MEDICION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO. Relación Suelo-Agua-Planta

Transcripción

1 MEDICION DEL CONTENIDO DE HUMEDAD DEL SUELO Relación Suelo-Agua-Planta

2 Criterios de elección de método de medición de humedad Las características del suelo (materia orgánica, textura, variabilidad, suelos que se expanden) Sus objetivos La gente que va a usar el equipo Presupuesto disponible Punto Importante: Cultivos se preocupan de lo difícil que es extraer agua del suelo (la tensión). Los agricultores se preocupan de cuándo y cuánta agua deben aplicar (contenido de humedad)

3 Todos los métodos usan una propiedad física que cambia con la humedad. El peso de suelo La tensión del agua dentro del suelo La humedad del aire dentro del suelo La dispersión de la radiación que entra al suelo La atenuación de la radiación que entra al suelo La constante dieléctrica del suelo La resistencia eléctrica del suelo La textura del suelo La energía para cambiar la temperatura del suelo

4 Tipos de métodos de medición de humedad de suelo Métodos directos miden la cantidad de agua que hay en el suelo Métodos indirecto calculan la humedad mediante una calibración entre humedad y una propiedad que es mas fácil de medir (ej. tensión) La gran mayoría de los métodos son indirectos

5 Métodos Directos

6 Método Gravimétrico Método de determinación de humedad de suelo directo Procedimiento Toma de muestras de suelo Pesaje de la nuestra (Mt) Secado en estufa a 105 C hasta peso constante Pesado de la muestra seca (Ms) w = Mw Ms Mw = Mt Ms

7 Método Gravimétrico Es el método más exacto de todos, de hecho se usa para calibrar a los demás. Desventajas: Necesita mucho tiempo Es caro Destruye la muestra

8 Reflectometría La reflectometría se basa en la relación que existe entre el contenido de humedad del suelo y su constante dieléctrica El agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta que la del suelo, por lo que la constante dieléctrica del suelo húmedo dependerá principalmente de su contenido de humedad Time domain reflectometry (TDR) La constante dieléctrica del suelo se mide aplicando al suelo una onda electromagnetica de alta frecuencia y midiendo la velocidad de propagación. A mayor humedad, menor será la velocidad de la onda

9 Reflectometría Ventajas de la sonda TDR: Funciona en un amplio rango de suelos Calibración universal Medida de humedad volumétrica Muchas configuraciones posibles (largos de 2cm hasta 3 m) Se puede medir el contenido de humedad continuamente Se puede medir en muchos puntos con un equipo automáticamente Preciso (+/- 2% o mejor) No-nuclear

10 Reflectometría Desventajas de la sonda TDR: Alto costo Necesita instalación de tubos de acceso, los que deben quedar en estrecho contacto con el suelo

11

12 Aspersor de Neutrones Los neutrones rápidos son termalizados cuando ellos chocan con un cuerpo de masa similar, tales como los núcleos de hidrógeno La energía de los neutrones es transmitida a los protones y el rebote o choque neutrónico es mucho más bajo. Este principio ha sido adoptado para estimar la densidad del núcleo de hidrógeno en el suelo

13 Aspersor de Neutrones Los neutrones rápidos son emitidos desde una fuente (Am-Be) en un tubo instalado en el suelo; los neutrones lentos son contabilizados por un detector En la mayoría de los suelos el hidrógeno es asociado con el agua del suelo, aunque en suelos orgánicos o densamente enraizados este no sería el caso. El número de neutrones lentos detectados es proporcional al número de colisiones entre neutrones y núcleos de hidrógeno, los cuales reflejan el contenido de agua del suelo. (Van Bavel et al, 1954). Es muy preciso

14

15 Aspersor de Neutrones Desventajas Alto costo Necesita calibración por suelo (mucho trabajo) Trabajar con radiación Lento para usar No se puede usar en forma automática

