EL TENSIOMETRO AGRICOLA
1. TEMA
El tensiómetro agrícola
2. OBJETIVO
Explicar el concepto del tensiómetro agrícola su forma de uso pasando por su instalación hasta su mantenimiento junto con los diferentes tipos de tensiómetro verificando que beneficios aporta a la agricultura utilizando varias fuentes informativas.
3. INTRODUCCION
El tensiómetro agrícola es un sensor utilizado en la agricultura para medir el esfuerzo que las raíces deben realizar para extraer la humedad del suelo (Maher, 2019)
4. DESARROLLO
¿QUÉ ES EL TENSIÓMETRO?
El tensiómetro de inyección se utiliza para medir la absorción de humedad en el suelo. Este sensor está formado por un tubo de plástico, en uno de cuyos extremos se encuentra una punta de cerámica y en el otro extremo un transductor sólido de presión. El cuerpo del tensiómetro se llena de agua y después se introduce en un agujero del mismo diámetro practicado en el suelo. Según sale el agua por el extremo donde se encuentra la punta de cerámica, se va creando un vacío en la sonda. La presión de vacío se mide con un transductor de presión.
Cuanto más alto sea el vacío originado, mayor será la sequedad del suelo. La respuesta depende del tipo de suelo donde se realicen las mediciones. El sensor se debe llenar con agua limpia periódicamente, a la vez que se debe comprobar que no se producen holguras en el hueco donde está situado el sensor producido por labores agrícolas. El sensor debe estar protegido de las heladas (Agro, 2019) El tensiómetro se compone de un tubo depósito impermeable, en cuya base porta una cápsula de cerámica porosa en su extremo inferior, un manómetro de depresión graduado en centibares en la parte superior (vacuómetro), una cámara de reserva, y una tapa con rosca en la parte superior provista en el interior de un tapón de neopreno.
La punta cerámica porosa deja circular el agua desde el suelo al tensiómetro o viceversa, permitiendo evaluar la disponibilidad de agua del suelo según la lectura de la tensión Carrera de Agronomía transmitida al vacuómetro. Para ello, la punta cerámica del tensiómetro debe colocarse a la profundidad donde se produce el máximo desarrollo radicular del cultivo. En general, los tensiómetros utilizados en horticultura son de 12, 24 y 36 pulgadas, que se corresponden con 15, 30 y 45 cm de longitud, respectivamente. Para cultivos arbóreos existen tensiómetros más largos, hasta de 150 cm. (Angel, 1998)
PARTES DE UN TENSIOMETRO AGRICOLA
Tapa. - La función de la tapa, cómo su nombre lo indica es la de proteger al tensiómetro de la entrada de factores externos por la parte superior.
Depósito cilíndrico. - El depósito cilíndrico cumple la función de almacenar cierta cantidad de agua, la cual nos sirve para reemplazar el agua que se pierde por la salida desde el tensiómetro hacia el suelo al momento que procedemos a la calibración periódica del Tensiómetro.
Tapón de Neopreno. - Este tapón de Neopreno cumple la función de sellar herméticamente entre el depósito de agua y el tubo, este sellado hermético es el que permite crear un vacío en el tubo del tensiómetro cuando existe déficit de agua en el suelo y nos proporciona la lectura de tensión de humedad existente en el mismo a la profundidad que se encuentra la punta de cerámica
Manómetro. - El Manómetro es el que nos da las lecturas de tensión, este viene graduado en escala de 0 – 100 centibares, a medida que existe menos humedad en el suelo y sale mayor cantidad de agua del Tensiómetro aumenta las lecturas, y cuando existe mayor humedad en el suelo, bajan las lecturas.
Cuerpo o tubo. - El cuerpo del Tensiómetro o tubo es el que se lo llena con la solución líquida que se utilice y cumple la función de crear el vacío por poca o exceso de agua en el suelo.
