Electrical Conductivity

La importancia de la conductividad eléctrica

EC es el acrónimo de “electrical conductivity”, que en español se traduce como “conductividad eléctrica”. La conductividad eléctrica es el potencial de cualquier material para dejar circular la corriente eléctrica. Aunque la mayoría de los cultivadores la utilizan para medir la cantidad de alimento que suministran en onzas por galones, gramos por litro o cualquier otra unidad de medida, la EC va más allá. Es importante para los cultivadores el entender bien en qué consiste la EC y por qué es tan importante.

Por Pieter Klaassen. CANNA research

Conductividad eléctrica

Un medidor de EC mide el potencial de transporte de una corriente eléctrica en agua. Esto se conoce como conductividad molar (conductividad electrolítica) y se mide en siemens (S). La capacidad de los electrones de desplazarse en el agua de un grupo a otro de electrodos viene dada más que por las moléculas de agua en si mismas, por los iones disueltos en el medio. Serán estos iones los que transporten los electrones.

Del mismo modo, la concentración de iones en agua determina también el número de electrones que pueden viajar de un electrodo a otro: cuanto mayor es la concentración de iones, mayor será el flujo de electrones. El agua pura es un conductor de electricidad muy pobre, y es por esto que un medidor de EC medirá 0.0 en agua de lluvia, agua por ósmosis inversa o agua no mineralizada. Por el contrario, el agua salada del mar es un buen conductor..

Cuando añadimos nutrientes (sales) al agua incrementamos el potencial de conductividad molar de la corriente que pasa a través del agua y, por lo tanto, incrementamos el valor de la EC (o CF=EC*10). Debe tenerse en cuenta que todas las mediciones de conductividad se encuentran directamente afectadas por la temperatura.

Unidades de EC

La conductividad eléctrica puede ser expresada en diferentes unidades, pero la más común es siemens por metro2 por mol (S/m2/mol) o milisiemens por centímetro (mS/cm). La unidad mS/cm se utiliza de forma generalizada en Europa como guía de la concentración de nutrientes en agua. En Norteamérica, la conductividad es convertida en un recuento de los iones en el agua utilizando partes por millón (lo cual también puede ser convertido en unidades que incluyan mg/l, etc.). Esto se consigue convirtiendo la EC en un valor basado en los iones contenidos en la solución. Afortunadamente, existe un cálculo fijo que relaciona todas estas unidades, el cual se muestra en la siguiente tabla.

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¿Podría considerarse la conductividad eléctrica como un valor nutricional?

El agua que contiene sales minerales tiene EC, pero la presencia de esta no significa necesariamente que el agua contenga sales nutricionales que ayuden a las plantas. Así, el agua de grifo puede contener sodio y cloruro, los cuales tienen un valor de EC, sin embargo, este no es un valor nutricional para las plantas.

Un fertilizante está compuesto de sales nutritivas. Cualquier valor nutricional que añadimos al agua es conocido como EC+ y debe ser añadido a la EC residual del agua. Así es como medimos la EC total del agua en nuestro tanque de alimentación.

Las sales nutricionales son sólidos que han sido extraídos del suelo o liberados por medio de un proceso industrial de craqueo. Se disuelve una determinada cantidad de sales (en gramos) en un volumen de agua (en litros) concreto, lo que significa que también podremos utilizar gramos o litros para la unidad de EC. Aunque cada fertilizante tiene su propio valor, es también posible generalizar diciendo que una solución con una EC de 1.0mS/cm contendrá hasta 1.0 gramo de sales por litro de agua.

Obtener una EC alta

La sal tiene la propiedad de atraer el agua, se trata de un proceso conocido como hidrólisis. Un recipiente lleno de sal en un sótano reducirá la humedad del lugar, ya que atraerá la humedad del ambiente. En una solución, la concentración de sales siempre intentará compensarse entre dos áreas con diferentes concentraciones – en otras palabras, el agua se situará en el área de mayor concentración. Esta diferencia de concentraciones es conocida como el gradiente de potencial del agua, y también juega un papel en nuestro cultivo mediante un proceso conocido como ósmosis.

