La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para permitir el flujo de corriente eléctrica. Esta capacidad depende de la estructura atómica y molecular del material, así como de otros factores físicos como la temperatura y el estado en el que se encuentra. Se representa con el símbolo sigma (σ) y se mide en siemens por metro (S/m) o 𝛀-1⋅ m-1.
En los líquidos, la conductividad eléctrica depende de la presencia de sales disueltas que generan iones cargados positiva o negativamente. Estos iones, conocidos como electrolitos, son los responsables de conducir la corriente eléctrica cuando se somete el líquido a un campo eléctrico. Es por eso que los líquidos como el agua destilada, que no contienen iones disueltos, no conducen electricidad.
En el caso de los sólidos, la conductividad eléctrica depende de la nube de electrones compartidos por las bandas de valencia y la banda de conducción. Los metales son buenos conductores eléctricos debido a la estructura atómica y molecular que les permite un mayor movimiento de electrones. Por otro lado, los no metales son buenos aislantes eléctricos ya que no tienen una gran cantidad de electrones libres.
La conductividad eléctrica varía en diferentes medios, en el suelo, por ejemplo, la conductividad eléctrica depende de la salinidad y la cantidad de agua presente. Los suelos más salinos son mejores conductores eléctricos que los menos salinos. La salinidad del suelo se refiere a la abundancia de cationes y aniones presentes, como sodio, potasio, calcio, magnesio, cloro, sulfato, bicarbonato y carbonato. Es medido en dS/m (Micro Siemens por Centímetro).
En resumen, la conductividad eléctrica es una propiedad fundamental de la materia que permite la conducción eléctrica. La conductividad eléctrica varía según la estructura y propiedades de la materia. En los líquidos, la presencia de iones disueltos influencia la conductividad eléctrica, mientras que en los sólidos, la banda de valencia y la banda de conducción influyen en la conductividad eléctrica. En el suelo, la salinidad y la cantidad de agua influencian la conductividad eléctrica, y es medido en dS/m.
Cómo se mide la conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es la capacidad de un material para conducir electricidad. Su medida se realiza utilizando un instrumento llamado conductímetro. Este dispositivo está diseñado para medir la capacidad de una solución de electrolito para conducir electricidad.
La unidad de medida de la conductividad eléctrica es el siemens por metro (S/m). El conductímetro mide la conductividad eléctrica de la solución y muestra la medición en la pantalla en esta unidad de medida.
Existen dos tipos de conductímetros: los portátiles y los de sobremesa. Los primeros son especialmente útiles para mediciones en campo, como en la agricultura, piscinas, spas y jardinería hidropónica. En cambio, los conductímetros de sobremesa son más precisos y se utilizan habitualmente en laboratorios.
Los conductímetros están equipados con pantallas digitales a color que facilitan las mediciones. Además, algunos modelos incluyen funciones como la auto-detección del patrón de conductividad y dureza, la medición de salinidad y TDS (Total de Sólidos Disueltos en líquidos), y la conexión a PC e impresora. En LabProcess, ofrecemos diferentes modelos de conductímetros y células de conductividad para adaptarse a las necesidades de medición.
Importancia de la conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es de gran relevancia en diferentes campos, como la electrónica, la química y la geología. En la electrónica, la conductividad eléctrica permite que los materiales conduzcan electricidad. Los metales son buenos conductores, mientras que los materiales no metálicos tienen una conductividad más baja o nula. La conductividad eléctrica también es crucial en la química, ya que permite medir la cantidad de iones disueltos en un medio, lo que es esencial en la formulación de soluciones y en la comprensión de reacciones químicas. En geología, la conductividad eléctrica se utiliza para estudiar la composición de materiales sólidos y líquidos debajo de la superficie terrestre.
En el ámbito agrícola, la conductividad eléctrica es fundamental para medir la cantidad de nutrientes disueltos en el agua de riego. Cuanto mayor sea la concentración de nutrientes, mayor será la conductividad eléctrica del agua. Para medir la conductividad eléctrica del agua, se utilizan diferentes unidades, como el siemens por metro cuadrado por mol (S/m2/mol) o el milisiemens por centímetro (mS/cm).
- Cuando se añaden nutrientes al agua, se incrementa la conductividad eléctrica y, por lo tanto, el valor de la EC.
- Es importante tener en cuenta que todas las mediciones de conductividad están afectadas por la temperatura.