Punta de Cerámica. - La punta de cerámica es la que permite la entrada y salida del agua desde el Tensiómetro al suelo y Viceversa, para un funcionamiento óptimo la punta de cerámica debe de conservarse en un excelente estado, esto quiere decir, sin deformaciones, rajaduras, sin obstrucciones, etc. Partes de un Tensiómetro
FUNCIONAMIENTO DE UN TENSIOMETRO
El aparato consta de un depósito que se llena de agua, una cápsula porosa de cerámica y un vacuómetro para medir la presión. Su funcionamiento se base en que conforme se va secando el suelo debido a la evaporación y a la absorción de agua por parte de las plantas, dicho suelo más agua extrae del tensiómetro a través de la cápsula porosa. Esta extracción de agua crea una presión negativa en el depósito, valor que es registrado por un vacuómetro. De esta manera, cuanto más seco esté el suelo mayor presión de succión ejercerá sobre el dispositivo, y mayores valores de presión marcará el vacuómetro. Cuando llueve o se riega ocurre el proceso contrario, el agua penetra a través de la cápsula al interior del depósito, reduciéndose la tensión, hasta llegar a su valor inicial, cero, en caso de quedar el suelo saturado de agua. (Agrologia, 2012)
PARA QUE SIRVE UN TENSIÓMETRO AGRÍCOLA
El tensiómetro agrícola es un sensor utilizado en la agricultura para medir el esfuerzo que las raíces deben realizar para extraer la humedad del suelo. El tensiómetro agrícola favorece el ahorro de agua. Para entender cómo nos permite este ahorro, podemos comparar el humedecer el suelo con la absorción de agua por parte de una esponja. La esponja solo retiene una cantidad de agua, absorbiéndola en pocos segundos. Si la colocamos bajo un grifo durante una hora no conseguiremos que absorba más agua o que mantenga esta agua durante más tiempo. Algo similar sucede con los suelos. Aunque los suelos tardan más en absorber el agua, funcionan bajo el mismo Carrera de Agronomía principio. Cualquier exceso de agua que se aplique se desperdicia por filtración o por evaporación. Probablemente el mayor ahorro en agua obtenido gracias a los tensiómetros agrícolas proviene del ahorro de riegos innecesarios o excesivos. Muchos agricultores descubren que habían estado regando en exceso ciertas zonas, mientras que en otras no habían regado lo suficiente. La corrección de estas situaciones da como resultado un ahorro de agua sorprendente.
¿CÓMO SE INSTALA UN TENSIÓMETRO AGRÍCOLA?
Es muy importante que la punta de cerámica sea localizada cercana a la zona de raíces de las plantas además el tensiómetro se debe localizar donde pueda ser alcanzado por el agua de riego teniendo las siguientes precauciones;
Riego por goteo: el tensiómetro debe ser instalado de 30 o 45 cm de emisores.
Riego por aspersión: el tensiómetro no se debe instalar en los puntos donde se acumule agua por escorrentía ni cerca de aspersores; ni de la línea de riego.
Riego por surco: el tensiómetro se debe instalar en el lomo del surco.
INSTATALACION
El tensiómetro agrícola debe ser instalado de forma que ofrezca una información fiable de toda la explotación. Que nos garantice su control y nos permita tomar decisiones de riego óptimas en base a estos datos. Deben ser instalados en lugar representativos del área de cultivo. El número de tensiómetros a instalar depende de las diferentes variaciones, como el tipo de cultivo, filtrado de agua por el suelo, temperatura, etc. Consejos generales para la instalación de tensiómetros agrícolas
Cultivos en línea: dos tensiómetros en fila. Uno en el centro de la zona de las raíces en torno a los 30 cm para la mayoría de cultivos herbáceos y otro a unos 60 cm de profundidad para controlar posibles pérdidas en profundidad.
