaduras y por tanto deben manipularse con cuidado.

Soluciones reguladoras

También existen en el mercado soluciones reguladoras ácidas (pH DOWN) o básicas (pH UP), son más seguras y fáciles de manejar; sobre todo para emprendedores con poca experiencia en hidroponía.

Monitoreo del pH

El pH de la solución nutritiva tenderá a subir ligeramente a medida que las plantas consumen nutrientes, por tanto deberá ser revisado diariamente y ajustado si es necesario; asimismo, cada sistema cambiará el pH a una velocidad diferente dependiendo multitud de factores tales como el medio de cultivo empleado, o el tipo y edad de la planta.

De esta forma, si se monitorea el pH en las soluciones de macetas con sustratos se deben tomar muestras de varias distribuidas de forma aleatoria; para que la medición sea más eficiente.

Por consiguiente, para lograr un buen monitoreo del pH es imprescindible tener un pHmetro digital; lo cual permite obtener lecturas más precisas que las tiras reactivas de color.

pHmetro digital usado para medir ph del agua y como influye en su calidad

Alcalinidad del agua

Cuando el agua posee bicarbonatos además de producir obturaciones en el sistema de riego, sobre todo en goteros, suelen producir desordenes en la nutrición de los cultivos; entre los cuales están la clorosis férrica y la deficiencia de nitrógeno como los más importantes.

En este sentido, esto puede corregirse mediante el uso de ácido como el sulfúrico o nítrico en el agua de riego; a continuación se presenta una tabla con la cantidad de ácido en función del grado de dureza del agua.

Bicarbonato presente ppmBicarbonato a ser removidomL de acido sulfúrico
5000
752520
1005040
1257560
15010080
175125100
200150120
225175140
250200160
275225180
300250200
Fuente: Llanos, 2001

Conductividad Eléctrica

La conductividad eléctrica es un estimador de la concentración de sales disueltas en el agua, de ahí su importancia en la asimilación de los nutrientes para plantas en cultivos hidropónicos; de esta manera sus valores tienen los siguientes efectos:

  • En caso de tener valores altos (>3 dS/m), se presentan efectos de toxicidad.
  • Cuando son bajos (< 0,5 dS/m), se tiene deficiencia de nutrientes.

De acuerdo a diversas experiencias se recomienda los siguientes valores en función del estado fenológico:

  • Brotes: 0.4-0.6 mS / cm.
  • Plántula: 1.2-1.5 mS / cm.
  • Crecimiento, floración y fructificación:5-2.2 mS / cm.

También se debe conocer el rango de tolerancia de las diversas especies que se cultiva en hidroponía; con el fin de mantener un rango ideal y monitoreo constante para garantizar un buen desarrollo.

Tolerancia de ciertos cultivos

A continuación se presenta un cuadro con algunas de las especies más producidas en sistemas hidropónicos.

Tolerancia del cultivo a las sales expresadas en Conductividad eléctrica (CE)

CultivoCE (dS/m)CultivoCE (dS/m)
Brócoli2,8Papa1,7
Pepino2,5Pimiento1,5
Tomate2,5Zarzamora1,5
Melón2,2Lechuga1,3
Espinaca2,0Cebolla1,2
Col1,8Frambuesa1.0
Maíz dulce1,7Fresa1,0

Sistemas NFT

Es importante resaltar que en sistemas hidropónicos NFT los nutrientes que no son absorbidos por las plantas (como el sodio, cloruro, fluoruro, etc.); así como los iones liberados por la planta, se acumulan en la solución.

Por esta razón se debe tener precaución parar evitar altas concentraciones, se recomienda reemplazar la solución nutritiva de vez en cuando, o diluirla con agua de buena calidad; sobre todo cuando estamos trabajando con sistemas de circuito cerrado tipo NFT.

Para medir la CE existe en el mercado medidores digitales llamando conductimetros.

Persona midiendo conductividad eléctrica en el agua
Fuente: https://cropaia.com/es/blog/conductividad-electrica-del-agua-y-suelo/

Dureza

La dureza es un factor muy importante en la calidad del agua; por ejemplo el agua dura aquella que contiene una alta concentración compuestos minerales, como magnesio y calcio, que en exceso pueden:

  • Averiar el sistema de riego ya que obstruye el flujo de agua a tus emisores y hacia la tubería.
  • En el sistema de raíz flotante puede tapar las perforaciones del sistema de oxigenación; incluso en casos más graves puede propiciar una intoxicación en las plantas.

Para eliminar el exceso de estas sales del sistema de riego se puede agregar ácido fosfórico; también se recomienda que una vez al mes se realice un riego abundante con agua sin nutrientes con el fin de:

  • Lixiviar (lavar la sales) el sustrato.
  • Eliminar por el drenaje el exceso.
dibujo de tubería de riego y como influye los minerales en la funcionalidad de los microaspersores
Influencia de la calidad del agua y el contenido de minerales en sistema de micro-riego

Oxígeno disuelto (OD)

Se recomienda que los niveles sean superiores a 5 mg/L; es de resaltar que las temperaturas elevadas dan como resultado:

  • Una baja solubilidad de OD.
  • Mayor respiración de las raíces y consumo de oxígeno.