- El agua que contiene sales minerales tiene conductividad eléctrica, pero esto no significa necesariamente que el agua contenga sales nutricionales beneficiosas para las plantas.
Y así, la conductividad eléctrica es un concepto crucial en diferentes disciplinas y sectores industriales. En agricultura, la medición de la conductividad eléctrica es una herramienta vital para garantizar una adecuada nutrición de las plantas y evitar problemas de salinidad en el suelo.
Relación entre conductividad eléctrica y calidad del agua
La conductividad eléctrica del agua es un parámetro significativo para evaluar la calidad del agua, ya que indica la capacidad del agua para conducir una corriente eléctrica. De esta manera se puede detectar la cantidad de sales disueltas en el agua y el suelo. Cuanto mayor es la concentración de sales disueltas, mayor es la conductividad eléctrica.
Impacto de la conductividad eléctrica en el crecimiento de las plantas
La conductividad eléctrica del agua afecta el crecimiento de las plantas de dos maneras. En primer lugar, la alta concentración de sales en el suelo reduce la disponibilidad de agua para las plantas debido a la presión osmótica. En segundo lugar, una alta conductividad eléctrica puede implicar una alta concentración de iones tóxicos para las plantas, como cloruros, sodio y boro.
Es relevante saber que existen diferentes tipos de conductividad eléctrica:
- La conductividad eléctrica del agua de riego (CEw)
- La conductividad eléctrica del extracto de pasta saturada del suelo (CEe)
- La conductividad eléctrica a granel del suelo (CEb o CEa)
Cada tipo de conductor eléctrico se mide en diferentes condiciones y puede requerir ecuaciones de regresión para su estimación o comparación. Por lo tanto, se utilizan diferentes unidades para medir la conductividad eléctrica, como el deciSiemens por metro (dS/m), el μS/cm, el mS/cm, el mmho/cm y el µmho/cm. La conductividad eléctrica se puede convertir en Sólidos Disueltos Totales (SDT) utilizando la ecuación SDT (ppm) = 0,64 X EC (en μS / cm) = 640 X EC (en dS / m).
Valores de conductividad eléctrica permitidos en el agua para consumo humano en México
Si bien la norma NOM-127-SSA1-2021 establece los requisitos sanitarios que deben cumplir la calidad de agua para uso y consumo humano en México, la misma no especifica un límite máximo permisible para la conductividad eléctrica en el agua para consumo humano.
Es esencial mencionar que la norma establece límites máximos permisibles para otros parámetros. Estos límites varían según la norma NOM-127-SSA1-1994 y la NOM-127-SSA1-2021. Algunos de los parámetros de análisis fisicoquímico del agua incluidos en la norma son:
- Cianuros
- Cloro residual libre
- Cloruros
- Color escala Pt-Co
- Dureza total
- Fenoles
- Fluoruros
Es fundamental que los niveles de estos parámetros se mantengan dentro de los límites máximos permisibles establecidos por la norma para garantizar la calidad del agua potable y prevenir enfermedades relacionadas con su consumo.
Cómo medir la conductividad eléctrica del agua en casa
La conductividad eléctrica del agua se refiere a su capacidad para conducir la electricidad y está relacionada con la presencia de electrolitos en la solución acuosa. La unidad de medida de la conductividad en el Sistema Internacional de Unidades es siemens por metro (S/m). En aguas con bajo contenido de electrolitos, la conductividad se expresa comúnmente en microsiemens por centímetro (μS/cm).
Para medir la conductividad eléctrica del agua en casa, se pueden utilizar medidores de conductividad específicos que están disponibles en el mercado. Estos medidores miden la conductividad del agua y la reportan en términos de sólidos disueltos totales (en mg/l), utilizando la equivalencia entre cloruro de sodio y conductividad.
- Es vital tener en cuenta que la conductividad del agua puede variar dependiendo de su calidad y contenido de electrolitos.
- Por ejemplo, el agua deionizada de alta calidad tiene una conductividad de alrededor de 5.5 μS/m, mientras que el agua potable típica se encuentra en un rango de 3,000 a 15,000 μS/m.
- El agua de mar tiene una conductividad cercana a 5 S/m (5,000,000 μS/m).
En resumen, para medir la conductividad eléctrica del agua en casa, se puede utilizar un medidor de conductividad específico que mida la conductividad en μS/cm o μS/m. Esto permitirá evaluar la presencia de electrolitos en el agua y monitorear su calidad.