Cultivos leñosos: se recomiendan 3 tensiómetros. A 30, 60 y 90 cm de profundidad para tener una idea clara de la evolución del bulbo. Material necesario: Tensiómetro, Cubo, Agua destilada, Jeringa, Mazo y pica. Pasos para la instalación del tensiómetro 1. Introducir el tensiómetro en un cubo con agua destilada la noche anterior a su instalación. Hay que tener cuidado de no tocar con las manos la punta cerámica. Mantener punta cerámica húmeda hasta su instalación. 2. Realizar un agujero con la pica y mazo para la inserción del tensiómetro a la profundidad en la que se quiera realizar la medición 3. Inserte el tensiómetro en el agujero habiendo retirado previamente la tapa del depósito de agua. Asegurar que exista contacto con la tierra. 4. Llenar el depósito del tensiómetro con agua destilada y alguicida con ayuda de la jeringa. Presionando la membrana de la parte inferior del vacuómetro expulsamos las posibles burbujas de aire existentes. Una vez rellenado el depósito se coloca la tapa. Los instrumentos siempre marcan cero:
El suelo está saturado debido al riego, lluvia o drenaje deficiente.
El instrumento no tiene agua o ha perdido succión debido al nivel bajo de agua en el tubo. Rellenar el tensiómetro.
Comprobar la calibración del manómetro y llenar el tensiómetro (la aguja del manómetro deberá dar una lectura de 80 -85 para tensiómetros R y SR y menos para LT Y MLT, después de aplicar el vacío con la bomba manual). Los instrumentos necesitan servicio de agua frecuente:
Generalmente esto indica falta de riego, si las lecturas del tensiómetro permanecen en valores altos por un período de varios días. Carrera de Agronomía Otras causas ocasionales pueden ser:
Instalación incorrecta. El suelo no está adecuadamente apretado alrededor del instrumento.
Pérdidas por la junta de la cubierta. Si el tapón de caucho se ha endurecido, hay que remplazarlo.
Fugas en el punto de conexión del manómetro. Los instrumentos responden lentamente al manómetro:
Normalmente, esto se debe a una velocidad lenta de infiltración a según el tipo de suelo. Hay que asegurarse de que los instrumentos estén llenos de líquido con alguicida y libres de aire.
Las puntas cerámicas están parcialmente tapadas por la formación de sales.
El movimiento del manómetro es irregular debido a daños menores. Golpee ligeramente el manómetro antes de tomar lecturas. Si los tensiómetros tienen varios años de uso o si las puntas se han secado al sacarlas frecuentemente del suelo. Se recomienda un reacondicionamiento. Grandes variaciones en la escalada de cambio de las lecturas de los instrumentos: Esto es habitual. Casi todos los nuevos usuarios descubren sorprendentes variaciones en los valores de humedad del suelo en distintas zonas, debido a la topografía y a los distintos tipos de suelo. Esta es la razón por la que es necesario emplear un número adecuado de instrumentos para tener un control eficaz del riego. El intentar controlar el riego sobre la base de una información inadecuada puede causar confusión en vez de ayudar. La lectura del tensiómetro se debe tomar durante la mañana a la misma hora todos los días; en plantas con raíz superficial el tensiómetro debe ser leído diariamente, en climas templados, una vez a la semana y en climas cálidos y suelos arenosos; las lecturas deben ser tomadas tres veces a la semana. El indicador del tensiómetro está graduado de 0 a 100, donde cada unidad representa una centésima de atmósfera. La unidad de medida son centibares o kilo pascales.
Valores cercanos a cero indican suelos saturados. Estos valores se suelen dar tras períodos de lluvias intensas o tras un riego.