La ósmosis conlleva una barrara semipermeable que permite pasar a las moléculas de agua, pero que limita el movimiento de iones o sales en una solución. Cuando se disuelven muchos nutrientes en agua (produciendo una EC alta), las sales nutritivas atraen el agua del sustrato, lo que hace que sea más difícil para las raíces extraer el agua del sustrato, de modo que es realmente posible para nosotros crear las condiciones adecuadas para que las raíces no puedan extraer más agua del sustrato, aunque este esté saturado. Este proceso se entiende como un 'secado fisiológico'. del sustrato, y el resultado es que no habrá más agua disponible para la refrigeración de las plantas a través de la transpiración (evaporación), lo cual necesitan hacer cuando están afectadas por luz y calor.

Aunque este efecto es comúnmente conocido como un 'exceso de fertilización', se trata, en realidad, del resultado de una carencia de agua en la planta, con todos los efectos dañinos que ello conlleva. Con flores cortadas, como las rosas, o con esquejes de plantas, un EC más alta en la maceta o la bandeja de los esquejes puede, literalmente, extraer el agua de los tallos.

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La sal tiene la propiedad de atraer a las moléculas de agua. Si añade sal al agua en la mitad derecha del tubo (incrementando así el valor de la EC), las moléculas de sal atraerán moléculas de agua que se encuentren en la parte izquierda, la cual contiene menos sal. El nivel del agua en la parte derecha aumenta hasta que el valor de la EC (concentración salina) de ambas partes se igual de nuevo.

Podemos observar este proceso osmótico en acción en un tubo en U si separamos los dos lados con una membrana permeable (como podría serlo un trozo de tallo). Si a continuación añadimos sal en un lado del tubo el nivel del agua se elevara, porque el agua con una EC menor (una concentración salina más baja) será atraída hacia él (ver Figura 1). Esto significa que es importante añadir pocos o ningún nutriente al comienzo del proceso de cultivo.

La EC interna

Una vez la planta haya absorbido los nutrientes de la solución, será necesario aumentar el valor osmótico del agua (su concentración interna de sales) tan rápidamente como sea posible, ya que según la planta crece y absorbe agua, el valor osmótico decrece, las sales se redistribuyen en la planta y esta se reblandece y se aclara, lo cual puede dar lugar a su deshidratación (marchitamiento), ya que puede quedarse sin agua fácilmente.

Una mayor nutrición de las raíces se reflejará proporcionalmente en su crecimiento. Debido a que el agua utilizada para transportar las sales nutricionales se ha evaporado, las sales permanecerán en la planta aumentando su EC interna (valor osmótico). Esto significa que el cultivador puede proporcionar a las raíces una solución con una mayor EC de nuevo.

Aumento de la EC

Con el alcance de esta positiva espiral de aumento de la EC en la planta, esta es más capaz de absorber y retener agua. Esto significa que el agua no se evaporará de la planta tan fácilmente y esta no se deshidratará demasiado rápidamente. La siguiente tabla muestra un ejemplo de una planta que ha perdido sus reservas de agua demasiado pronto.

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Cuando las plantas se reblandecen demasiado, debe reducirse la intensidad de la luz o la cantidad de horas de la misma para prevenir que estas se sequen. Aunque la EC juega un papel importante en este caso, no es el único factor influyente. El clima que rodea a la planta influye en el proceso del que la EC forma parte.

Necesidades nutricionales

Cuando se aumenta la EC interna de la planta y, por consiguiente, la del sustrato, es importante tener en cuenta las necesidades de crecimiento de la planta. Esto se controla por medio de la asimilación. Cuanto más crezca una planta, más nutrientes necesitará. Algunos de estos nutrientes son retenidos en la planta y convertidos en aminoácidos, aceites, grasas, etc., pero otros permanecerán en la sabia de la planta y determinarán la EC interna de la misma. El potasio es uno de los elementos nutricionales más importantes en este proceso.