16 Método de Campo Ejemplo para un suelo franco 25-50% agua disponible, levemente húmedo, forma bola débil, una capa suave de granos de arena suelta y agregados quedan en la mano 50-75% agua disponible, húmedo, forma bola débil, una capa suave de granos de arena suelta y agregados quedan en la mano, color oscuro, mancha moderada de agua en los dedos, no forma lulo % agua disponible, mojado, forma bola débil, quedan granos de arena suelta y agregados en los dedos, color oscuro, manchas gruesas de agua en los dedos, no forma lulo

17 Métodos Indirectos

18 Tensiómetros Método indirecto de determinación de humedad de suelo Mide Potecial mátrico (ψ m ) Funcionan en el rango de 0 a -0,07 Mpa (-70 cb), que corresponde al 50% de la humedad aprovechable aproximadamente. Menos sujeto a la variabilidad espacial que muestreo gravimétrico

19 deposito Tapa Vacuometro (manómetro de vacio) Indicador Cuerpo Cuerpo Separable Vaso Cápsula de ceramica

20 Water Reservoir Variable Tube Length (12 in- 48 in) Based on Root Zone Depth Porous Ceramic Tip Vacuum Gauge (0-100 centibar)

21 Tensiómetros Instalación: Llenar tubo con agua sin cerrarlo Dejar tensiómetro en balde con agua para saturar cápsula porosa Hacer orificio en suelo con barreno Disgregar un poco de tierra al fondo, mojar y ubicar el tensiómetro Llenar espacio entre pared y tubo Hacer montículo de tierra alrededor del tubo También se pueden sacar las burbujas de aire con un succionador

22 Tensiómetros Lectura 0 10 cb cb cb cb Condición del suelo Saturado por riego reciente Capacidad de campo Zona intermedia, buena disponibilidad de agua Debería aplicarse riego

23 Tensiómetros Desventajas: Limitado rango de acción No mide potencial osmótico, que en ciertos casos de salinidad puede ser mayor al mátrico Lenta respuesta de lectura No opera en suelos muy secos o de texturas gruesas Requiere mantención Mide potencial no contenido

24 Bloques de Resistencia Su operación se basa en el hecho de que la conductividad eléctrica de muchos materiales varia en función del contenido de agua. La conductividad de los bloques aumenta a medida que la cantidad de agua del suelo absorbido por los bloques aumenta.

25 electródos

26 Electrical Resistance Blocks & Meters

27 Bloques de Resistencia Los más comunes son los bloques de yeso Necesita calibración, que puede ser por gravimetría o poniendo el bloque en un aparato de membrana de presión Funcionan en el rango de 0,5 a 15 bares, por lo que son adecuados para suelos secos. Complementan a tensiómetros

28

29

30 Bloques de Resistencia Desventajas: No funcionan bien en el rango húmedo Su respuesta es lenta, por lo que no sirven para seguir ciclos rápidos de secado del suelo Muestran efectos de histéresis No es útil en suelos secos y de texturas gruesas Las mediciones pueden verse afectadas por la temperatura Difícil para fabricar con suficiente consistencia

31 Sicrómetro de Termocuplas Se basa en que en equilibrio se igualan los potenciales de agua del suelo y del vapor de agua del suelo El aparato lleva una cápsula de cerámica que se introduce en el suelo y en su interior se mide la humedad relativa El potencial se calcula mediante: Ψ = R * T V e ln e a s Ψ: potencial hídrico en MPa, R: constante universal de gases (8,31 * 10-6 m 3 MPa mol -1 K -1 ), T: temperatura en grados Kelvin, V: es el volumen molal del agua a la temperatura T (18,069 x 10-6 m 3 mol -1 ), e a es la presión actual de vapor y e s es la presión de vapor a saturación

32 Porous Ceramic Cup Thermocouple

33 Mide Potencial Hídrico Sicrómetro de Termocuplas Es efectivo para suelos húmedos a secos, trabaja en el rango de 2 a 15 bares Desventajas Las mediciones de humedad relativa están influenciadas por la temperatura, por que en capas superficiales hay variabilidad En suelos salinos las sales se pueden depositar en las paredes de la cápsula a medida que el suelo pasa desde una condición húmeda a una seca, inactivando el sistema No trabaja bien en suelos húmedos