Entre 10 y 20 centibares indica que estamos en capacidad de campo del suelo. Cuando alcancemos el nivel de agotamiento permisible debemos aplicar un riego. Va a depender del tipo de suelo:
Suelos arenosos: este valor se encuentra entre 20 y 30 centibares
En suelos francos: entre 30 y 50
Suelos arcillosos: entre 50 y 70 Centibares
Valores mayores indican escasez hídrica
A la hora de aplicar los riegos debemos tener en cuenta en qué fase se encuentra el cultivo. Por ejemplo, cuando la planta no posee fruto puede tener una mayor falta de agua que durante el cuaje o la fase de engorde. Se recomienda el asesoramiento de un agrónomo para un correcto uso. Mantenimiento del tensiómetro agrícola
Cambiar el agua del depósito y alguicida a medida que se consuma.
Expulsar las posibles burbujas usando la membrana de la parte inferior del vacuómetro.
Almacenaje correcto del tensiómetro cuando no se esté utilizando. Para un almacenaje temporal de algunas semanas se recomienda limpiar el exterior de la punta cerámica con toalla húmeda y sumergirla en un cubo con agua destilada.
INSTALACIÓN EN CAMPO
El tensiómetro nos va a dar una idea de la disponibilidad de agua por parte de las raíces de nuestro cultivo, es lógico colocarlo a la profundidad en la que se localicen la mayor parte de raíces. Carrera de Agronomía
PASOS PARA LA INSTALACIÓN DEL TENSIÓMETRO
1. Introducir el tensiómetro en un cubo con agua destilada la noche anterior a su instalación.
2. Mantener punta cerámica húmeda hasta su instalación.
3. Realizar un agujero con la pica y mazo para la inserción del tensiómetro a la profundidad en la que se quiera realizar la medición
4. Inserte el tensiómetro en el agujero habiendo retirado previamente la tapa del depósito de agua. Asegurar que exista contacto con la tierra.
5. Llenar el depósito del tensiómetro con agua destilada y alguicida con ayuda de la jeringa.
6. Presionando la membrana de la parte inferior del vacuómetro expulsamos las posibles burbujas de aire existentes. Una vez rellenado el depósito se coloca la tapa.
TENSIÓMETRO AGRÍCOLA MANUAL Y ELÉCTRICO TENCIOMETRO MANUAL
Si el vacuómetro es analógico se trata de un tensiómetro manual.
TENSIOMETRO ELECTRICO
Si el vacuómetro traduce la medida de presión negativa en una señal eléctrica, normalmente milivoltios (mV) se tratará de un tensiómetro electrónico o electro tensiómetro.
EL TENSIÓMETRO FAVORECE EN EL AHORRO DE AGUA
El tensiómetro agrícola favorece el ahorro de agua. Para entender cómo nos permite este ahorro, podemos comparar el humedecer el suelo con la absorción de agua por parte de una esponja. La esponja solo retiene una cantidad de agua, absorbiéndola en pocos segundos. Si la colocamos bajo un grifo durante una hora no conseguiremos que absorba más agua o que mantenga esta agua durante más tiempo. Algo similar sucede con los suelos. Aunque los suelos tardan más en absorber el agua, funcionan bajo el mismo principio. Cualquier exceso de agua que se aplique se desperdicia por filtración o por evaporación. Probablemente el mayor ahorro en agua obtenido gracias a los tensiómetros agrícolas proviene del ahorro de riegos innecesarios o excesivos. Muchos agricultores descubren que habían estado regando en exceso ciertas zonas, mientras que en otras no habían regado lo suficiente. La corrección de estas situaciones da como resultado un ahorro de agua sorprendente.
¿QUÉ TIPO DE SENSORES DE HUMEDAD AGRÍCOLA EXISTEN?
SENSORES DE SUELO
Hay numerosos parámetros físicos y químicos que pueden medirse en el suelo y que afectan al buen desarrollo de la planta. En esta entrada me voy a centrar en las medidas relacionadas directamente con el riego y que son el conocimiento de la humedad del suelo, de su temperatura y la conductividad eléctrica. Pero nos vamos a concentrar solamente en la humedad.
