Quimica Agricola: Conductividad Electrica del Suelo
Índice
1. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUELO
Todos los suelos fértiles contienen, por lo menos, pequeñas
cantidades de sales solubles. La acumulación de sales solubles en el suelo se
atribuye principalmente a problemas de drenaje y a la acción de riegos
continuados, seguidos de evaporación y sequía. Cuando un suelo tiene un exceso
de sales solubles se le denomina suelo salino. La medida de la conductividad
eléctrica (CE) del suelo y de las aguas de riego permite estimar en forma casi cuantitativa
la cantidad de sales que contiene. El análisis de la CE en suelos se hace para
establecer si las sales solubles se encuentran en cantidades suficientes como
para afectar la germinación normal de las semillas, el crecimiento de las
plantas o la absorción de agua por parte de las mismas.
Las sales solubles que se encuentran en los suelos en cantidades
superiores al
0.1 % están formadas principalmente por los cationes Na + asociados
con los aniones Cl - , SO 4 2- , NO 3 - y HCO 3 - , Ca 2+ . La CE de una solución se mide
a través de la resistencia que ofrece al paso de la corriente la solución que
se encuentra entre los dos electrodos paralelos de la celda de conductividad al
sumergirla en la solución. La CE se informa siempre a 25 ºC porque varía con la
temperatura (la variación es del orden de un 2 % por cada ºC).
La conductividad eléctrica, que es la habilidad que tiene una
sustancia para conducir una corriente eléctrica, se expresa en unidades de
milisiemens por metro (mS/m).
En algunas ocasiones se reporta la CE en unidades de decisiemens
por metro (dS/m), que equivalen al valor de mS/m dividido por 100.
2. MEDICIÓN DE CE
2.1 MEDICIÓN EN EL CAMPO
La conductividad eléctrica medida directamente en el suelo,
considerado este, como un medio poroso parcialmente saturado con agua y con
algún contenido de sales disueltas se denomina Conductividad Eléctrica de Campo
(Bulk Conductivity).
La ecuación que define esta conductividad es exactamente la misma
que define la CE general de cualquier medio. En este caso el medio es el suelo.
Como la conducción eléctrica de un suelo se realiza a través de la fase líquida
ya que los poros llenos de aire no conducen la corriente eléctrica, entonces la
conducción dependerá del volumen de los poros llenos de fase líquida. A medida
que se agota la fase líquida se hacen menores los caminos por donde puede ser
conducida la corriente eléctrica, entonces la conducción dependerá del
contenido de humedad del suelo. La siguiente grafica ilustra esta relación.
y Mg Por otro lado, mientras mas conductiva sea la fase líquida,
mayor será la conductividad del suelo. Para un cierto contenido de humedad, la
conductividad del suelo dependerá del contenido de sales en la solución
intersticial. 2+ Adicionalmente a lo anterior,
es sabido que la conductividad eléctrica de cualquier medio aumenta con la
temperatura. Esto es debido a la mayor movilidad iónica.
La CE del suelo es una medida que depende fundamentalmente del
contenido de humedad del suelo y del contenido de sales disueltas. También
depende secundariamente de otros factores tales como la temperatura, tipo de
suelo, cantidad y clase de arcillas, porcentaje de saturación de bases del
complejo de cambio, etc.
De los anteriores factores, los únicos que varían en el corto
plazo son la humedad y el contenido de
sales disueltas, permaneciendo los demás relativamente constantes.
Actualmente, se usan dos técnicas principales para medir la CE del
suelo en el campo: un método electromagnético y otro eléctrico. Ambos métodos
producen resultados equivalentes.
El primer método se lleva a cabo introduciendo ondas
electromagnéticas en los materiales del
suelo a partir de una fuente que se desplaza sin hacer contacto físico con el
suelo. Un sensor en el aparato mide el campo electromagnético resultante
inducido. La potencia del campo electromagnético secundario es directamente
proporcional a la conductividad eléctrica del suelo.
El método eléctrico emplea aparatos que introducen corriente
eléctrica en el suelo por medio de dos electrodos metálicos enterrados algunos
centímetros en la superficie del suelo. Luego, se mide directamente la caída de
voltaje entre los dos electrodos.
La conductividad eléctrica se obtiene por la relación entre
corriente y voltaje. La profundidad efectiva a la que se mide la CE del suelo
en los métodos eléctricos de contacto depende del espaciamiento entre
electrodos y su geometría; la profundidad de los métodos electromagnéticos
depende de la orientación, altura y espaciamiento de las bobinas emisoras.
Los métodos eléctricos pueden realizar investigaciones geológicas
a varios cientos de metros de profundidad, mientras que la mayor parte de los
aparatos electromagnéticos están diseñados para profundidades efectivas de
entre 0.9 y 1.5 m.
La capacidad para evaluar las capas superficiales del suelo y
subsuelo por medio de mapeo de CE puede resultar útil si las características de
dichas capas se hayan asociadas con los patrones de variación del rendimiento
de la cosecha.
Por ejemplo, la capacidad para estimar profundidad de la capa de
suelo al mapear CE puede ser útil para
predecir potencial rendimiento de cosechas. Por lo tanto, puede ser una guía adecuada para
asignar tasas variables de insumos agrícolas.