Las pruebas de fluoruro son fundamentales en la agricultura para garantizar la calidad del suelo y del agua.
Este artículo cubre los métodos para medir los niveles de fluoruro en el agua, la comparación de varios medidores de fluoruro más populares y explora la importancia de monitorear y mitigar el exceso de fluoruro en el suelo y el agua de riego para proteger la salud de las plantas y optimizar el rendimiento de los cultivos.
Cómo utilizar un medidor de fluoruro: guía paso a paso
Existen varias soluciones para la medición de fluoruro en el mercado, desde medidores de bolsillo compactos hasta cromatógrafos de gases avanzados de grado de laboratorio, con precios que van desde aproximadamente USD $70 a más de USD $50,000.
Para los profesionales que no son de laboratorio, la medición de fluoruro se puede realizar mediante el método colorimétrico (donde se requiere un fotómetro y reactivos para cada prueba) o mediante el método potenciométrico (electrodo selectivo de iones, ISE).
Método colorimétrico: Fotómetro de fluoruro de rango bajo Hanna HI97729
Potenciométrico: HORIBA LAQUAtwin F-11
Analizaremos más de cerca el medidor de fluoruro Horiba, una incorporación relativamente nueva al mercado en 2024.
El Horiba LAQUAtwin F-11 es un medidor de fluoruro de bolsillo que utiliza un electrodo selectivo de iones para medir concentraciones de fluoruro soluble de hasta 990.0 ppm.
A diferencia de los métodos colorimétricos, no requiere reactivos.
Sin embargo, necesita una calibración diaria utilizando las soluciones de calibración de 1 ppm y 10 ppm proporcionadas.
Una vez calibrado, el LAQUAtwin F-11 proporciona una lectura de concentración de fluoruro casi instantánea tan pronto como se coloca una muestra en el sensor.
Cómo medir el fluoruro con LAQUAtwin F-11:
1. Calibre su medidor en dos puntos (1 ppm y 10 ppm)
2. Aplique la muestra al sensor (0,3 ml es suficiente) o sumerja el medidor directamente en el agua.
3. Espere a que la lectura se estabilice; una carita feliz aparecerá en la pantalla una vez que esté lista.
4. Enjuague el sensor con agua corriente para limpiarlo después de cada uso.
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¿Cuál es el nivel normal de flúor en el agua de riego?
El fluoruro se encuentra de forma natural en las aguas subterráneas y en el agua dulce debido a la disolución de minerales ricos en fluoruro presentes en el suelo.
Algunas actividades industriales (industria de la cerámica y del carbón) también pueden contribuir a la aparición de niveles elevados de fluoruro en las aguas subterráneas.
La concentración de fluoruro presente en el agua dulce depende de la ubicación geográfica y de la fuente, y suele oscilar entre 0,01 ppm y 100 ppm. 1
Para el agua potable, las concentraciones recomendadas (a menudo añadidas por los municipios) son inferiores a 0.70 ppm, y los estudios sugieren que se aplica un límite similar al agua de riego. 2
Si la concentración de flúor es elevada, puede utilizar los siguientes métodos de purificación:
· Ósmosis inversa
· Desionización
· Filtración a través de carbón activado (puede reducir los niveles de flúor pero no lo elimina por completo).
Fluoruro en el suelo
Los niveles de flúor del suelo están influenciados en gran medida por su composición.
El rango normal de flúor total en suelo seco está entre 150 y 400 mg/kg. 3
Los suelos arenosos en climas húmedos tienden a tener las concentraciones más bajas de flúor, mientras que los suelos arcillosos pesados pueden alcanzar niveles tan altos como 1000 mg/kg. 4
Incluso en suelos con altas concentraciones de flúor, la mayor parte del flúor no está disponible para las plantas. Esto se debe a que la mayor parte del flúor en el suelo es insoluble debido a fuertes enlaces iónicos con elementos como el calcio, formando compuestos estables como el fluoruro de calcio (CaF₂).
Un pH bajo también puede aumentar la solubilidad del fluoruro en la solución del suelo, lo que a su vez aumenta el potencial de absorción de fluoruro a través de las raíces de las plantas. 5
Fluoruro en fertilizantes
Ciertos fertilizantes, como los fertilizantes fosfatados, pueden contener cantidades significativas de flúor porque están hechos de roca fosfórica, que naturalmente contiene mucho flúor. 6
A continuación se muestran algunos ejemplos de concentraciones de flúor en fertilizantes:
Cuando se aplican fertilizantes fosfatados al suelo, el fluoruro de estos fertilizantes tiende a unirse con los minerales arcillosos y los óxidos, lo que lo hace menos disponible para la absorción de las plantas.
El uso a largo plazo de fertilizantes fosfatados puede provocar una acumulación de fluoruro en el suelo con el tiempo.
Toxicidad y limitaciones del flúor en la agricultura
En la agricultura, el flúor se clasifica como una sal indeseable, similar al sodio.
El exceso de flúor puede ser tóxico para las plantas y su toxicidad afecta a varios procesos, entre ellos:
· Germinación,
· Crecimiento de las plantas y rendimiento de los cultivos
· Función oxidativa y respiratoria
· Reproducción
· Metabolismo de aminoácidos y proteínas,
· Fotosíntesis y producción de clorofila 7
El control regular de los niveles de flúor en el agua de riego es fundamental para mantener la salud y la productividad de los cultivos.
Los estudios demuestran que la exposición prolongada al flúor soluble en el agua (más de 1,5 ppm) puede tener efectos perjudiciales para las plantas. 8
Mitigación de los efectos del flúor
Análisis de agua de riego y solución de suelo
Controle periódicamente los niveles de flúor para abordar cualquier aumento repentino antes de ver efectos perjudiciales en sus plantas.
Lavado de suelos
El lavado de suelos es una técnica potencial de remediación para suelos contaminados con flúor. 9
Aplicación de nitroprusiato de sodio
El nitroprusiato de sodio (SNP) es una sal soluble en agua que puede ayudar a las plantas a tolerar la salinidad y la contaminación por flúor.
Mantenimiento del pH del suelo
El fluoruro no es soluble a un pH superior a 6: asegúrese de mantener el pH de la solución del suelo o del medio por encima de este nivel para evitar la mayoría de los problemas de toxicidad por fluoruro. 10
Tratamiento del suelo con sustancias neutralizantes como cal, marga y carbón (Se demostró que el encalado era el más eficaz y el carbón el menos eficaz).
La forma más fácil de garantizar que su planta no absorba flúor es mantener intacto el pH del suelo; sin embargo, esto puede no ser posible si su cultivo crece en un entorno con un pH más bajo (por ejemplo, los arándanos).
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Referencias:
Aoun et al "The Fluoride Debate: The Pros and Cons of Fluoridation", Preventive Nutrition Food Science, 2018
University of Massachusets Amherst
Bhat et al, "Assessment of Fluoride Concentration of Soil and Vegetables in Vicinity of Zinc Smelter, Debari, Udaipur, Rajasthan", Journal of Clinical Diagnostic and Research, 2015
Fuge and Andrews, 1988
Anshumali, 2014
Ramteke et al, "Study of fluoride content in some commercial phosphate fertilizers", Journal of Fluorine Chemistry, 2018
Garrec et al, 1981
Sharma et al "Fluoride toxicity triggered oxidative stress and the activation of antioxidative defence responses in Spirodela polyrhiza", Plant Interact, 2019.
Moon et al "Soil washing of fluorine contaminated soil using various washing solutions". Bulletin of environmental contamination and toxicology, 2015.
University of Massachusetts Amherst
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