Uno de los problemas más grandes en el cultivo hidropónico es lograr mantener un nivel de concentración constante en la solución nutritiva.
Ya que las soluciones hidropónicas constan de una variedad muy grande de cationes y aniones, es muy difícil encontrar un método analítico que sea capaz de revelar las magnitudes de dichas concentraciones con el paso del tiempo.
Uno de los pocos métodos que se han intentado emplear para dar una breve idea de la concentración total de iones en soluciones hidropónicas ha sido la medida de la conductividad eléctrica. Sin embargo, muchas personas no conocen muy bien las limitaciones de esta medida y por ende hacen a veces un uso incorrecto de la misma. Ahora bien, empecemos por el principio.
¿ Qué es la conductividad eléctrica ? La conductividad eléctrica se puede entender como una medida de la facilidad que tiene un material para transportar carga eléctrica por unidad área de superficial y se mide en S/cm2 (donde S es Siemens, la unidad del sistema internacional para la conductancia). Por lo tanto, un material que tenga una mayor conductividad que otro, conduce más la electricidad, es decir, permite con mayor facilidad el paso de electrones.
En soluciones, la facilidad con la que una solución conduce la electricidad, es directamente proporcional al número de portadores de carga (el número de entidades que poseen una carga o que son capaces de mover cargas de un lugar a otro). Estos portadores de carga son generalmente iones en solución, ya sea cationes (como el sodio, potasio, calcio, etc) o aniones (como el fosfato, nitrato, sulfato, etc).
La razón por la que se intentó utilizar la conductividad para medir la concentración en soluciones nutritivas, es porque si el número total de portadores de carga es proporcional a la concentración, entonces conociendo la conductividad, podríamos saber cual es la concentración general (es decir, podríamos saber más o menos cuantos iones hay en solución). Esto es una aproximación muy grande y se debe a las siguientes cosas que se han pasado por alto :
- El número de portadores de carga es proporcional a la concentración si solo existe un par iónico en solución. Esto es, debido a que diferentes iones contribuyen diferente a la conductividad, por ejemplo, una solución de cloruro ferrico que tenga la misma concentración que una de cloruro de potasio, tendrá una concentración dramaticamente diferente.
- El número de portadores de carga podría ser proporcional a la concentración en presencia de varios pares iónicos unicamente si la variación es constante a lo largo de todos los pares. Es decir, ua solución puede tener cloruro férrico y cloruro de potasio y aún podríamos determinar la concentración con medidas de conductividad si ambos variaran de igual manera a lo largo del tiempo.
- El número de portadores de carga es proporcional a la concentración si y solo si el pH de la solución es constante. Los iones hidrónio e hidroxilo aportan mucho más a la conductividad de una solución que los iones metálicos, por lo que cambios pequeños en el pH pueden reflejarse como cambios grandes en la concentración.
Ahora bien, lo anterior nos demuestra que la conductividad no funciona para medidas a largo plazo en cultivos hidropónicos porque :
- Las soluciones nutritivas tienen un gran número de pares iónicos.
- Las plantas toman selectivamente distintos pares iónicos de la solución. Es decir, las relaciones de concentración no se mantienen a lo largo del tiempo (ej. Si la planta necesita más ion nitrato que sulfato puede que al final del día el sulfato este más concentrado que el nitrato)
- Las plantas alteran el pH de la solución debido a que compensan su toma de nutrientes con iones hidronio o hidroxilo.
Sin embargo, esto no quiere decir que no haya ninguna utilidad para las medidas de conductividad eléctrica en los cultivos hidropónicos. La conductividad eléctrica puede servir como estimativo de la concentración durante las primeras dos semanas (al igual que al momento de la preparación, si se está diluyendo una solución concetrada) en las que se está utilizando la solución nutritiva, ya que en este plazo no ha ocurrido un cambio tan significativo debido a las plantas. Es decir, la conductividad es útil para decidir como añadir agua a la solución nutritiva para mantenerla útil por dos o tres semanas. El añadir más solución concentrada a una solución preparada no implica que se vuelva hacer efectivo este plazo. Es decir, una vez se prepara una solución, esta se debe cambiar completamente máximo tres semanas después de la preparación.
Más haya de las medidas de conductividad eléctrica, existen las medidas de concentración por medio de electrodos selectivos a iones, que dan información muy rica sobre la concentración específica de un solo ion en solución (por ejemplo, nitrato), durante periodos mucho más largos de tiempo, dado también información sobre el crecimiento de las plantas.
Existen sin embargo, soluciones de un carácter mucho más complejo que poseen interacciones con diferentes tipos de sustratos que pueden garantizar tiempos de vida de hasta años. Sin embargo, son mucho más costosas y requieren de una cuidadosa preparación y vigilancia.
Espero que este artículo haya servido entonces para ilustrar a mis lectores sobre cuales son usos apropiados y cuales son los usos inapropiados de la conductividad eléctrica en el cultivo hidropónico.
