La dureza del agua y su impacto en la aplicación de fitosanitarios
Dureza del agua, fitosanitarios y acondicionamiento del caldo de aplicación
El agua es el principal vehículo utilizado para la aplicación de productos fitosanitarios. Sin embargo, aunque muchas veces se la considera simplemente como un medio de transporte, su composición química puede modificar de manera significativa el comportamiento y la eficacia de los productos incorporados al tanque.
En su recorrido natural, el agua entra en contacto con la atmósfera, el suelo y diferentes materiales geológicos. Durante ese proceso disuelve minerales y sales, incorporando distintos iones a su composición. La cantidad y el tipo de iones presentes dependerán, entre otros factores, del origen del agua, de las características del suelo y de las rocas atravesadas, del tiempo de contacto y de las condiciones ambientales.
Entre los iones disueltos encontramos partículas con carga negativa, denominadas aniones, y partículas con carga positiva, llamadas cationes. Dentro de este último grupo pueden encontrarse calcio, magnesio, sodio, potasio, hierro y manganeso, entre otros. Estos elementos no se encuentran completamente “sueltos” ni permanecen necesariamente como sales intactas. Las sales presentes en los minerales se disuelven y se disocian, liberando cationes y aniones. Así, por ejemplo, el calcio puede encontrarse como Ca²⁺ acompañado por bicarbonatos, sulfatos o cloruros.
No todos estos cationes tienen la misma importancia desde el punto de vista agrícola. En la mayoría de las aguas utilizadas para pulverización, el calcio (Ca²⁺) y el magnesio (Mg²⁺) son los cationes predominantes y los principales responsables de la dureza.
Por lo tanto, hablar de dureza del agua es hablar, fundamentalmente, de la concentración de calcio y magnesio presentes en ella. Comprender su origen y su comportamiento resulta indispensable para anticipar posibles interacciones con los productos fitosanitarios y evitar pérdidas de eficacia durante la aplicación.
Un poco de geología
El predominio del calcio y el magnesio en muchas aguas naturales se relaciona, en primer lugar, con su amplia distribución en la corteza terrestre. Ambos elementos forman parte de numerosos minerales presentes en rocas y suelos. El calcio se encuentra principalmente en minerales como la calcita, el yeso y diversos silicatos, mientras que el magnesio está presente en la dolomita y en numerosos minerales silicatados.
Cuando el agua de lluvia atraviesa la atmósfera y el suelo, incorpora dióxido de carbono, lo que genera una solución ligeramente ácida capaz de favorecer la meteorización y disolución de los minerales. Como resultado, el calcio y el magnesio son liberados y pasan al agua en forma de iones Ca²⁺ y Mg²⁺.
Este proceso adquiere especial importancia en las aguas subterráneas. Durante su infiltración y circulación por el suelo y las formaciones geológicas, el agua permanece en contacto con los minerales durante períodos prolongados. Cuanto mayor es ese tiempo de contacto, mayor puede ser la incorporación de calcio y magnesio, especialmente cuando el acuífero contiene materiales calcáreos o dolomíticos.
Por lo tanto, el calcio y el magnesio no predominan por una única causa, sino por la combinación de tres factores: son abundantes en los materiales geológicos, son liberados por la meteorización y disolución de minerales y pueden permanecer disueltos en el agua en concentraciones comparativamente elevadas.
¿Por qué el calcio y el magnesio determinan la dureza del agua?
La dureza del agua está determinada principalmente por la concentración de calcio (Ca²⁺) y magnesio (Mg²⁺) disueltos. Ambos son cationes divalentes, es decir, poseen dos cargas positivas, característica que les permite interactuar con mayor facilidad que los cationes monovalentes, como el sodio (Na⁺) o el potasio (K⁺), con diferentes moléculas presentes en el agua.
Cuanto mayor es la concentración de Ca²⁺ y Mg²⁺, mayor es la dureza. Sin embargo, ambos iones no contribuyen exactamente de la misma manera: debido a las diferencias entre sus masas atómicas, una misma concentración de magnesio genera una dureza equivalente mayor que la misma concentración de calcio.
Para poder sumar y comparar el aporte de ambos cationes, la dureza no suele expresarse directamente como miligramos de calcio y magnesio, sino como una concentración equivalente de carbonato de calcio. Por eso, los resultados habitualmente se informan en miligramos por litro o partes por millón (ppm) de CaCO₃.
¿Cómo se determina y se expresa la dureza?
