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Sondas de capacitancia (fdr)
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Sondas de capacitancia (fdr)

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  • Muy útil, muchas gracias Samanta!, la única duda que me ha quedado es la frecuencia de trabajo del sistema de pulsos, me gustaría conocer la electrónica más en detalle
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  • 1. Sondas de capacitancia (FDR): Para monitoreo de humedad de suelo INTEGRANTES: - Samanta Onocuica Quiroz - Lizbeth Caycho Torres - Dennis Albert Vidal Llanos - Andre Ponce Guzman
  • 2. GESTIÓN DEL RIEGO. La programación del riego debe responder a dos preguntas básicas: cuándo regar y cuánta agua hay que aportar. La respuesta a la primera pregunta es el intervalo de riegos, que corresponde al de tiempo transcurrido entre dos aportaciones de agua. La cantidad de agua que se debe aportar en cada riego, es la dosis neta de riego.
  • 3. Una información importante en la programación del riego es la que tiene que ver con las relaciones suelo-agua-planta A su vez, las relaciones suelo-agua- planta dependerán de factores tan importantes como la textura, que establece, entre otros aspectos, la capacidad de retención del agua en el suelo. Esta cantidad de agua almacenada en el suelo incide de manera importante en la programación de riego de baja frecuencia (intervalo de riegos superior a tres días) y tiene una menor importancia en el de alta frecuencia (intervalo de riego inferior a tres días).
  • 4. Los objetivos de la programación de riegos pueden perseguir fines técnicos o fines económicos y puede haber combinación de ambos. ETAPAS DE LA PROGRAMACIÓN OBJETIVOS DE LA PROGRAMACIÓN
  • 5. METODOS DE PROGRAMACIÓN DEL RIEGO. El primer grupo se basa en programar el riego a partir del estado hídrico del suelo (manejo de la reserva de agua en el suelo o stock y el nivel de agotamiento permisible). Este primer grupo de métodos se clasifican en función del procedimiento seguido para medir el contenido de agua en el suelo. El segundo grupo de métodos está basado en el estado hídrico del cultivo, y sólo permite conocer el momento de inicio del riego, pero no la cantidad de agua a aportar. Para ello se pueden utilizar, entre otros, datos de la temperatura de las hojas, variación del diámetro de algún órgano de la planta, del potencial hídrico del tallo, del flujo de savia, etc. Por último, está el método basado en el balance hídrico del conjunto suelo-planta- atmósfera. MÉTODOS BASADOS EN EL ESTADO HÍDRICO DEL SUELO.  Método tensiométrico.  Bloques de yeso, nylon o fibra de vidrio.  Reflectometría en el Dominio del Tiempo (TDR).  Reflectometría en el Dominio de Frecuencias (FDR).
  • 6. REFLECTOMETRÍA EN EL DOMINIO DE FRECUENCIAS (FDR). Usando una técnica de reflectometría de dominio de frecuencias conocida como capacitancia, las sondas FDR miden la humedad del suelo mediante la respuesta a cambios en la constante dieléctrica del medio. La reflectometría es una técnica que se basa en la reflexión que experimenta un pulso electromagnético cuando es transmitido al suelo mediante electrodos En la reflectometría en el dominio de la frecuencia (FDR) se mide la frecuencia de resonancia del circuito formado por los electrodos y el suelo tras la emisión del pulso No obstante, el pulso que es enviado a través del suelo no sólo es reflejado si no que experimenta una atenuación proporcional a la conductividad eléctrica del mismo. Este fenómeno se utiliza para la estimación de la conductividad eléctrica aparente del suelo mediante reflectometría. Debido a su naturaleza las sondas reflectométricas pueden estimar simultáneamente la humedad y la salinidad del suelo
  • 7. La estimación del contenido de humedad mediante FDR está basada en la medida de la constante dieléctrica compuesta del suelo (εc) mediante electrodos (placas paralelas o anillos metálicos) que, junto con el suelo (como material dieléctrico), constituyen un condensador que se conecta a un circuito oscilador. Cuando varía εc (debido al contenido de humedad del suelo), cambia la capacitancia del suelo y por tanto la frecuencia de oscilación del circuito. Principio de la sonda SONDAS DE CAPACITANCIA (FDR)
  • 8. Debido a su naturaleza las sondas FDR pueden estimar simultáneamente la humedad y la salinidad del suelo. Mediante electrónica o software, las medidas de humedad y salinidad pueden combinarse para la estimación de la salinidad en la solución del suelo. Estas sondas también tienen integradas un sensor de temperatura para poder obtener una medida referida a la temperatura estándar de 25 ºC. ¿Porqué la CE es menor en el suelo que en el agua?