Una vez la planta ha terminado su fase vegetativa de crecimiento, puede aun absorber bastante potasio para su valor osmótico interno y para los ovarios. Los ovarios no son la semilla fertilizada. Sin embargo, este creciente índice de absorción tiene un límite. Después de que se haya alcanzado aproximadamente el 60% del ciclo de cultivo, la planta ya habrá absorbido suficientes nutrientes del suministro existente en el sustrato. Comienza ahora para el cultivador el juego del suministro de nutrientes versus la EC aplicada.

La reserva de EC en la maceta

Podemos utilizar el principio de la “cubeta” para entender este juego.

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Mientras que el agua en el sustrato se evaporará, las sales no lo harán, de modo que el las últimas semanas de crecimiento se debería, en la mayoría de los casos, dejar de alimentar a la planta y únicamente añadir agua, porque si el sustrato no tiene suficiente agua el valor de la EC (concentración salina) podría aumentar drásticamente.

Ejemplo:

Tenemos una cubeta que contiene 10 litros de solución fertilizante con una EC de 2 mS/cm. Esto significa que la cubeta contiene 20 gramos de sales nutricionales (reserva nutricional) (2.0 gr/l x 10 litros). Si se evaporan 9 litros de agua, quedará un litro de agua con una EC de 20 (EC = 20 gramos de sal en un 1 litro de agua). En realidad, un ejemplo tan extremo no tendría lugar y, cuando se cultiva en suelo, tiene lugar un proceso de almacenamiento posterior que, hasta cierto punto, une las sales nutricionales a partículas orgánicas del sustrato. Aun así, el principio de la cubeta es válido. Si se añaden 9 litros de agua, la EC volverá a ser 2 mS/cm, así que si hubiese mantener la EC entre 2 y 4 mS/cm, sería necesario reponer el agua después de haberse consumido 5 litros (4 gr/l x 5 litros = 20 gramos, EC = 4 mS/cm).

Si hay una planta en la cubeta y ha absorbido 5 gramos de sales de la solución, estas se podrán reponer al añadir el agua para mantener la EC a 2.0. Si es necesario reponer 5 litros de agua, se deberían añadir 5 gramos de sales, es decir, una dosis de agua de 5 litros con una EC de 1.0 (gr/l o mS/cm). La finalidad en este caso, y en el cultivo en general, es mantener una EC constante en la cubeta.

Esta es la premisa básica de la fertilización. Intentar mantener un cierto nivel de fertilizante en el contenedor que asegure el adecuado suministro de elementos nutricionales para la planta. En general, se debería reducir la EC en la fase final. Con un sistema que pueda ser drenado se puede reducir la reserva nutricional por medio del enjuague con una solución de EC más baja. El sustrato de los sistemas con drenaje puede ser corregido más fácilmente. En los sistemas donde el drenaje no es posible la reserva nutricional incrementará y será constantemente añadida en las sucesivas tomas de alimentación de la planta. Más tarde o más temprano, esta reserva nutricional alcanzará un nivel que ralentizará, para luego detener, la capacidad de la planta para absorber agua, y dará lugar a que la planta pierda el agua de sus tejidos invirtiendo el proceso al completo.

Resumen

A la vez que es una unidad para medir el fertilizante aportado a las plantas la EC actúa también como un mecanismo de control del entorno de la planta directamente relacionado con la absorción de agua.

Las plantas deberían comenzar su crecimiento con una EC baja, para después ser aumentada tan rápidamente como sea posible, para cubrir las necesidades nutricionales de la planta a la vez que para elevar el valor osmótico interno y así conseguir una planta más fuerte.

La planta no requiere casi ninguna nutrición adicional en las últimas semanas de cultivo. Únicamente se continua aportando nutrición para mantener la reserva nutricional en la maceta, lo que nos proporcionará una EC estable. Esto generalmente da como resultado que se reduzca la EC o también puede llevar a la necesidad de un enjuague semanal (filtrado).

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