La dureza puede determinarse mediante diferentes métodos, desde análisis realizados en laboratorio hasta pruebas rápidas utilizadas directamente en el campo. Independientemente del procedimiento empleado, el resultado suele expresarse en miligramos por litro o partes por millón de carbonato de calcio equivalente, expresado en mg/L o ppm como CaCO₃.
Uno de los métodos más utilizados es la titulación con EDTA. Esta sustancia se une a los iones calcio y magnesio presentes en una muestra de agua. A partir de la cantidad de EDTA necesaria para reaccionar con ambos cationes se calcula la dureza total. Es un procedimiento relativamente sencillo y constituye la base de numerosos kits comerciales.
También existen tiras reactivas, reactivos colorimétricos y medidores portátiles. Son herramientas rápidas y útiles para realizar diagnósticos preliminares, aunque generalmente presentan menor precisión que los análisis de laboratorio. Su principal ventaja es que permiten tomar decisiones inmediatas antes de preparar el caldo de aplicación.
¿Cómo se clasifica la dureza del agua?
La dureza del agua se clasifica de acuerdo con su concentración total de calcio y magnesio, expresada como miligramos por litro o partes por millón de carbonato de calcio equivalente.
Una de las clasificaciones más difundidas internacionalmente es la utilizada por el Servicio Geológico de Estados Unidos:
De acuerdo con esta escala, un agua con una dureza de 50 ppm como CaCO₃ se considera blanda, mientras que otra con 250 ppm se clasifica como muy dura. Sin embargo, estos límites fueron establecidos para caracterizar la calidad general del agua y no representan, por sí solos, umbrales de pérdida de eficacia de los productos fitosanitarios.
Una clasificación operativa para aplicaciones agrícolas en Argentina
Las clasificaciones tradicionales de dureza fueron desarrolladas principalmente para evaluar agua de consumo, usos domésticos o procesos industriales. Sin embargo, estos límites resultan poco útiles para interpretar muchas de las aguas utilizadas habitualmente en las aplicaciones agrícolas argentinas, donde son frecuentes valores considerablemente superiores.
Por esta razón, para evaluar agua destinada a la preparación de caldos fitosanitarios, resulta más conveniente utilizar una clasificación operativa que permita diferenciar niveles de riesgo agronómico.
Esta clasificación debe interpretarse como una herramienta práctica y no como una serie de límites absolutos. El valor de 200 ppm como CaCO₃ puede utilizarse como un primer nivel de alerta, pero no significa que todos los productos comiencen a perder eficacia exactamente a partir de esa concentración.
Alrededor de 350 ppm como CaCO₃ la dureza ya adquiere especial relevancia para herbicidas sensibles, como el glifosato. Por encima de 500 ppm, la cantidad de calcio y magnesio presente puede generar pérdidas importantes si no se acondiciona previamente el agua.
Sin embargo, la respuesta no depende únicamente de la dureza total. También intervienen:
el catión predominante, especialmente la proporción entre Ca²⁺ y Mg²⁺;
la sensibilidad del ingrediente activo;
la formulación y la dosis utilizada;
el volumen de agua aplicado por hectárea;
la presencia de bicarbonatos y otras sales;
el tiempo transcurrido entre la preparación y la aplicación.
Por lo tanto, estos rangos no deben entenderse como fronteras rígidas, sino como niveles crecientes de riesgo. A medida que aumenta la dureza, también aumenta la necesidad de conocer la composición del agua, revisar la sensibilidad de la mezcla y evaluar el uso de un acondicionador.
¿Qué consecuencias tiene la dureza sobre los fitosanitarios?
La dureza puede afectar a los productos fitosanitarios mediante dos mecanismos diferentes. Por un lado, el calcio y el magnesio pueden reaccionar directamente con determinados ingredientes activos y reducir su disponibilidad biológica. Por otro, pueden interferir con los surfactantes, dispersantes y emulsionantes que mantienen estable la formulación cuando el producto se incorpora al agua.
Aunque ambos fenómenos pueden terminar reduciendo la eficacia de la aplicación, no deben confundirse. En el primer caso se produce un antagonismo químico sobre el ingrediente activo; en el segundo, una alteración de las propiedades físicas del caldo.
Interacción con los ingredientes activos
Algunos herbicidas de naturaleza ácida presentan grupos funcionales capaces de interactuar con los cationes presentes en el agua. Cuando estos productos se incorporan al tanque, parte de sus moléculas puede asociarse con el calcio o el magnesio y formar complejos o asociaciones iónicas con menor disponibilidad biológica.
