Sensores inteligentes de humedad del suelo:aumentar la eficiencia agrícola y el rendimiento de los cultivos

Las plantas obtienen agua y la mayoría de sus nutrientes del suelo. Estos nutrientes del suelo son absorbidos por las raíces de las plantas y transferidos a través de un tejido vascular llamado "Xilema" a las hojas donde se produce la fotosíntesis. Por tanto, el suelo sustenta todo el ciclo alimentario al actuar como plataforma inicial para la generación de alimentos no sólo para las plantas sino también para otros seres vivos.

Los agricultores y agricultores conocen la importancia de mantener una nutrición óptima y un nivel de humedad del suelo para facilitar el crecimiento de los cultivos. El uso de fertilizantes y abonos mejora la calidad del suelo y un sistema de riego robusto facilita el control del contenido de agua en el mismo.

Los avances en Internet de las cosas y la tecnología de sensores han dado lugar a varios sistemas de detección de humedad del suelo. Mediante el uso de estos dispositivos, un agricultor puede controlar y gestionar la calidad de su suelo y elegir un cultivo que sea adecuado para sus campos. Existen diferentes mecanismos que estos sensores utilizan para determinar el contenido de agua del suelo. Por tanto, es importante estar familiarizado con diferentes terminologías relacionadas con la humedad del suelo.

Algunas palabras clave asociadas con la humedad del suelo:

A continuación se presentan algunas terminologías relacionadas con la medición de la humedad del suelo:

• • Contenido de agua del suelo:También llamado nivel de humedad del suelo, es la cantidad de agua presente en una cantidad conocida de suelo en un momento particular. Generalmente se expresa como pulgadas de agua por pie de suelo O como % de agua por peso o volumen de suelo.
• • Saturación:La saturación se refiere al contenido de agua del suelo cuando todos los poros del suelo están llenos de agua. Es un estado temporal en el que el exceso de agua se drena del suelo bajo la influencia de la gravedad.
• • Capacidad de campo:Se refiere al contenido de agua del suelo después de que la gravedad elimina el exceso de agua de sus poros. En otros términos, es la cantidad de agua que el suelo puede retener.
• • Tensión de humedad del suelo:También conocida como potencial matricial del suelo, es la fuerza con la que el agua se adhiere al suelo. Generalmente se expresa en barras.
• • Punto de marchitez permanente (PWP):PWP se refiere a la cantidad mínima de agua en el suelo que requiere una planta para no marchitarse. Si el contenido de agua del suelo es menor que el PWP, entonces la planta no puede recuperar su turgencia.
• • Capacidad de agua disponible:Es la cantidad de agua presente para el crecimiento de la planta entre la PWP y la capacidad de campo del suelo. También se llama agua disponible para las plantas (PAW) y se mide en pulgadas de agua disponible por pie de suelo.

Estas terminologías se utilizan generalmente al determinar el contenido de humedad del suelo. Diferentes detectores de humedad del suelo utilizan esta terminología para indicar la cantidad de humedad presente en el mismo. El funcionamiento del sensor de humedad del suelo generalmente depende de los mecanismos utilizados por los sensores.

Diferentes tipos de sensores de humedad del suelo:

1) Reflectómetros:

Los sensores de humedad del suelo que utilizan reflectometría determinan el contenido de agua midiendo el cambio en un parámetro específico una vez que es reflejado por el suelo. En un reflectómetro generalmente hay dos o tres varillas metálicas que se insertan profundamente en el suelo. A través de estas varillas pasa una onda de parámetro conocido. El sensor capta la onda reflejada y la cantidad de humedad presente en el suelo se determina en función de los cambios en los parámetros.

En función de los parámetros utilizados por el reflectómetro se clasifican en tres tipos diferentes:

• • Reflectómetro en el dominio del tiempo (TDR):los parámetros son la velocidad y la fuerza de la onda electromagnética
• • Reflectómetro en el dominio de frecuencia (FDR):el parámetro es la frecuencia de la onda
• • Reflectómetro de dominio de amplitud (ADR):los parámetros son la constante dieléctrica y la conductividad eléctrica del suelo de una señal de impedancia.

2) Transmisión en el dominio del tiempo (TDT):

Un transmisómetro en el dominio del tiempo es similar a un TDR, sin embargo, está formado por un bucle completo donde ambos extremos están conectados con una fuente eléctrica. TDT mide el tiempo que tarda el pulso en propagarse a través del circuito completo una vez que está enterrado profundamente en el suelo. El tiempo que tarda el pulso en propagarse será mayor en suelos húmedos que en suelos secos. Considerando el tiempo que tarda el pulso, se estima la cantidad de humedad presente en el suelo.

3) Tensiómetros:

Un tensiómetro utiliza la tensión de humedad del suelo para determinar el contenido de humedad del suelo. Consiste en un tubo de vidrio que se llena de agua. El extremo del tubo está equipado con una punta porosa que se inserta profundamente en el suelo. El suelo extrae el agua del tubo debido a la tensión de humedad del suelo tan pronto como su humedad disminuye. Esto crea un vacío en el tubo que refleja el cambio en el contenido de agua del suelo.

4) Sensores de matriz granular:

Este sensor mide la resistencia eléctrica para determinar el nivel de humedad en el suelo. Consiste en electrodos que están encerrados en una matriz granular formada por cuarzo. Este aparato está confinado en una solución de yeso dentro de una caja metálica. Se pasa una pequeña carga eléctrica a través de los electrodos y se mide la resistencia eléctrica a través de ellos. En caso de que la humedad en el suelo disminuya, el suelo extraerá el agua del sensor y, por lo tanto, aumentará la resistencia. Este cambio en el nivel de resistencia se utiliza luego para estimar el contenido de agua del suelo.

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Un sistema de gestión de la humedad del suelo impulsado por IoT:

La humedad del suelo es una característica importante que facilita el crecimiento de las plantas. Actúa como solvente para diferentes nutrientes presentes en el suelo y él mismo actúa como ingrediente principal para la fotosíntesis. Regula la temperatura del suelo, lo que garantiza aún más la floración de nuevas plantas.

Por lo tanto, medir el contenido de agua del suelo es importante para maximizar el rendimiento del cultivo y garantizar su calidad. Han surgido sensores de humedad del suelo que funcionan en diferentes mecanismos que están ayudando a los agricultores a mantenerse actualizados sobre la calidad del suelo de sus granjas.

El sistema de detección de humedad del suelo impulsado por IoT es una de las muchas aplicaciones del IoT agrícola. Los datos recopilados a través de sensores de humedad se transmiten a través de una puerta de enlace a una plataforma centralizada que actúa como centro de comando para un agricultor. Al utilizar los datos de esta plataforma, puede monitorear y gestionar diferentes operaciones agrícolas de forma remota y garantizar la calidad y salud de sus cultivos.

Hardware utilizado:-

Precio:$70

Intellia INT G01- Sensor de humedad del suelo

Intellia INT G01:el sensor de humedad del suelo (transmisor) es un instrumento de medición de la humedad del suelo de alta precisión y sensibilidad. Este producto es una carcasa metálica, alta resistencia a la compresión, buen rendimiento de sellado; el uso del principio del pulso electromagnético para medir la constante dieléctrica aparente del suelo.

Especificaciones rápidas

Modelo No. INT G01 Principio de monitoreo Estructura FDR Tipo de 4 pines Señal de salida Fuente de alimentación de 4-20 mA DC12-24 V Tiempo de respuesta <1 s