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Sensores para la agricultura de regadío (y II)

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  • Sensores agricultura regadío (y II)
  • La primera parte del post la puedes leer haciendo clic aquí.

Sobre el blog

Miguel Angel Monge Redondo
Ingeniero Técnico Agrícola por la UPM. Autor del libro: Diseño agronómico e hidráulico de riegos agrícolas a presión. Nominado mejor Blog y Post premios iAgua 2018
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Vimos en esa primera parte dos tipos de aparatos relacionados con la medición de la humedad del suelo: (a) los sensores electrónicos y (b) los equipos de medida mecánicos –tensiómetros-.

En esta entrada revisaremos los sensores para medir la temperatura del suelo y su humedad y continuaremos con los sensores relacionados con varias medidas en el agua de riego.

c) Sensores electrónicos para medir temperatura de suelo.

Los sensores de temperatura de suelo pueden encontrarse por separado aunque también es muy habitual encontrarlos en conjunto con otros sensores como los de humedad de suelo.

De la misma manera que vimos para los casos explicados de monitorización de humedad en la primera parte, tenemos ahora sensores puntuales que permiten monitorizar la temperatura de suelo a una profundidad determinada, o bien sondas que integran varios sensores y que permiten por lo tanto monitorizar la temperatura de suelo a distintas profundidades. En la imagen siguiente vemos un sensor de temperatura del suelo y el cable que comunica el sensor con el registrador de datos o datalogger.

d) Sensores electrónicos para medir la conductividad eléctrica del suelo.

El agua de riego contiene sales solubles que se añaden a las ya existentes en el suelo. Las sales que nos interesan son aquellas que, además de ser solubles, se descomponen en iones, ya que son estos iones los que interaccionan con las raíces de las plantas y con las partículas de suelo. Los iones son átomos o grupos de átomos con una carga eléctrica. Existen dos tipos de iones, los cationes (con carga eléctrica positiva) y los aniones (con carga negativa).

Los iones más comunes que se encuentran en el agua para riego son:

El proceso de salinización implica una acumulación de sales solubles en la solución del suelo. Cuanto mayor sea el contenido de sales en el suelo, tanto más se incrementará la presión necesaria para extraer el agua por las raíces de las plantas. En estas condiciones las plantas tendrán que desarrollar un mayor esfuerzo de succión, reduciéndose la cantidad de agua absorbida y finalmente disminuyendo el rendimiento, ya que el esfuerzo de la planta irá dirigido en su mayor parte a extraer el agua del suelo. Por otro lado algunas sales generan efectos tóxicos en las plantas, lo que puede producir la reducción de su crecimiento.

Recomiendo leer el post Interpretación de un análisis de agua para riego en el que se explica en detalle los aspectos relacionados con la salinidad del agua y del suelo.

La medida de iones disueltos en agua es relativamente sencilla, ya que el agua es un medio homogéneo y hay numerosos sensores capaces de realizar las medidas. El suelo, por otra parte, no es homogéneo y esto complica mucho la tarea de medir su conductividad eléctrica.

La granulometría del suelo, su temperatura o la humedad tienen una influencia cruzada a la hora de calcular la CE del suelo. Hay sondas en el mercado que integran los cálculos necesarios para distinguir entre contenido volumétrico de agua y contenido de sal. Es habitual por tanto, encontrar las sondas de CE en compañía con sondas de humedad y con sondas de temperatura de suelo.

2. Sensores para el agua

Hay muchos parámetros que se pueden medir en el agua. En esta entrada nos centraremos en tres muy representativos y que deben ser tenidos en cuenta a la hora de manejar el riego de prácticamente cualquier cultivo.

a) Sensores de conductividad eléctrica y temperatura del agua.

Miden la cantidad de iones disueltos en el agua. Esta medida nos da información de la cantidad de sales y sólidos disueltos. Se pueden instalar en las tuberías de agua de riego o en depósitos de agua y conectarse a un registrador de datos para obtener las medidas.

Los sensores de conductividad eléctrica funcionan usando dos juegos de electrodos. Desde uno se aplica una corriente eléctrica alterna y en el otro se mide la caída de voltaje de la señal, lo cual nos aporta el dato de la conductividad del medio por el que se transmite la señal. Es necesario considerar la temperatura del medio para ajustar las medidas de CE a su valor a 25ºC, por lo tanto es habitual que los sensores de CE de agua también proporcionen el dato de temperatura de agua. Los sensores de temperatura de agua se pueden encontrar por separado de los de conductividad. 


A la izquierda sensor de CE de agua. En el centro datalogger inalámbrico de pilas. A la derecha sensor de pH.


b) Sensores de pH de agua

Desde el punto de vista cualitativo, el pH da una indicación acerca de la acidez o alcalinidad de una sustancia. Desde el punto de vista químico, el pH depende del número de iones hidrógeno (H+) que haya en una disolución.

El funcionamiento del sensor básicamente consiste en poner en contacto a través de una membrana que permita el intercambio de iones H+, dos disoluciones. Una que se usa de referencia y por otra parte la disolución a medir. Esto crea una diferencia de potencial proporcional a la diferencia de pH entre las dos disoluciones, lo cual, sabiendo el pH de la disolución de referencia nos permite obtener el pH de la disolución a medir.

Como durante la medida se intercambian iones H+, la disolución de referencia sufre un desgaste y a lo largo del tiempo hay que reponerla. En la imagen siguiente se aprecia un sensor de pH del agua.

En la tercera y última entrega veremos los sensores meteorológicos y los sensores para la planta.

*Imágenes cedidas por la empresa QAMPO-Tecnología de precisión.

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