viernes, 27 de septiembre de 2019

Sensor de humedad en el suelo

Hola a todos, vamos a comenzar a explicar algunos de los componentes básicos utilizados en la automatización de cultivos.

La automatización de los cultivos, surge por la necesidad de ahorrar tiempo al agricultor, y ser más eficientes en el aprovechamiento de recursos, como el agua.



En los cultivos de exterior, lo más importante es disponer y canalizar agua para el riego, saber la cantidad de agua necesaria y que el agua tenga una calidad adecuada para nuestro tipo de cultivo(ph y Electroconductividad).



En los sitemas de invernaderos, además del riego, podemos controlar otros factores: Temperatura, humedad en el aire, humedad en el suelo, pH, Electroconductividad (EC), temperatura del agua, niveles de CO2, oxígeno... y cuanto más precisión y control pues podremos añadir nuevos sensores.


Para el control de riego, debemos de saber la cantidad de agua que necesitan nuestras plantas y cuando el nivel hidrico desciende para tener que volver a regar.
Una sonda introducida en el suelo, es capaz de medir por conductividad la cantidad de agua.
















 La sonda, debe estar conectada a un dispositivo que sea capaz de interpretar los valores, y traducirlos para que sea fácil de entender.
Un ejemplo, son los microcontroladores Arduino, que disponen de una gran variedad de sensores, entre ellos medidores de humedad en el suelo.




 Una vez el dispositivo recopila y traduce los datos, los puede enviar, gestionar y facilitar la tarea de supervisar y controlar los parámetros de cultivo.




 Sin embargo, debemos tener algunas consideraciones para que estos sensores no fallen y obtengamos resultados poco fiables.

Existen diferentes causas que puedan dar errores en la medida de los sensores.

1.-Degradación del material: Los sensores que van introducidos en la tierra, tienen unas varillas de metal que miden la conductivad (Tipo TDR). 
Estos sensores de contacto,se degradan con el tiempo y pierden precisión. La sustición por otrto tipo de sensores sin contacto alargan la vida útil, pero también suelen ser menos económicos( Tipo FDR, Frecuency Domain Reflectometry donde se usa una sonda de capacitancia).

2.-Colocación incorrecta para la medición.
En esta parte nos centraremos, ya que no importa la calidad del instrumento de medición que dispongamos si no sabemos la colocación adecuada de los sensores.

Para endender sobre la correcta colocación del sensor, debemos hacer una breve descripción de los términos que describen la capacidad de almacenamiento del agua en el suelo.



La capacidad de campo(CC) es el contenido de agua en el suelo después de aplicar un riego pesado y cuando la velocidad del drenaje cambia de rápida a lenta. Este punto se logra cuando toda el agua gravitacional se ha drenado.
La capacidad de campo se logra normalmente dos o tres días después del riego.(0,3 bars en suelo arcilloso o 0,1 bars en suelos de textura media)

El punto de marchitez permanente(PMP) es el contenido de agua en el suelo al cual las plantas no se pueden recuperar y se marchitan aún cuando se les adiciona suficiente humedad. 
Este parámetro puede variar de acuerdo a las especies de las plantas y al tipo de suelo.


El agua disponible para la planta (ADP) es el contenido de agua retenido entre la capacidad de campo y el punto de marchitamiento permanente



Éste depende de factores tales como la textura del suelo, densidad aparente y estructura del suelo.

 Déficit permitido en el manejo del riego(DPM), es el contenido de agua en el suelo del cual no se debe descender. Se suele expresar en porcentaje. EL porcentaje recomendado para la mayoria de cultivos es aproximadamente al 50% y para cultivos sensibles a la sequía al 25%.

Contenido gravimétrico de agua, es una medida directa de la humedad del suelo La técnica de secado del suelo en el horno es probablemente la más utilizada de todos los métodos gravimétricos para medir el contenido de agua del suelo. Esta técnica consiste en tomar una muestra del suelo con una barrena. La muestra se coloca en un recipiente y se pesa; posteriormente se seca en un horno a 105°C hasta que se obtiene un peso constante (normalmente después de 24 horas), después se vuelve a pesar. El contenido gravimétrico de agua es la cantidad de agua en la muestra por porcentaje de peso seco del suelo y se calcula de la siguiente manera: 

Contenido gravimétrico de agua (%) = (Peso del suelo húmedo – Peso del suelo seco x 100) / Peso de suelo seco.


La densidad aparente es el peso del suelo seco por unidad de volumen de suelo. Esta propiedad está relacionada con la porosidad (espacio poroso) y la compactación; y se utiliza para calcular el contenido volumétrico de agua del contenido gravimétrico de agua. Generalmente este parámetro se expresa en gramos por centímetro cúbico de suelo, de acuerdo a:

 Densidad aparente = Peso de suelo seco / Volumen de suelo

 El contenido volumétrico de agua del suelo es comúnmente utilizado para expresar el contenido de agua en el suelo. Éste se obtiene al multiplicar la densidad aparente del suelo por el contenido gravimétrico de agua:  

Contenido volumétrico del agua (%) = (Densidad aparente del suelo/densidad del agua) x Contenido gravimétrico del agua (%)

 El contenido volumétrico del agua (%) puede utilizarse para calcular la lámina de riego.

La lámina de riego requerida para llevar el suelo a la capacidad de campo se calcula de la siguiente manera:

 Lámina de riego = (30-20)/100 x 2 pies = 0.1 x 2 pie = 0.1 x 24 pulgadas = 2.4 pulgadas 

Si deseamos saber qué cantidad de agua contiene un suelo (en lámina de agua) si su contenido de agua es de un 20 por ciento, está se puede calcular de acuerdo a: 

Lámina de agua = 20% x 2 pies = 20/100 x 24 pulgadas = 4.8 pulgadas 

(1 pie= 30,48 cm; 1 pulgada= 2,54 cm).


A modo de referencia, se puede hacer una estimación según la lectura en centíbares para medir la humedad  del suelo:

0-10    Suelo saturado
10-30   Suelo con suficiente humedad
30-60   Margen normal para inicar el riego
60-80   Margen normal para iniciar el riego en suelos muy arcillosos
>80     El suelo se esta secando peligrosamente


Esperamos que con esta información tengáis un buen sistema de medición de humedad en el suelo.


Bibliografía:

https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campo

https://www.intagri.com/articulos/agua-riego/uso-de-sensores-de-humedad-para-definir-riego

http://www.fao.org/3/y4690s/y4690s02.htm#TopOfPage

https://www.traxco.es/blog/productos-nuevos/sensor-de-humedad-del-suelo




 

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