Cómo reducir la conductividad eléctrica del agua: Métodos comunes
Si te preguntas cómo reducir la conductividad eléctrica del agua, la respuesta más efectiva es utilizar la osmosis inversa. Según Luis Carlos Martínez Fraile, experto en tratamiento de aguas, este método es la mejor opción para eliminar la conductividad eléctrica en el agua. La ultrafiltración no es suficiente para eliminar la conductividad, por lo que la osmosis inversa es la alternativa más recomendada.
El proceso de osmosis inversa es muy útil para eliminar los iones disueltos en el agua, como el sodio y el cloruro. Se utiliza una membrana semipermeable que permite el paso del agua pero no de las impurezas, eliminando así la mayoría de los contaminantes presentes en el agua, incluyendo los iones que aumentan la conductividad eléctrica. Sin embargo, es clave tener en cuenta que el proceso de osmosis inversa también elimina minerales beneficiosos para la salud, como el calcio y el magnesio, por lo que se debe considerar la adición de estos elementos en el tratamiento final del agua.
- Otro método para reducir la conductividad eléctrica del agua es la ionización. Este proceso implica la eliminación de iones disueltos mediante la adición de un ion de carga opuesta. Por ejemplo, si el agua contiene iones de sodio, se puede agregar un ion de hidrógeno para formar una molécula de agua y de sal, que es más fácil de eliminar. Este proceso se puede realizar mediante intercambio de iones o mediante resinas de intercambio iónico.
- La nanofiltración también es una opción para reducir la conductividad eléctrica del agua. Según Martínez Fraile, este proceso es similar a la osmosis inversa, pero se concentra en eliminar moléculas divalentes, como el calcio y el magnesio, que son responsables de la formación de depósitos en las tuberías. Al eliminar estos iones, se puede reducir significativamente la conductividad eléctrica del agua.
En conclusión, si buscas una solución efectiva para reducir la conductividad eléctrica del agua, la osmosis inversa es la mejor opción. Sin embargo, también puedes considerar la ionización o la nanofiltración si necesitas eliminar iones específicos o reducir la formación de depósitos en las tuberías. Recuerda que antes de implementar cualquier método de tratamiento, es vital conocer la composición del agua y considerar las necesidades específicas de tu hogar o negocio.
Instituciones que regulan la conductividad eléctrica del agua en México
La regulación y gestión del agua es una tarea fundamental en México, país que cuenta con diversas instituciones encargadas de supervisar y garantizar su uso sustentable. Entre estas instituciones destacan la Comisión Nacional del Agua (Conagua) y el Sistema Nacional de Información del Agua (SINA).
Comisión Nacional del Agua (Conagua)
La Conagua es un órgano administrativo, normativo, técnico, consultivo y desconcentrado de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat). Su función principal es preservar las aguas nacionales y sus bienes públicos inherentes para su administración sustentable y garantizar la seguridad hídrica. En este sentido, trabaja en conjunto con diversas instancias en los ámbitos federal, estatal y municipal, así como con asociaciones de usuarios, empresas e instituciones del sector privado y social. Aunque la conductividad eléctrica del agua no es mencionada específicamente, la Conagua tiene competencia para regular la calidad del agua y sus propiedades físicas y químicas, lo cual incluye su conductividad eléctrica.
Sistema Nacional de Información del Agua (SINA)
El SINA es un instrumento de gestión del agua que proporciona estadísticas y datos relacionados con el agua en México. A través del SINA, se publican las disponibilidades medias anuales de cuencas y acuíferos, así como información sobre el Registro Público de Derechos de Agua (Repda) donde se inscriben los títulos de concesión y asignación de aguas nacionales. Si bien su objetivo principal no es regular la calidad del agua, el SINA proporciona información relevante para la gestión y la toma de decisiones sobre el uso del agua en México, incluyendo la conductividad eléctrica del agua.
En resumen, aunque la conductividad eléctrica del agua no es mencionada específicamente en la información proporcionada por la Conagua y el SINA, estas instituciones tienen competencia para regular y supervisar la calidad del agua en México, lo cual incluye aspectos relacionados con la conductividad eléctrica. De esta manera, podemos estar seguros de que en México se lleva a cabo una gestión responsable y sustentable del agua, enfocada en garantizar su disponibilidad y calidad para las presentes y futuras generaciones.
