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La importancia del uso de sensores de humedad del suelo en el riego agrícola
El riego en la agricultura es la provisión de agua que la planta necesita y que no puede ser satisfecha por la lluvia en la zona radicular de la planta en el suelo en la cantidad y el tiempo requeridos. Muchas regiones de nuestro país se encuentran en zonas climáticas áridas y semiáridas, y en estas áreas agrícolas áridas, si las lluvias naturales son insuficientes durante el período de crecimiento de las plantas, el riego agrícola debe realizarse con el método más apropiado para obtener un alto rendimiento y calidad.
El riego agrícola asegura la germinación de las plantas, la vitalidad de órganos como células, tallos, ramas y hojas, y garantiza que los nutrientes vegetales requeridos por la planta sean disueltos por las raíces y transportados a otras partes de la planta.
Además de la importancia del riego para la planta, lo que es realmente importante es el período crítico de riego, que es diferente para cada planta, y la cantidad de agua que necesita. Si no se tienen en cuenta la cantidad de humedad que las plantas necesitan durante su desarrollo y los períodos críticos de riego, se observan graves pérdidas de rendimiento y una disminución en la calidad del producto. Para eliminar tales problemas en la agricultura y utilizar nuestros decrecientes recursos hídricos de manera efectiva, se deben utilizar sensores de humedad del suelo.
Sensor de humedad del suelo
El sensor de humedad del suelo es un sensor que podemos utilizar para medir la cantidad de humedad en el suelo. Las sondas del medidor de humedad se insertan en el suelo que se va a medir. Los valores de humedad de diferentes tipos de suelo se miden gradualmente y desde múltiples puntos.
Tipos de sensores de humedad del suelo
Gracias al desarrollo de la tecnología, la medición de la humedad del suelo ha comenzado a realizarse utilizando sensores de humedad del suelo en lugar del enfoque gravimétrico. Existen muchos sensores de humedad del suelo desarrollados para este propósito. Podemos agrupar estos sensores en 3 grupos en cuanto a su principio de funcionamiento. Estos son: tensiómetros, sensores dieléctricos (reflexión electromagnética) y el método de dispersión de neutrones.
Tensiómetros
Los tensiómetros son sensores de humedad del suelo que miden esta tensión entre las partículas del suelo y las moléculas de agua. Los tensiómetros son instrumentos que consisten en un cuerpo de plástico lleno de agua, una punta cerámica permeable y un vacuómetro (manómetro). A medida que disminuye la cantidad de humedad en el suelo, el suelo comienza a secarse y el agua retenida alrededor de los granos de suelo se retiene con más fuerza. Después de colocar el tensiómetro en el suelo, el agua comienza a pasar de la punta cerámica al suelo, dependiendo de la cantidad de humedad en el suelo. A medida que el suelo alrededor de la punta cerámica absorbe agua, se crea un vacío dentro del tensiómetro. Este vacío se monitorea en el manómetro.
Sensores dieléctricos (reflexión electromagnética)
Los sensores dieléctricos miden la constante dieléctrica del suelo, que es una propiedad eléctrica que depende del contenido de humedad del suelo. El uso de métodos basados en la propiedad dieléctrica del suelo para medir el contenido de humedad del suelo ha aumentado en los últimos años. La técnica dieléctrica se basa en la gran diferencia entre la constante dieléctrica del suelo seco y la constante dieléctrica del agua pura. Para medir la humedad del suelo basándose en la constante dieléctrica se utilizan sensores como TDR (tiempo de reflexión electromagnética), FDR (frecuencia de reflexión electromagnética) y TDT (medidor de transmisión electromagnética).
- Sensor TDR (Tiempo de Reflexión Electromagnética): Se basa en el principio de enviar señales electromagnéticas desde una fuente a lo largo de dos o tres sondas colocadas en el suelo. La señal tiene forma de un único movimiento (golpe, pulso de impacto). Estas ondas electromagnéticas viajan a lo largo de las sondas y las señales golpean el suelo con las sondas, regresando a la fuente como una reflexión. Se mide el camino recorrido por esta onda electromagnética a lo largo de la sonda y el tiempo que tarda en regresar a la fuente. Más agua en el suelo resulta en mayores intensidades dieléctricas (velocidad de transmisión más lenta).
- Sensor FDR (Frecuencia de Reflexión Electromagnética): Los sensores de humedad del suelo basados en el método FDR funcionan de manera muy similar a los sensores basados en el método TDR. Sin embargo, mientras que el TDR mide el tiempo de viaje de las ondas electromagnéticas, el FDR mide la frecuencia de las ondas electromagnéticas. Los sensores FDR tienen dos tipos diferentes de electrodos: con dos puntas paralelas o un anillo de metal circular. El tipo de dos puntas paralelas se entierra en el suelo, mientras que el anillo de metal circular se utiliza en un tubo.