El glifosato es el ejemplo más conocido. Su molécula posee varios sitios capaces de unirse a cationes metálicos. En aguas duras, una fracción del herbicida puede asociarse con Ca²⁺ o Mg²⁺ y formar complejos que presentan menor capacidad para atravesar la cutícula foliar. Como consecuencia, disminuye la cantidad de ingrediente activo que ingresa en la planta y queda disponible para ser translocada hacia los sitios de acción.
En determinadas condiciones, este tipo de interacción también puede afectar a otros herbicidas ácidos, como el 2,4-D, dicamba o clopiralid. Sin embargo, la intensidad del antagonismo puede variar considerablemente según el ingrediente activo, la sal utilizada, la formulación comercial y las condiciones de aplicación.
Esta pérdida de disponibilidad no necesariamente produce un cambio visible en el caldo. El complejo formado puede permanecer disuelto y la mezcla conservar una apariencia normal, aunque una parte del herbicida ya no presente la misma capacidad de absorción. Por lo tanto, la ausencia de precipitados o separación de fases no garantiza que la dureza no esté afectando la eficacia.
Interacción con la formulación
Los productos fitosanitarios no están constituidos solamente por el ingrediente activo. También contienen surfactantes, dispersantes, emulsionantes, humectantes, solventes y otros componentes cuya función es permitir que el producto se distribuya de manera uniforme en el agua.
El calcio y el magnesio pueden interactuar con algunos de estos componentes y disminuir su capacidad para estabilizar las partículas o las gotas dispersas. En estos casos, el problema no se limita al ingrediente activo, sino que afecta el funcionamiento de la formulación completa.
La sensibilidad dependerá del tipo y la concentración de los coformulantes utilizados, de la concentración de Ca²⁺ y Mg²⁺, de la presencia de otros electrolitos, de la temperatura, del orden de carga y de los restantes productos incorporados al tanque.
Suspensiones concentradas – Gránulos dispersables – Polvos mojables
En una suspensión concentrada (SC), el ingrediente activo se presenta como pequeñas partículas sólidas suspendidas en una fase líquida. En los gránulos dispersables (WG) y los polvos mojables (WP), el producto se presenta en estado sólido, pero al incorporarse al tanque libera partículas que deben distribuirse y mantenerse dispersas en el agua. En ninguno de estos casos el ingrediente activo se disuelve completamente: permanece como partículas sólidas estabilizadas mediante dispersantes, humectantes y otros coformulantes.
Muchos dispersantes actúan generando cargas eléctricas o barreras alrededor de las partículas. Cuando la concentración de calcio y magnesio es elevada, estos cationes pueden neutralizar parcialmente esas cargas, interactuar con dispersantes aniónicos o disminuir la repulsión existente entre las partículas.
Al reducirse esta repulsión, las partículas pueden aproximarse y formar flóculos o aglomerados. La suspensión pierde uniformidad, aumenta la velocidad de sedimentación y puede resultar más difícil volver a dispersarla mediante agitación.
Las consecuencias prácticas pueden ser:
distribución desuniforme del ingrediente activo dentro del tanque;
variaciones de concentración durante la aplicación;
formación de sedimentos;
retención de partículas en filtros;
obstrucción de boquillas;
residuos difíciles de remover del tanque y del circuito.
La sedimentación no siempre significa que la formulación haya quedado completamente inutilizada. Una suspensión puede sedimentar y volver a dispersarse con agitación. El problema más grave aparece cuando los agregados se compactan o no recuperan su tamaño y distribución originales.
Concentrados emulsionables
En un concentrado emulsionable (EC) el ingrediente activo se encuentra disuelto en una fase orgánica compuesta por aceites o solventes. Al incorporar el producto al agua, los emulsionantes deben dividir esa fase orgánica en pequeñas gotas y mantenerlas distribuidas en toda la mezcla.
Una emulsión estable depende de la formación de una película protectora alrededor de cada gota. Los iones calcio y magnesio pueden interactuar con algunos emulsionantes, especialmente los de naturaleza aniónica, reducir su solubilidad o modificar el equilibrio necesario para estabilizar la interfase entre el aceite y el agua.
Cuando la dureza supera la capacidad del sistema emulsionante, las gotas pueden aumentar de tamaño y comenzar a unirse. El caldo puede presentar una emulsión más gruesa, formación de crema en la superficie, gotas de aceite, adherencia del producto a las paredes del tanque o separación de fases.
