Medicion de agua
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  • 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) Mw w= 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. 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
  • 12. 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
  • 13. 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
  • 14. Método de Campo Ejemplo para un suelo franco 25-50% agua 50-75% agua disponible, 75-100% agua disponible, levemente húmedo, forma bola débil, disponible, mojado, húmedo, forma bola una capa suave de forma bola débil, débil, una capa suave granos de arena suelta y quedan granos de de granos de arena agregados quedan en la arena suelta y suelta y agregados mano, color oscuro, agregados en los quedan en la mano mancha moderada de dedos, color oscuro, agua en los dedos, no manchas gruesas de forma lulo agua en los dedos, no forma lulo
  • 15. Métodos Indirectos
  • 16. Tensiómetros Método indirecto de determinación de humedad de suelo Mide Potecial mátrico (ψm) 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
  • 17. deposito Tapa Vacuometro (manómetro de vacio) Indicador Cuerpo Cuerpo Separable Vaso Cápsula de ceramica
  • 18. Water Reservoir Variable Tube Length (12 in- 48 in) Based on Root Zone Depth Porous Ceramic Tip Vacuum Gauge (0-100 centibar)
  • 19. 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
  • 20. Tensiómetros Lectura Condición del suelo 0 – 10 cb Saturado por riego reciente 10 – 25 cb Capacidad de campo 25 – 50 cb Zona intermedia, buena disponibilidad de agua 50 – 80 cb Debería aplicarse riego
  • 21. 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
  • 22. 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.
  • 23. electródos
  • 24. Electrical Resistance Blocks & Meters
  • 25. 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
  • 26. 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
  • 27. 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: R * T  ea  Ψ= ln  e  V  s Ψ: potencial hídrico en MPa, R: constante universal de gases (8,31 * 10-6 m3 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 m3 mol-1 ), ea es la presión actual de vapor y es es la presión de vapor a saturación
  • 28. Porous Ceramic Cup Thermocouple
  • 29. Sicrómetro de Termocuplas Mide Potencial Hídrico 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