Existen diferentes técnicas para determinar el estado de humedad del suelo basadas en la utilización de sensores de humedad. En función de la manera de indicar el contenido de agua en el suelo hay dos tipos de sensores; los que miden la tensión o succión a la que esta retenida el agua en el suelo, y los que miden el contenido total de humedad en el suelo, expresado en porcentaje volumétrico. Un parámetro utilizado para determinar el momento de riego es la tensión de la humedad en suelo. Se emplea para programar el riego en sistemas de aspersión, micro irrigación y goteo. El principio teórico en que se basa: la presión capilar del agua en el suelo indica la fuerza que debe ser ejercida para extraerla del suelo, por tanto, esta medición permite la determinación de un déficit de humedad. En esta se divide en dos. Sistemas de medida del contenido volumétrico de agua Sistemas de medida del potencial de agua del suelo
SISTEMAS DE MEDIDA DEL CONTENIDO VOLUMÉTRICO DE AGUA
Equipos TDR: Instrumentos electrónicos con una unidad controladora que almacena las mediciones de humedad. El controlador está conectado a un par de varillas de acero inoxidable que se colocan en el suelo a la profundidad deseada. Mide de manera directa el contenido volumétrico del suelo, entregando valores promedio para el largo de las varillas. Su instalación es sencilla, las mediciones son inmediatas y se pueden realizar de forma simultánea en el mismo punto. Sin embargo, son equipos de alto costo, requieren un contacto perfecto de las varillas con el suelo, no apto para suelos pedregosos, y presenta problemas en suelos con contenidos altos de sales y materia orgánica.
Sonda de capacitancia, FDR (Frecuencuy Domain Reflectometry): Se compone por tres secciones:
a) Unidad controladora: guarda las mediciones de humedad y transmite datos al computador; b) Sonda: Mide la humedad; y, c) Tubo de acceso: permite introducir la sonda al interior del suelo. Este aparato mide la humedad volumétrica a distintas profundidades. Para realizar la medición, se instala el tubo de acceso, el cual permitirá introducir la sonda, compuesta de varios sensores colocados a diferentes distancias, donde cada anillo registra el contenido de humedad del suelo. Es un equipo que realiza lecturas a distintas distancias en el mismo tubo de acceso. Pero, su instalación no es fácil, ya que es complicado mantener un buen contacto entre el tubo de acceso y el suelo, además de su alto costo y su baja precisión para suelos de textura fina.
SISTEMAS DE MEDIDA DEL POTENCIAL DE AGUA DEL SUELO
Tensiómetros: Es un dispositivo que responde a cambios de tensión de humedad en el suelo y su funcionamiento se rige por la fuerza de succión del suelo. Consiste en un medidor de vacío y un tubo sellado con una capa de cerámica porosa. La capa de cerámica simula movimiento del agua a través del suelo. Mientras más seco se encuentra el suelo, más alta será la lectura del tensiómetro. La interpretación de la lectura de un tensiómetro varía según el cultivo, el tipo de suelo y curva de humedad correlacionada. Sin embargo, se puede tomar de referencia que de 0 a 10 centibares (Cb) el suelo está saturado; de 10 a 20 Cb, el suelo está en CC; y, de 30 a 60 Cb, el suelo está seco y debe regarse de inmediato. Estos aparatos se instalan en la zona de mayor actividad de raíces, sobre el bulbo de humedad que forma el riego, y normalmente se usan en pares, uno se sitúa sobre el bulbo húmedo y otro por debajo de bulbo, para conocer la profundidad del riego. Es un equipo práctico, económico y fácil de instalar. Sin embargo, requiere ser calibrado para cada suelo y al estar expuesto a suelos secos el aire entra al sistema y se puede generar el fenómeno de cavitación, rompiendo la columna del agua a lo largo del tubo y parcialmente dejar de funcionar. También su uso se limita para cultivos con riegos de alta frecuencia, donde no se lleguen a tensiones mayores a 70 Cb, requiere mantenimiento periódico y no funciona bien en suelos de texturas gruesas.