En estas condiciones, el ingrediente activo deja de distribuirse homogéneamente en el volumen de agua. Algunas fracciones del caldo pueden contener una concentración mayor y otras una concentración menor, generando irregularidad en la dosis aplicada y aumentando el riesgo de depósitos en filtros, cañerías y boquillas.
De la alteración del caldo a la pérdida de eficacia
La interacción con el ingrediente activo puede disminuir su absorción y, en algunos casos, su translocación dentro de la planta. La alteración de la formulación, en cambio, puede provocar una distribución desuniforme del producto, sedimentación, separación de fases y variaciones en la dosis aplicada. Ambos mecanismos pueden terminar reduciendo la eficacia de la aplicación. Esto puede traducirse en síntomas más lentos, controles parciales, recuperación de las malezas o supervivencia de los individuos menos sensibles.
La magnitud del problema no depende solamente de la dureza expresada como CaCO₃. También intervienen el catión predominante, la concentración total de sales, la sensibilidad del ingrediente activo, el tipo de formulación, los coformulantes utilizados, la dosis a emplear, el volumen de aplicación, el orden de carga y la complejidad de la mezcla.
A igual dureza, un mayor volumen de agua por hectárea incorpora una cantidad total mayor de calcio y magnesio al caldo, mientras que la dosis del producto permanece constante. Por lo tanto, aumenta la relación entre los cationes potencialmente antagonistas y el ingrediente activo o los componentes de la formulación.
No todos los fitosanitarios responden de la misma manera
La dureza no afecta por igual a todos los productos. El antagonismo se encuentra ampliamente reconocido para el glifosato, pero la respuesta de otros herbicidas puede variar según el ingrediente activo, la sal utilizada, la formulación y las condiciones de aplicación. Incluso existen productos cuya eficacia puede mantenerse sin cambios frente a niveles de dureza que resultan problemáticos para otros.
Por lo tanto, la dureza debe interpretarse como un factor de riesgo específico y no como una causa automática de fracaso. A medida que aumenta la concentración de calcio y magnesio, también aumenta la necesidad de conocer la sensibilidad del producto, considerar el volumen de aplicación y evaluar el acondicionamiento del agua antes de incorporar el fitosanitario.
Cómo acondicionar un agua dura
Cuando la dureza representa un riesgo para la mezcla, el objetivo del acondicionamiento es evitar que el Ca2+ y el Mg2+ reaccionen con los ingredientes activos o con los componentes de la formulación. Para ello se utilizan sustancias capaces de asociarse con estos cationes y disminuir su disponibilidad en el caldo.
Estos productos reciben habitualmente el nombre de secuestrantes, complejantes o acondicionadores de agua. Su función no consiste necesariamente en retirar el calcio y el magnesio del agua, sino en formar asociaciones suficientemente estables para impedir o reducir sus interacciones posteriores con los fitosanitarios.
El sulfato de amonio: pasan los años y sigue cumpliendo
El sulfato de amonio es uno de los acondicionadores más utilizados, especialmente cuando se aplican herbicidas sensibles a la dureza, como el glifosato. El anión sulfato interactúa con los cationes presentes en el agua y reduce su posibilidad de asociarse con el herbicida. Al mismo tiempo, el amonio puede favorecer la formación de sales de glifosato con mejor comportamiento durante la absorción foliar.
Por lo tanto, el sulfato de amonio no actúa solamente como una fuente de nitrógeno ni debe interpretarse principalmente como un corrector de pH. Su utilidad en este contexto está vinculada con la reducción del antagonismo producido por los cationes del agua. Diversas recomendaciones técnicas indican que debe incorporarse y disolverse antes de agregar el herbicida al tanque.
Agentes quelantes y secuestrantes
También pueden utilizarse moléculas capaces de formar complejos solubles con Ca²⁺ y Mg²⁺. Entre las alternativas comerciales se encuentran agentes basados en ácidos orgánicos, fosfonatos y polímeros complejantes.
Estas sustancias poseen grupos funcionales que se coordinan con el catión y lo mantienen dentro de una estructura estable. De esta manera, disminuye la fracción de calcio y magnesio disponible para interactuar con el ingrediente activo, los dispersantes o los emulsionantes.
