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Cómo balancear soluciones nutritivas - Parte 1

Autor: Ing. Guy Sela , CEO de SMART! Software de gestión de fertilizantes y un experto internacional en nutrición de plantas e irrigación.

 

Antes de aprender cómo equilibrar una solución nutritiva, primero tenemos que entender que significa "una solución nutritiva balanceada".


La absorción de nutrientes por las plantas

Las plantas absorben los nutrientes minerales de soluciones acuosas, sí se trata de una solución nutritiva hidropónica o la solución del suelo. Los nutrientes minerales están presentes en la solución en forma de iones disueltos, lo que significa que llevan una carga eléctrica.


Algunos nutrientes minerales llevan una carga positiva (cationes) y algunos llevan una carga negativa (aniones).

 

Existen formas iónicas específicas en las que la planta puede absorber los nutrientes. Por ejemplo, nitrógeno puede ser absorbido en forma de NO3- como NH4+.

 

El balance catiónico-aniónico

Muchos se refieren al "balance" como el balance catiónico-aniónico. ¿Es este el balance que intentamos lograr en la solución nutritiva?

 

Para calcular el balance catiónico-aniónico, debemos ser capaces de medir el número de cargas. Para hacer eso, una unidad única debe ser utilizada. Una unidad que integra tanto el peso molecular del ion y de su carga eléctrica.


Esta unidad es el equivalente.

 

El equivalente se calcula simplemente multiplicando el número de moléculas de cada ion, medido en moles, por la carga eléctrica que lleva.

 

Por ejemplo, ¿Cuántos equivalentes hay en 80 gramos de calcio (Ca+2)?

El peso molecular de calcio es 40 gramos / mol (1 mol = 6X1023 moléculas).

Por lo tanto, 80 gramos de calcio son 2 moles.

El calcio lleva una carga positiva de 2.

Usando la definición de equivalentes, se obtiene que 80 gramos de Ca+2 = 2x2 = 4 equivalentes.

 

En la misma manera, también 248 gramos de NO3- también son 4 equivalentes.

Eso implica que 80 gramos de Ca+2 llevan la misma cantidad de cargas eléctricas como 248 gramos de NO3-.


El balance catiónico-aniónico se calcula comparando el número de equivalentes de cationes con el número de equivalentes de aniones.

 

compare-equivalents.jpg 

Haciendo el balance catiónico-aniónico en un análisis del agua

Consulte el siguiente análisis de agua.

 

N-NO3-  1.5   N-NH4+  7.3
SO42- 81.48   K+ 9.62
Cl- 36   Ca+2 47.55
HCO3- 192.71   Mg+2 11.22
      Na+ 42.52
Total 311.69   Total 118.21

 


Si calculamos los aniones y cationes totales en unidades de ppm, obtenemos 311,69 ppm de aniones y 118,21 ppm de cationes.

 

Sin embargo, cuando convertimos la concentración de cada ion a meq / l y hacemos el balance, el resultado es 5,99 meq / l de aniones y 5,94 meq / l de cationes. Muy cerca de un equilibrio completo! La diferencia está dentro del rango aceptable de error  en la medición.

 

N-NO3- 0.11   N-NH4+ 0.52
SO42- 1.7   K+ 0.25
Cl- 1.02   Ca+2 2.38
HCO3- 3.16   Mg+2 0.94
      Na+ 1.85
Total 5.99   Total 5.94

 

 

¿Hemos conseguido este resultado por casualidad?

 

De hecho, no ...

 

De acuerdo con la ley de neutralidad eléctrica, la carga total de una solución acuosa debe ser cero.

 

Σ iones cargados negativamente = Σ iones cargados positivamente

 

Esta es una ley de la naturaleza.

 

Esto nos lleva a la conclusión # 1 - El agua es siempre equilibrada, con respecto al balance catiónico-aniónico.

 

cation-anion-balance.png

 

¿Puede el balance catiónico-aniónico verse afectado por la adición de fertilizantes?

Para encontrar una respuesta a esta pregunta, primero vamos a ver la composición de los fertilizantes.
Usaremos nitrato de calcio como ejemplo.

 

Composción en 100 gramos en meq/l
N-NO3- 14.4% 14.4 1.03

N-NH4+

1.1% 1.1 0.08
Ca+2 19% 19 0.95

 


Podemos ver que el fertilizante es equilibrado con respecto al balance catiónico-aniónico.

 

¿Una sorpresa? No...

 

Al ser una sal, cualquier fertilizante siempre contendrá un número igual de cationes y aniones, medidos en equivalentes (la suma de las cargas eléctricas es cero).


Así que cuando disolvemos fertilizantes en el agua, no importa que fertilizantes disolvemos y en qué cantidades los disolvemos - la solución de nutrientes siempre será equilibrada, con respecto al balance catiónico-aniónico!

 

Así que podemos influir la concentración total y la composición interna de los cationes y los aniones, pero siempre se mantendrá un balance entre los cationes y los aniones.

Si es así, ¿por qué debemos calcular este balance?

 

Lo hacemos con el fin de validar el análisis del agua o de la solución nutritiva.

Un error mayor de 5% en el balance catiónico-aniónico podría implicar que el análisis no es preciso.

 

Sin embargo, si el laboratorio no mide uno de los principales cationes o aniones, no se puede calcular un equilibrio correcto por falta de datos.


¿Qué pasa con la solución del suelo?

Todas las conclusiones anteriores son válidas para la solución del suelo también.

 

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