¿Cómo se prueba el contenido de humedad del suelo?

¿Cómo se prueba el contenido de humedad del suelo?

Existen varias maneras de analizar el contenido de humedad del suelo, cada una con sus propias características y aplicaciones. A continuación, se presentan algunos métodos de análisis comunes:

 1. Método de secado

- Principio: Comparando la masa del suelo antes y después del secado, se obtiene el peso del agua en el suelo.

- Pasos:

  1. Tome una muestra representativa de tierra fresca con una barrena en el campo. Triture unos 20 g de tierra del centro de la barrena a la profundidad deseada y colóquela rápidamente en una caja grande de aluminio de masa exacta conocida. Cúbrala bien y guárdela en una caja de madera u otro recipiente para llevarla de vuelta al interior.

  2. Limpie el exterior de la caja de aluminio y pésela inmediatamente.

  3. Pese la caja grande de aluminio que contiene la muestra de suelo fresco en una balanza con una precisión de 0,01 g. Retire la tapa y coloque la caja sobre la balanza.

  4. Retire la tapa, colóquela debajo de la caja y hornee en un horno precalentado a 105 ± 2 °C. 5. Retire, cubra y hornee.

  5. Retirar, tapar y enfriar a temperatura ambiente en un desecador y pesar nuevamente.

  6. Calcule el contenido de humedad del suelo, es decir, la relación entre la diferencia entre la masa del suelo que contiene agua y la del suelo que no contiene agua y la masa del suelo seco.

- Ventajas: equipo sencillo, económico, medición precisa.

- Desventajas: gran cantidad de trabajo y alteración de la muestra de suelo, lo que afecta significativamente la precisión cuando el contenido de agua es alto.

 2. Método químico

- Principio: Determinar el contenido de humedad del suelo midiendo la reacción química entre la humedad del suelo y otras sustancias, como el método del carburo de calcio, el método de inmersión y el método del ácido sulfúrico concentrado.

- Ventajas: Fácil manejo y posibilidad de realización in situ.

- Desventajas: Puede causar contaminación o daños al suelo, por lo que debe elegirse con cuidado en la aplicación práctica.

 3. Electrometría

Principio: Determinar las características de la reacción eléctrica en el suelo para determinar su contenido de agua. Métodos de resistencia, capacitancia, diferencia de potencial y polarización.

Ejemplo: El método de resistencia consiste en enterrar dos electrodos en el suelo y medir la resistencia entre ellos. En este caso, es probable que la resistencia de contacto entre los electrodos y el suelo sea mucho mayor que la resistencia del suelo. Por lo tanto, se forma un bloque resistivo incrustando los electrodos en un medio poroso permeable al agua (yeso, nailon, fibra de vidrio, etc.) para solucionar este problema.

- Ventajas: no altera el suelo y permite una observación continua en un lugar fijo.

- Desventajas: alto costo del equipo.

 4. Método de succión

Principio: Determinación de la presión negativa en el suelo o adsorción de la humedad del suelo para determinar su contenido de humedad. Ejemplo: Al insertar un cabezal de arcilla en el suelo.

Ejemplo: Al insertar el cabezal de arcilla en el suelo medido, el agua libre del tubo, a través de la pared porosa de arcilla, entra en contacto con el agua del suelo, tras el intercambio de equilibrio del potencial hídrico. En este momento, el valor leído por el tensiómetro es el valor de succión del agua del suelo (en el cabezal de arcilla), es decir, el valor del potencial de matriz tras ignorar el potencial gravitacional. El contenido de agua del suelo puede determinarse a partir de la relación entre el contenido de agua del suelo y el potencial de matriz (curva característica del agua del suelo).

- Ventajas: Adecuado para estudios específicos o condiciones especiales de suelo.

- Desventajas: complicado y costoso.

 5. Método de radiación

Principio: Medición de los cambios en el suelo mediante rayos gamma o neutrones para determinar su contenido de agua. Ejemplos: método de rayos gamma y método de neutrones.

- Ejemplo: El principio básico del método de rayos γ es que cuando los rayos γ emitidos por isótopos radiactivos (ahora los comúnmente utilizados son 137Cs y 241Am) penetran el suelo, su atenuación aumenta con el aumento del peso húmedo del suelo.

- Ventajas: alta precisión, adecuado para monitorear grandes áreas.