  • 9. Una sonda capacitiva está compuesta de una barra sobre la cual está impreso un circuito eléctrico que conecta todos los sensores. Estos se pueden montar cada 10 cm, hasta una profundidad de 1.5 m. Una estación de monitoreo puede constar de una, dos o hasta tres sondas: una en la hilera y una o dos en la entre-hilera; dependiendo del cultivo y de la precisión que se desea alcanzar. Descripción El circuito emite un pulso de 0.5 segundos y contabiliza los pulsos del tensor para esa misma duración. Las empresas fabricantes proporcionan un software con las ecuaciones según las texturas de suelo, para ser usadas en caso de no disponer de una calibración local. Cada sensor capacitivo consiste en dos anillos de bronce, de 50.5 mm de diámetro exterior y 25 mm de altura, anclados en una barra de plástico y con una separación de 12 mm. Los dos anillos forman las placas de un condensador conectado a un oscilador LC.
  • 10. La capacitancia eléctrica o FDR crea un campo eléctrico de alta frecuencia, emitido por sensores desde un tubo de acceso de PVC instalado en el suelo. La frecuencia eléctrica se modifica dependiendo del contenido de agua y de aire en el suelo y eso se extrapola a un valor volumétrico de lámina de agua en milímetros para cada 10 cm de suelo. Es una tecnología no-radiactiva y tiene una exactitud mayor que 1% del contenido volumétrico de agua en el suelo. Las variaciones en los valores de la constante dieléctrica del suelo son el resultado de las variaciones en el contenido de humedad de éste, debido a que el agua tiene una constante dieléctrica de 80, el suelo <1 y el aire 1. Por tanto, al aumentar el contenido de agua en el suelo la constante dieléctrica aumentará y en caso opuesto disminuirá.
  • 11. La medida de εc es específica para cada suelo, por lo que resulta imprescindible la calibración de este tipo de sensores. Calibración: CAPACIDAD DE CAMPO (121mm)
  • 12. Interpretación de las gráficas Gracias a esta información se puede establecer un estatus óptimo de humedad de suelo para lograr la máxima dinámica y productividad del agua (relación agua-aire), definiendo así la frecuencia de riego. Así mismo se define una zona de estrés por exceso o falta de agua en función de la dinámica del agua en el suelo. Además permite mejorar y equilibrar la producción en el tiempo al reducir la ocurrencia de estreses hídricos, puesto que mejora y aumenta la expresión radicular y la condición general de la planta, permitiéndole manifestar todo su potencial productivo. Así mismo permite controlar la disponibilidad de agua en períodos críticos del desarrollo del fruto. Por otro lado, las gráficas de los sensores a distintas profundidades permiten establecer el tiempo de riego evitando perdidas por percolación bajo la zona activa de raíces. En la figura se muestra el límite superior, que se fija para evitar el drenaje (y el lavado de fertilizantes) y el límite inferior representa el punto a partir del cual el cultivo sufre estrés hídrico.
  • 13. Gráfica para definir tiempo de riego: Además las gráficas permiten controlar las estrategias de riego, detectar problemas en el sistema hidráulico y controlar efectivamente en cada sector cuándo y cuántas horas se ha regado (control del factor humano).
  • 14. Asociación con calicata, valores de humedad de suelo y puntos críticos por dinámica del agua en el suelo: 1. Se asocia la información con la humedad observada en calicatas, convirtiendo la gráfica en una calicata virtual. 2. Se asocia con humedad de suelo a partir de la Capacidad de Campo práctica y sus valores de porcentaje de humedad aprovechable (ver gráfico 3). 3. Se asocia con la dinámica del agua en suelo para establecer los estatus de humedad de máxima actividad para la planta.
  • 15. Inconvenientes: • La calibración resulta imprescindible. • Un buen contacto entre el suelo y el sensor resulta crítico para obtener estimaciones fiables. • Precisa una instalación cuidadosa para evitar huecos y fisuras entre la sonda y el suelo. •Medida in situ no destructiva (sin muestreo) y rápida. • Permite obtener lecturas con niveles altos de salinidad, en los que el TDR no funciona. • Gran sencillez de uso tras su instalación. • Señal de salida de tipo analógico, lo que permite su conexión a cualquier sistema de adquisición de datos convencional y por tanto la automatización de las medidas. • Flexibilidad en el diseño del sensor, así como de la frecuencia de trabajo. • El sistema está basado en componentes electrónicos sin piezas móviles lo que elimina una fuente de desgaste y mantenimiento, permitiendo medidas durante largos periodos de tiempo.
  • 16. Instalación: