Introducción
El concepto de “calidad del agua” describe la composición y concentración de los componentes disueltos y suspendidos en el agua. La calidad del agua para la microirrigación puede dividirse en tres grandes categorías:
- Calidad agronómica del agua, que se relaciona con el efecto del contenido de agua en los cultivos y el suelo.
- Calidad sanitaria del agua, que se refiere al riego con agua residual tratada y su efecto en la salud pública.
- Calidad de ingeniería del agua para riego, que se refiere a los efectos de la composición del agua en el paso del agua a través de los emisores de riego y el taponamiento de goteros y aspersores.
Este artículo se refiere principalmente a la tercera categoría, calidad de ingeniería del agua para riego y tecnologías de tratamiento de agua para evitar el taponamiento de goteros y microaspersores. El agua de riego no tiene normas estrictas de calidad, como se requiere para el agua potable, porque la calidad del agua de riego varía mucho y se adapta según la calidad de la fuente de agua, las demandas del suelo y el método de riego.
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Una alta calidad del agua es esencial para el funcionamiento sin problemas del sistema de microirrigación programado. Al asegurar que los aspersores y goteros permanezcan libres de taponamientos, es posible establecer un riego preciso y ajustar el plan de riego para los próximos años. El método que proponemos aquí para una microirrigación libre de taponamientos se basa en comprender las causas del taponamiento y tratar el agua y el sistema de riego en consecuencia. La mayoría de las siguientes descripciones e imágenes tratan sobre el taponamiento de goteros, pero también son relevantes para los microaspersores.
Causas químicas de taponamiento en la microirrigación
El taponamiento químico de los goteros es causado por materia disuelta en el agua que precipita en el pasaje de agua del gotero. Esto se debe a cambios en las condiciones físicas del sistema de microirrigación, como: temperatura, presión, evaporación y transferencia de gases (oxígeno y CO2) con el agua expuesta a la atmósfera en la salida del gotero.
Depósitos de incrustaciones de carbonato de calcio
Las incrustaciones son muy comunes en aguas duras que contienen altas concentraciones de calcio y magnesio, pero las incrustaciones de carbonato en el agua de riego son causadas principalmente por incrustaciones de carbonato de calcio (CaCO3) que se depositan en el sistema como calcita (Ecuación 1) y no por manganeso (dolomita), como ocurre en sistemas de agua caliente.
Las incrustaciones tienden a depositarse dentro de los goteros y aspersores, o en la red antes y después de los filtros y llegar a los emisores de agua como partículas grandes, provocando taponamientos.
Las incrustaciones suelen actuar como material cementante, adhiriendo limo, arcilla, algas y materiales orgánicos, de modo que la acumulación de cualquier incrustación en el sistema de microirrigación puede provocar taponamientos graves, mucho mayores que los causados solo por depósitos de calcita. La formación de incrustaciones suele iniciarse desde las paredes del laberinto del gotero hacia el centro del pasaje de agua (Figura 1), causando primero un taponamiento parcial y luego, un taponamiento completo del gotero. El taponamiento parcial del gotero puede abrirse y limpiarse mediante un tratamiento ácido, como se describe más adelante, pero un taponamiento completo es casi imposible de eliminar.
La acumulación de incrustaciones carbonatadas en el sistema de riego está influenciada por cuatro parámetros de calidad del agua: concentración de calcio, temperatura del agua, alcalinidad del agua y el pH del agua. Un aumento en cualquiera de estos parámetros incrementa la acumulación de incrustaciones de carbonato. Por lo general, es difícil cambiar la concentración de calcio, la alcalinidad o la temperatura del agua de riego; sin embargo, el nivel de pH puede modificarse mediante tratamiento ácido o alcalino. Una ecuación que describe el nivel de pH de saturación de Ca pH(s) (Ecuación 2) fue desarrollada por el investigador Langlier, y calcula el nivel de pH(s) en el que comienza la acumulación de incrustaciones. En caso de que el nivel de pH del agua sea mayor, la incrustación comenzará a disminuir; si es menor, el calcio permanecerá disuelto en el agua y la incrustación comenzará a disolverse.
Una forma más sencilla de encontrar el valor de Langlier se muestra en el gráfico a continuación (Figura 2), que ilustra la correlación entre la concentración de calcio en el agua, la alcalinidad y la temperatura para determinar el valor de pH(s).
Para encontrar el valor de pH(s), se debe tomar la concentración de calcio en el agua en mg/l de CaCO3 y colocar el valor en el eje X, en el gráfico de la izquierda. Para calcular la concentración de calcio en mg/l CaCO3, la concentración de iones de calcio en el agua en mg/l debe multiplicarse por 2,5.
Desde el punto de concentración de calcio, en el eje X del gráfico de la izquierda, trace una línea hasta el nivel de alcalinidad del agua. Desde el punto de encuentro de la concentración de calcio y la alcalinidad, se traza una línea hacia la derecha, paralela al eje X, hasta la curva de temperatura.
Desde el punto de encuentro de la curva de temperatura, deténgase en el punto de la temperatura del agua en el sistema de riego y regrese al eje X para encontrar el valor de pH(s) del agua.
Para determinar la probabilidad de sedimentación de incrustaciones en los goteros, se debe medir el valor de pH del agua y compararlo con el valor de pH(s) calculado según la ecuación de Langlier: pH-pH(s)>0. En caso de que el valor de pH del agua de riego sea superior al valor de pH(s) en más de 0,5 unidades, existe una posibilidad significativa de formación de incrustaciones en el sistema de riego.
Existen muchos métodos para prevenir las incrustaciones, incluyendo el ablandamiento del agua, la adición de materiales estabilizantes que evitan la sedimentación de carbonato de calcio o la adición de ácido para reducir el pH por debajo del nivel de saturación y precipitación.
La adición de ácido para reducir el pH del agua es la forma más aceptada de prevenir el taponamiento por incrustaciones en el riego por aspersión o goteo. El tratamiento ácido continuo para reducir el pH del agua por debajo del nivel de saturación previene el taponamiento de goteros causado por incrustaciones de carbonato de calcio, pero requiere una gran cantidad de ácido y es muy costoso. Un método más eficiente es implementar un tratamiento rutinario en el que la acidificación se realice una vez al mes o cada varios meses, de acuerdo con la dureza del agua y la tasa de acumulación de incrustaciones. El ácido (generalmente HCl) se aplica en una concentración que reduce el agua (pH < 4) muy por debajo del nivel de saturación de carbonato de calcio para disolver los nuevos precipitados que se han acumulado en el gotero durante el período transcurrido desde el tratamiento anterior. Cada tratamiento ácido se realiza durante 10-20 minutos, el agua acidificada se deja en la línea de goteo durante la noche y luego se abren los extremos laterales para el lavado de la línea de goteo. Un tratamiento regular de acidificación mantiene los goteros libres de incrustaciones de carbonato de calcio y reduce considerablemente la cantidad de ácido requerida, en comparación con los métodos de tratamiento ácido continuo.
*Manual del Agua Nalco, 1979