- Desventajas: requiere operación profesional y su uso es limitado en vista de la seguridad radiológica.

 6. Método de teledetección

- Principio: Determinación del contenido de agua del suelo mediante la medición de la energía de las ondas electromagnéticas emitidas o reflejadas mediante teledetección u otras técnicas.

Aplicación: La medición óptica es un método sin contacto para medir el contenido de agua del suelo. La reflexión, la transmisión y la polarización de la luz también están relacionadas con el contenido de agua del suelo. Mediante la medición, se determina primero la constante dieléctrica del suelo para, a continuación, deducir el contenido de agua.

- Ventajas: Adecuado para monitorización a gran escala, sin contacto.

- Desventajas: muy influenciado por el clima y el terreno.

 7. Reflectometría en el dominio del tiempo (TDR, Time Domain Reflectometry)

- Principio: Midiendo la diferencia de tiempo T entre la incidencia y la reflexión de las ondas electromagnéticas en un cable enterrado en el suelo, se determina la constante dieléctrica del suelo y luego se determina el contenido de agua del suelo.

Proceso: la onda electromagnética se propaga a través de un medio no magnético en la línea de transmisión, con una velocidad de transmisión V = c / ε, y para una longitud de línea de transmisión L conocida, V = L / t, obtenemos ε = (ct / L)², donde c es la velocidad de propagación de la luz en el vacío, ε es la constante dieléctrica del medio no magnético y t es el tiempo de transmisión de la onda electromagnética en el cable. Al transmitirse la onda electromagnética al extremo del cable, una parte se refleja de vuelta, generando una diferencia de tiempo T entre la incidencia y la reflexión.

- Ventajas: Proporciona mediciones continuas y rápidas y es adecuado para la monitorización en tiempo real.

- Desventajas: Mayor coste del equipo.

 8. FDR (Reflectometría del Dominio de Frecuencia)

- Principio: Similar al TDR, pero utiliza la respuesta de frecuencia para la medición, equilibrando el costo y la precisión.

- Ventajas: Relativamente económico y fácil de operar.

- Desventajas: La precisión puede ser ligeramente inferior a la del TDR.

 9. sensores de humedad del suelo

- Tipos: Varios tipos, incluidos el método capacitivo, el método de microondas, etc. Enterrado directamente en el suelo para monitorear el contenido de humedad en tiempo real.

- Aplicación: Adecuado para sistemas de riego automatizados de tierras de cultivo, capaz de responder rápidamente y reducir la intervención manual.

- Ventajas: Monitoreo en tiempo real, fácil de operar.

- Desventajas: Requiere una instalación adecuada y calibración regular.

 Otros métodos

Además de los métodos mencionados, existen otros métodos que pueden utilizarse para analizar el contenido de agua del suelo, como el método de gravedad específica, el método de termopar y el método de conducción de calor. Estos métodos tienen sus propias características y son adecuados para diferentes escenarios y condiciones.

 Precauciones

En la práctica, se deben seleccionar los métodos de prueba adecuados según las necesidades y condiciones específicas. Para garantizar la precisión y fiabilidad de los resultados, es importante tener en cuenta lo siguiente:

1. Seleccionar muestras de suelo representativas para realizar pruebas.

2. Mantener la precisión y estabilidad del equipo durante el proceso de prueba.

3. Analizar y procesar científicamente los resultados de las pruebas para evitar la influencia de errores y factores perturbadores.

 Influencia del contenido de humedad del suelo en las plantas

El contenido de humedad del suelo tiene un impacto vital en las plantas, específicamente en los siguientes aspectos. 

 1. Afecta el crecimiento y desarrollo de las plantas.

- La humedad es la base de actividades fisiológicas como la fotosíntesis, la transpiración y el transporte de nutrientes en las plantas.

- La humedad moderada del suelo puede promover el crecimiento y desarrollo de las plantas, de modo que las plantas mantengan un estado fisiológico normal.

- Cuando el contenido de humedad del suelo es demasiado alto, el sistema de raíces de la planta puede dañarse debido a la falta de oxígeno, lo que resulta en un desarrollo deficiente de las raíces, lo que a su vez afecta el crecimiento de la planta.

- Cuando el contenido de agua del suelo es demasiado bajo, las plantas pueden sufrir un crecimiento lento, hojas secas y marchitas debido a la falta de agua, lo que puede incluso provocar la muerte de la planta en casos graves.

