¿Por qué el agua no se infiltra en los suelos hidrófobos?

La agricultura en grandes regiones de Europa todavía se está recuperando de las olas de calor y las sequías de los últimos años. Muchos productores se enfrentan ahora a dificultades como las restricciones al riego y tener que rehumedecer suelos que se han secado. Una vez que los suelos se vuelven repelentes al agua, conseguir que la humedad recupere un nivel óptimo puede ser una tarea muy laboriosa.

Los suelos repelen el agua debido a su contenido hidrófobo. Las sustancias hidrófobas son las formadas por moléculas orgánicas que repelen el agua. Se pueden liberar en los suelos como consecuencia de la actividad de los microorganismos, por la materia orgánica y por descomposición de los tejidos vegetales. Las moléculas hidrófobas forman una capa fina de consistencia cerosa alrededor de cada partícula de suelo y, de este modo, convierten el suelo en hidrófobo (es decir, que repele el agua). Cuanto mayor es el nivel de hidrofobicidad, menor es la tasa de infiltración del agua.

 Las moléculas de agua son bipolares y tienen grandes fuerzas de cohesión: esto significa que atraen a moléculas del mismo tipo. Esta atracción fuerte entre moléculas, unida a su baja capacidad de enlace con las partículas cerosas del suelo, da lugar a la formación de gotas con un ángulo de contacto elevado. Es lo que se conoce como «tensión superficial alta», que impide que las gotas de agua se extiendan por una superficie amplia.

La probabilidad de que un suelo se vuelva repelente al agua depende de la presencia de material hidrófobo y también de la textura del propio suelo (Hunt y Gilkes, 1992). Los suelos arenosos de textura gruesa que contienen menos del 5 % de arcillas tienen una alta probabilidad de volverse repelentes al agua.  

^{Gráfico 1: Agua en suelos hidrófobos}

¿Cómo funcionan los agentes humectantes del suelo?

Los agentes humectantes son productos formulados a base de surfactantes, diseñados para mejorar la penetración del agua y permitir una mejor distribución del agua en el perfil del suelo, especialmente en suelos arenosos.

Cuando se mezclan con agua, los ingredientes activos reducen las fuerzas de cohesión e incrementan las fuerzas de adhesión (las fuerzas que atraen las moléculas de agua a otras sustancias, en este caso, los suelos), de manera que el suelo deja de repeler el agua.

Los agentes humectantes del suelo también evitan la formación de charcos de agua en la superficie del suelo, al reducir su tensión superficial. Para explicarlo de manera sencilla: los surfactantes están formados por una cabeza hidrófila y una cola hidrófoba. Cuando se mezclan con agua, la cola hidrófoba sobresale por la superficie del agua y reduce su tensión superficial. Al ser menor la tensión superficial, el ángulo de contacto también disminuye, de manera que el agua puede extenderse por un área mayor. Como consecuencia, se reducen las pérdidas de agua por escorrentía, especialmente en suelos modelados (por ejemplo, camas de cultivo) y mejora la tasa de infiltración de agua. 

 ^{Gráfico 2: Las moléculas de surfactante rompen la tensión superficial del agua cuando la «cola» repelente al agua sobresale por la superficie del agua. Gráfico 3: Agua con agente humectante en suelo hidrófobo}