Sensores de resistencia eléctrica (bloque poroso o yeso): Consiste en dos electrodos en paralelo contenidos entre un cubo de material poroso, comúnmente yeso (CaSO4). Los electrodos se unen a un cable, que sale a la superficie del suelo para medir la resistencia entre ambos. Esta medida se realiza con un ohmímetro portátil. La resistencia cambiara en función del agua contenida entre el bloque, indicando la tensión de agua en el suelo. Cuando el suelo está húmedo, la resistencia es baja. Pero, la desventaja de estos aparatos es que no comienzan a perder agua hasta cerca de los 30 Cb, por las características del bloque.
Bloques de matriz granular (GMS): Son una modificación patentada en 1985 de los bloques de yeso, Por otro lado, cuando un sensor de matriz granular se inserta en el suelo, este se equilibra con el contenido de humedad; una vez instalado se hace pasar una corriente eléctrica por el sensor. Cuando el suelo y el sensor están húmedos la corriente se conduce fácilmente; por el contrario, si el suelo está seco y por lo tanto el sensor, el paso de la corriente es limitado. Al medir la resistencia del sensor al paso de la corriente se puede determinar el estado hídrico del suelo. Este tipo de sensores requieren calibración para cada suelo donde se instalen. Gracias a esta información nos podemos hacer la siguiente pregunta:
¿LOS SENSORES DE HUMEDAD AGRÍCOLA AYUDAN EN LA ACTUALIDAD?
La respuesta es un rotundo si ya que en el modelo de agricultura moderna se tiende hacia el fomento de la eficiencia de los recursos disponibles, la sostenibilidad del sector agrícola, la preservación del medioambiente y la seguridad y calidad de los productos. En la actualidad, el 70% del consumo de agua potable a nivel mundial procede del sector agrícola y las plagas y las enfermedades ocasionan pérdidas superiores al 15% de la producción. Además, aplicaciones inadecuadas de productos fitosanitarios, abonados o condiciones climáticas adversas, no sólo ocasionan pérdidas en la producción sino también en la calidad de los productos. Carrera de Agronomía Por todo ello, el sector agrícola profesional debe adaptarse a estos requisitos y su apuesta por la innovación, no es sólo una herramienta para lograrlos sino también para mejorar la productividad y calidad de sus productos así como para obtener una diferenciación respecto a sus competidores. Por esta razón, las denominadas Redes de Sensores Inalámbricas pueden ser una herramienta para monitorizar, predecir y optimizar la gestión y los recursos de la actividad agrícola en tiempo real.
5. CONCLUSION
De esta manera concluimos este informe en donde se logró conocer sobre el tensiómetro la forma de usarlo correctamente su funcionamiento los tipos de tensiómetros ya sea digital o analógico conociendo sus componentes sin olvidar el ahorro significativo de agua que beneficia a los agricultores y por último exponer los tipos de sensores agrícolas. 6.
BIBLIOGRAFIA
https://www.portalfruticola.com/noticias/2020/03/11/uso-e-instalacion-deltensiometro-agricola/?pdf=355043
https://maherelectronica.com/sensores-agricolas-suelo/tensiometro-agricola/v
http://blog.agrologica.es/tensiometros-funcionamiento-instalacion-y-caso-practico/
https://maherelectronica.com/sensores-agricolas-suelo/tensiometroagricola/#:~:text=El%20tensi%C3%B3metro%20agr%C3%ADcola%20es%20un ,extraer%20la%20humedad%20del%20suelo.
https://maherelectronica.com/sensores-agricolas-suelo/tensiometro-agricola/
Extraído de https://www.intagri.com/articulos/agua-riego/uso-de-sensores-de-humedadpara-definir-riego - Esta información es propiedad intelectual de INTAGRI S.C., Intagri se reserva el derecho de su publicación y reproducción total o parcial. https://www.iagua.es/blogs/iriego/uso-sensores-agricultura
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