Por ende se debe tener mucha precaución con la temperatura y los niveles de oxígeno disuelto en la solución nutritiva; de hecho, expertos recomiendan que la solución nutritiva no supere valores de 30°C porque produce efectos adversos en las plantas.

En este sentido, investigaciones realizadas con lechuga y tomate con diferentes niveles de pendientes en los contenedores, números de saltos hidráulicos; y por consiguiente de oxigenación, demostraron que la lechuga es más susceptible a los niveles de OD que el tomate.

De esta forma, en ambos cultivos los rendimientos fueron superiores a mayores valores de oxigeno, lográndose incrementos superiores en relación al testigo con:

A continuación se puede observar estos resultados.

Gráficos de los efectos de la calidad de agua en cultivos
Fuente: Martínez, et.al, 2012.

Recomendaciones

Para mejorar los niveles de OD se recomienda:

  • Utilizar bombas de aireación.
  • Mantener una altura mínima de 0,5 metros para la caída del agua que retorna al tanque de la solución nutritiva.
  • Una pendiente de 2 – 4 % si los contenedores superan los 12 m de longitud.

Turbidez

Está relacionada con el contenido de limos y materiales en suspensión que pueden deteriorar el sistema de riego; igualmente afectan el crecimiento adecuado de las raíces de las plantas tal como en sistemas NFT.

Para controlar esto se recomienda instalar un sistema de filtración que permita eliminar el exceso de estos sedimentos.

Asimismo, expertos recomiendan procesos de osmosis inversa para mejorar la calidad del agua; en especial para sistemas de producción con una alta inversión.

Osmosis inversa

Es un proceso que permite eliminar la salinidad del agua; se basa en un proceso de difusión a través de una membrana semipermeable, que facilita el paso de gases disueltos y moléculas sin carga electroestática de bajo peso molecular.

Por esta razón, es una forma de tratamiento muy efectiva para la eliminación de diversos tipos de sólidos en suspensión y materiales disueltos del agua; tal como bacterias, virus y otros organismos microbiológicos.

En este proceso se recomiendan las siguientes etapas:

  1. Sedimentación: las sustancias orgánicas grandes (se pueden ver a simple vista), capaces de dañar otros filtros importantes, se filtran del agua de alimentación.
  2. Filtración de carbono: erradica otros tipos de moléculas orgánicas y elementos como el cloro.
  3. Reducción de la dureza: para proteger la membrana de ósmosis inversa contra incrustaciones e incrustaciones.
  4. Membrana semipermeable: es la etapa más precisa, eliminando las sustancias restantes que pasaron las dos primeras etapas.

Diagrama de proceso de osmosis inversa

¿Se puede utilizar agua del grifo en hidroponía?

El problema más común relacionado con el agua del grifo y la hidroponía es el cloro, las plantas absorben este micronutriente pero necesitan una cantidad mínima; por ello, al existir una alta concentración se produce un crecimiento vegetal reducido.

De hecho, se puede utilizar pero se debe tener precaución utilizando filtros; ya que si el sistema de abastecimiento de agua potable no es eficiente puede traer bacterias y hongos virus u otros sedimentos no benéficos para el sistema hidropónico.

Recomendaciones generales

Para lograr la utilización de agua de calidad es determinante tener como base un análisis físico-químico del agua por un laboratorio experto; esto para permitir realizar los ajustes necesarios y emplear la dosis ya sea ácido o bases para obtener los valores adecuados.

De igual forma es necesario mantener un monitoreo constante para verificar el pH; debido a que cualquier cambio en la solución nutritiva producirá efectos negativos en el desarrollo de las plantas sobre todo en especies menos tolerantes.

En caso de utilizar agua del grifo se debe tener precaución con el contenido de cloro, es recomendable utilizar filtros para mejorar la calidad del agua.

También hay que verificar el origen del agua que estamos utilizando o vamos a utilizar; con el fin de planificar y realizar los ajustes necesarios, garantizando y mejorando la producción.

Compilador: Ing Agr. Smith Jimenez

Referencias consultadas

Llanos P. 2001. La solución nutritiva, nutrientes comerciales, formulas completas.  Consultado el 26-07-21 disponible en http://www.drcalderonlabs.com/Hidroponicos/Soluciones1.html

https://www.pthorticulture.com/es/centro-de-formacion/estabilizacion-del-ph-de-sustratos-con-agua-y-fertilizante/

https://es.pureaqua.com/tratamiento-de-agua-hidroponica/

https://hidroponiaalcubo.wordpress.com/ph/

https://www.smart-fertilizer.com/es/articulos/hydroponic-nutrient-solutions/

https://www.hydroenv.com.mx/catalogo/index.php?main_page=page&id=148

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estanque con peces y la calidad del agua para regar bandejas sembradas con plantas
bandeja con hortalizas exponiendo las raíces
plantas de lechuga en lamina flotantes
mano midiendo temperatura del agua
persona evaluando calidad del agua
lechugas sembradas en tubos PVC
persona evaluando pH del agua para determinar su calidad
Estanque con agua de calidad
raíces flotando entre agua de calidad
Hombre levantando lamina flotante sembrada de lechuga
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