Sin embargo, su capacidad no es ilimitada. Cada secuestrante puede retener una determinada cantidad de cationes y, una vez superada esa capacidad, parte de la dureza permanece disponible. Por eso, la dosis debe guardar relación con:
La dureza y la composición del agua.
El volumen de agua utilizado por hectárea.
La capacidad secuestrante del producto.
La sensibilidad del fitosanitario o de la mezcla.
La importancia del orden de carga
El acondicionador debe incorporarse al agua antes que los fitosanitarios. Si el ingrediente activo se agrega primero, el calcio y el magnesio pueden comenzar a interactuar con él inmediatamente y la incorporación posterior del secuestrante puede no revertir completamente esas asociaciones.
En mezclas complejas o con aguas de dureza elevada resulta conveniente realizar previamente una prueba de compatibilidad a pequeña escala.
El dato que define la dosis: el poder de secuestro
La presencia de un agente secuestrante en la formulación no garantiza por sí sola que el agua quede correctamente acondicionada. Cada producto posee una capacidad limitada para retener calcio y magnesio, denominada capacidad secuestrante, poder de secuestro o valor de quelación.
Este valor expresa la cantidad de cationes que puede ser complejada por una determinada cantidad de producto. Habitualmente puede informarse como miligramos de CaCO₃ equivalente secuestrados por gramo de sustancia activa, por gramo de formulado o por mililitro de producto. El valor de quelación normalizado como CaCO₃ permite comparar sustancias y formulaciones diferentes utilizando una misma referencia.
De la dureza del agua a la carga total
Supongamos que el análisis indica una dureza de 400 ppm como CaCO₃ y que el acondicionador utilizado posee capacidad para secuestrar ese nivel de dureza cuando se aplica a una dosis de 100 cc por cada 100 litros de agua.
Si el tanque tiene una capacidad de 3.500 litros, el cálculo es directo:
Por lo tanto, para acondicionar el tanque completo deberían incorporarse:
En este ejemplo, cada 100 cc de acondicionador posee capacidad para secuestrar los cationes presentes en 100 litros de agua con una dureza de hasta 400 ppm como CaCO₃.
El acondicionador debe agregarse al agua antes que los fitosanitarios y distribuirse mediante agitación. De esta manera, el secuestrante puede actuar sobre el Ca²⁺ y Mg²⁺ antes de que estos cationes entren en contacto con los ingredientes activos o con los componentes de la formulación.
Este ejemplo es solamente ilustrativo. La dosis práctica debe establecerse a partir de la capacidad declarada o medida del producto, su concentración real de materia activa y las recomendaciones de uso.
No todos los secuestrantes rinden igual
Dos acondicionadores aplicados a la misma dosis pueden presentar desempeños muy diferentes. El poder de secuestro depende de:
La naturaleza química del agente secuestrante.
Su concentración dentro del formulado.
La cantidad y disponibilidad de sus grupos complejantes.
Su afinidad relativa por Ca²⁺ y Mg²⁺.
La presencia de hierro, manganeso u otros cationes que también puedan consumir capacidad.
Las condiciones del agua y la composición completa del caldo.
Además, debe diferenciarse la capacidad de la materia activa pura de la capacidad del producto comercial. Un quelante puede presentar un valor elevado en estado puro, pero si el formulado contiene una proporción reducida de ese componente, el poder de secuestro por litro será considerablemente menor.
Acondicionar la dureza no es corregir el pH
La dureza y el pH son propiedades diferentes. Un producto puede secuestrar calcio y magnesio sin modificar sustancialmente el pH, mientras que un acidificante puede disminuir el pH sin secuestrar los cationes responsables de la dureza.
Algunos acondicionadores comerciales combinan ambas funciones, pero no deben confundirse. En este artículo, el acondicionamiento se refiere específicamente al manejo de Ca²⁺ y Mg²⁺; la influencia del pH y su corrección requieren un análisis independiente.
El agua debe volver a ser solo el vehículo
En definitiva, acondicionar correctamente un agua dura requiere conocer su composición y seleccionar una herramienta con capacidad suficiente para retener la carga de Ca²⁺ y Mg²⁺ presente. El objetivo no es modificar el agua de manera indiscriminada, sino evitar que sus cationes interfieran con el ingrediente activo o con la estabilidad de la formulación. Cuando el diagnóstico, la dosis y el orden de carga son adecuados, el agua vuelve a cumplir su función esencial: transportar el fitosanitario sin comprometer su desempeño.
Ing. Agr. Mariano Luna
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