 2. Afecta la fotosíntesis de las plantas.

- La fotosíntesis es la principal vía que tienen las plantas para obtener energía, y el agua es un participante importante en la fotosíntesis.

- Los cambios en el contenido de agua del suelo afectarán el potencial hídrico y la resistencia estomática de las hojas de las plantas, lo que a su vez afecta la absorción de CO2 y la fotosíntesis en las hojas.

- Cuando el contenido de agua del suelo es moderado, las hojas de las plantas permanecen erectas y los estomas están abiertos, favoreciendo la entrada de CO2 y la fotosíntesis.

- Cuando el contenido de agua del suelo es demasiado alto o demasiado bajo, el potencial hídrico de las hojas disminuye, la resistencia estomática aumenta, la difusión de CO2 se bloquea, lo que resulta en una disminución en la tasa fotosintética.

 3. Influir en la transpiración de las plantas.

- La transpiración es una de las principales vías de disipación de agua en las plantas, y también es un medio importante para que las plantas regulen la temperatura corporal y mantengan el equilibrio hídrico en el cuerpo.

- Los cambios en el contenido de humedad del suelo afectan la tasa de transpiración de las plantas.

- Cuando el contenido de humedad del suelo es moderado, la transpiración de la planta se produce normalmente, lo que ayuda a la disipación del calor y al transporte de nutrientes en la planta.

- Cuando el contenido de agua del suelo es demasiado bajo, la transpiración de las plantas se debilita, lo que puede generar altas temperaturas en la planta y obstaculizar el transporte de nutrientes.

 4. Afectando la absorción de nutrientes por las plantas

- Los nutrientes en el suelo generalmente están presentes en estado disuelto y las plantas absorben estos nutrientes a través del sistema radicular.

- Los cambios en el contenido de humedad del suelo afectan la solubilidad y la tasa de difusión de los nutrientes, lo que a su vez afecta la absorción de nutrientes por las plantas.

- Cuando el contenido de humedad del suelo es moderado, la solubilidad de los nutrientes es moderada y la tasa de difusión es rápida, lo que es favorable para la absorción de nutrientes por parte de las plantas.

- Cuando el contenido de agua del suelo es demasiado alto o demasiado bajo, la solubilidad de los nutrientes puede reducirse o la velocidad de difusión puede ralentizarse, lo que conduce a la obstrucción de la absorción de nutrientes por parte de las plantas.

 5. Afectando la resistencia de las plantas

- La humedad moderada del suelo mejora la resiliencia de las plantas, permitiéndoles afrontar mejor entornos desfavorables como la sequía y las altas temperaturas.

- Cuando el contenido de humedad del suelo es moderado, se mantiene el equilibrio hídrico en la planta, lo que favorece las actividades fisiológicas normales de la planta.

- Cuando el contenido de agua del suelo es demasiado bajo, las plantas pueden reducir su resiliencia debido a la falta de agua y son más vulnerables al estrés ambiental.

En resumen, el contenido de agua del suelo tiene un impacto importante en el crecimiento y desarrollo de las plantas, la fotosíntesis, la transpiración, la absorción de nutrientes y la tolerancia al estrés. Por lo tanto, en la producción agrícola, el riego debe realizarse de forma racional según las necesidades de crecimiento de las plantas y las condiciones del suelo para mantener un contenido de agua adecuado y proporcionar condiciones ambientales favorables para el crecimiento vegetal.

Hoja de datos del sensor de humedad del suelo:

1. Hoja de datos del sensor de humedad y temperatura del suelo NBL-S-THR

Manual de instrucciones de los sensores de temperatura y humedad del suelo NBL-S-THR V4.0.pdf

2. Hoja de datos del sensor de CE de humedad y temperatura del suelo NBL-S-TMC

NBL-S-TMC - Sensor de conductividad de temperatura y humedad del suelo.pdf

3.  Ficha técnica del sensor de humedad y temperatura del suelo NBL-S-TM

Manual de instrucciones del sensor de temperatura y humedad del suelo NBL-S-TM 4.0.pdf

4. Sensor integrado de temperatura, humedad , conductividad y salinidad del suelo NBL-S-TMCS 

Sensor de temperatura, humedad, conductividad y salinidad del suelo NBL-S-TMCS.pdf