- Sensor TDT (Medidor de Transmisión Electromagnética): El sensor de humedad del suelo basado en TDT mide el tiempo que tarda un pulso electromagnético en propagarse unidireccionalmente a lo largo de una línea de transmisión. Por lo tanto, es similar al TDR, pero requiere una conexión eléctrica al principio y al final de la línea de transmisión.
Método de dispersión de neutrones
Este método se basa en el principio de que los átomos de hidrógeno con una alta capacidad de desaceleración frenan los neutrones dispersados desde la fuente radiactiva del dispositivo y detectan los átomos de hidrógeno en el agua del suelo. Dado que la fuente de hidrógeno en el suelo es principalmente agua, los neutrones ralentizados contados alrededor de la fuente de neutrones rápidos se utilizan para medir el contenido de agua del suelo. Además, la capacitación especial y la atención requeridas para el uso de estos dispositivos y su alto costo son desventajas de su uso.
Sensor de humedad del suelo con panel solar inalámbrico de Esular
El sensor de humedad inalámbrico alimentado por batería sensor funciona con una batería recargable mediante panel solar. Tiene 1 entrada para sensor de humedad del suelo. No se requiere energía externa para alimentar el sensor. La humedad se mide a ciertos intervalos y se transmite, y los valores de humedad se pueden monitorear de forma remota.
Funciona de forma inalámbrica. Los valores de medición se transmiten al servidor a ciertos intervalos. Al mismo tiempo, cuando estos valores exceden ciertos rangos, se transmiten al servidor y se pueden crear alarmas. Los valores límite se pueden configurar de forma remota e inalámbrica. Gracias a su estructura inalámbrica y alimentada por batería, es posible realizar el monitoreo y control desde múltiples puntos.
Sistema de riego con sensor de humedad del suelo
El riego agrícola y paisajístico son las áreas de aplicación donde más se consumen los recursos de agua dulce. La gestión inteligente del agua contribuye a aumentar la eficiencia del riego, reducir los costos y la sostenibilidad ambiental. Para optimizar el uso del agua, reducir el consumo de energía y mejorar la calidad de los cultivos, se deben añadir sensores como los de humedad al sistema de riego.
El sensor de humedad del suelo determina el tiempo de riego y la duración del riego adecuados midiendo el valor de humedad del suelo. Los sensores de humedad posponen el tiempo de riego en caso de lluvias inesperadas.
Como Esular, el análisis de los datos de los sensores que se pueden registrar en el sistema en la nube con nuestro sensor de humedad del suelo inteligente, inalámbrico y alimentado por batería, junto con algoritmos inteligentes, ayuda a determinar el período y la duración de riego ideales; además, reducimos el uso de agua y aumentamos la eficiencia en la producción agrícola.
Ventajas del sensor de humedad del suelo en el riego agrícola
En las aplicaciones de riego, es muy importante medir con precisión la humedad en la zona radicular de la planta y evaluar el cambio de humedad en el suelo. La solución más eficaz y definitiva para medir la humedad del suelo es el sensor de humedad del suelo. Las ventajas de los sensores de humedad del suelo en el riego agrícola son muchas y se pueden resumir de la siguiente manera;
- Reduce el uso de agua: Dado que los sensores de humedad del suelo pueden calcular la humedad que necesita la planta en el suelo, evitan el uso de más agua de la necesaria, reduciendo así el uso de agua.
- Proporciona un aumento de la eficiencia en la producción agrícola: Las plantas absorben agua en sus cuerpos mediante transporte activo o pasivo dependiendo del contenido del entorno de crecimiento. Si no hay suficiente agua en el suelo, las plantas absorben agua mediante transporte activo y, dado que el transporte activo requiere más energía, provoca pérdidas en cada período desde la germinación de la semilla hasta la cosecha. Por otro lado, si hay más agua en el entorno de la necesaria, la planta no recibe nutrientes, las actividades de los microorganismos disminuyen y aparecen agentes patógenos. Mantener el contenido de humedad del suelo al nivel requerido por las plantas cultivadas, prevenir pérdidas de productos y garantizar la sostenibilidad de la producción es extremadamente importante.
- Medición por etapas y en múltiples puntos: Los valores de humedad de diferentes tipos de suelos se miden etapa por etapa y en múltiples puntos, y se proporciona una optimización efectiva del riego mediante el apoyo de soluciones de inteligencia artificial y aprendizaje automático.
- Se pueden crear alarmas: Los valores de medición se transmiten al servidor a ciertos intervalos. Al mismo tiempo, estos valores se transmiten al servidor cuando se superan ciertos rangos y se pueden crear alarmas.
- Batería inalámbrica: Gracias a su estructura inalámbrica y alimentada por batería, no hay necesidad de energía adicional para alimentar el sensor.
- Retraso automático del riego según datos meteorológicos e información de lluvias: Situaciones inesperadas como lluvia en la región se detectan automáticamente y se retrasa la activación del sistema de riego. La cantidad de humedad en el suelo puede ser detectada por los sensores de humedad, ahorrando así agua.
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