¿Por qué el agua no puede infiltrar suelos hidrofóbicos?

Las ondas de calor y las sequías, a menudo dejan a las plantaciones, que a veces también enfrentan restricciones en la irrigación, con el reto de re-humedecer la tierra. Cuando la tierra se vuelve repelente al agua, es muy complicado regresar sus niveles de humedad a niveles óptimos.

¿Cómo es que la tierra se vuelve repelente al agua?

La tierra repele al agua debido a su contenido hidrófobo. Los hidrófobos son moléculas orgánicas que repelen el agua. Se pueden liberar en la tierra como el resultado de actividades de microorganismos, materia orgánica, y tejido de plantas en descomposición. Los hidrófobos crean una capa delgada cerosa alrededor de cada partícula de tierra, haciendo que esta se vuelva hidrofóbica (repelente al agua). Entre más alto sea el nivel de hidrofobicidad, menor será la tasa de infiltración del agua.

Las moléculas de agua son bipolares y tienen gran fuerza de cohesión: atraen moléculas del mismo tipo. Su fuerte atracción entre ellas y su poca capacidad para adherirse a las partículas cerosas de tierra lleva a la formación de gotitas con un alto ángulo de contacto. Esta alta tensión superficial evita que las gotitas se distribuyan a lo largo de una superficie más grande.

Las posibilidades de un suelo sea o se vuelva repelente al agua, no solo depende de su contenido de materiales hidrofóbicos, sino también de la textura de la tierra (Hunt and Gilkes, 1992). Suelos arenosos ásperos que contienen menos de 5% de arcilla, son muy susceptibles de volverse repelentes al agua.

Gráfica 1: Agua en suelos hidrofóbicos.

Al emplear irrigación extra en estos casos sólo nos llevará a un desperdicio e incrementos en el costo del agua, mano de obra, y bombeo, y tendrá muy poco efecto en el mejoramiento de sus niveles de humedad. Aún con niveles mínimos de repelencia al agua se puede afectar gravemente la movilidad del agua a través de la tierra, lo cual afectará negativamente el desarrollo y crecimiento de las plantas, que resultará en una reducción en el rendimiento y calidad del cultivo.

¿Cómo funcionan los Agentes Humectantes?

Los agentes humectantes de tierra son productos basados en surfactantes, diseñados para mejorar la penetración del agua permitiendo una mejor distribución a través del perfil del suelo, tanto horizontal como verticalmente.

Cuando se les mezcla con agua, su ingrediente activo reduce la fuerza de cohesión y aumenta la fuerza de adhesión (la fuerza que atrae a las moléculas de agua hacia otras sustancias, por ejemplo, la tierra) logrando que la tierra ya no repela al agua.

Los agentes humectantes de tierra también previenen los encharcamientos en la superficie al reducir la tensión superficial del agua. En palabras más simples, los surfactantes están formados por una cabeza hidrofílica y una cola hidrofóbica. Cuando se les mezcla con agua, la cola hidrofóbica rebasa la superficie del agua, reduciendo su tensión superficial. Una tensión superficial más baja, reduce el ángulo de contacto, permitiendo que el agua se expanda en un área mayor. Esto reduce el desperdicio causado por escurrimientos, especialmente en suelos modelados (por ejemplo, camas de vegetales, crestas formadas después de la siembra de papas o zanahorias) además de incrementar la tasa de infiltración.

Gráfica 2: Moléculas de Surfactante rompiendo la tensión superficial del agua cuando las “colas” hidrofóbicas rebasan la superficie.

Gráfica 3: Agua con agente humectante en suelo hidrofóbico.

Cuando nos enfrentamos a suelos hidrofóbicos, combinar prácticas agro-técnicas como agregar arcilla y hacer surcos combinadas con los más novedosos agentes humectantes es una excelente forma para reducir la hidrofobicidad de la tierra. Al darle al agua la capacidad de penetrar la tierra más rápido, reducimos el desperdicio, e incrementamos el desarrollo saludable del cultivo. Un sistema de raíces saludable resulta en una absorción de nutrientes mejorada y en un mejor establecimiento de la planta. Además, al maximizar la eficiencia del uso del agua, reduce costos, y obtiene rendimientos a la óptima capacidad del cultivo.

Referencia

Fuentes citadas: Hunt, N. and Gilkes, B. (1992) Farm Monitoring Handbook.