Contenido en agua

Seminario online: Evaluación de medidas de humedad de suelo con Teledetección mediante Sensores de Humedad de suelo, Gravimetrías y Simulaciones

Hola a tod@s,

El próximo 15 de febrero de 2017 a las 16:00, LabFerrer organiza un nuevo seminario online titulado Evaluación de medidas de humedad de suelo con Teledetección mediante Sensores de Humedad de suelo, Gravimetrías y Simulaciones.

Medir la humedad de suelo puede tener varias aplicaciones prácticas donde cada una ellas tiene una escala de actuación distinta.
Existen distintas metodologías para medir la humedad de suelo (Teledetección, Sensores de Humedad, Simulaciones…). Cada una de ellas tienen sus ventajas e inconvenientes, pero cuál es la más indicada para nuestra aplicación?
En este Seminario, se compararán distintas metodologías para medir humedad de suelo para gestión del riego a escala de parcela.

El Seminario es gratuito y en castellano. Acceder al siguiente enlace para las inscripciones

Esperamos que sea de vuestro interés.

 

Proyecto REC; Jornada abierta

Hola a tod@s,

El proyecto REC “Root zone soil moisture Estimates at the daily and agricultural parcel scales for Crop irrigation management and water use impact“, tiene como objetivo principal estimar la humedad de la zona radicular mediante Teledetección.

El próximo 31 de Enero de 2016, se celebrará la segunda Jornada abierta al público del Proyecto REC. La jornada tendrá lugar en la Escuela Agraria de Tárrega, las presentaciones serán en inglés y la inscripción es gratuita.

Para inscribirse a la Jornada, hay que mandar un correo electrónico antes del viernes día 27 de Enero, en info@lab-ferrer.com, indicando nombre, apellidos y organización a la que se pertenece. En el siguiente enlace encontraréis el programa de la Jornada.

Un saludo,

 

Introducción al Potencial Hídrico del suelo. Parte I

 

¿Qué es el Potencial Hídrico del suelo?

El potencial hídrico del suelo, hace referencia a la energía potencial del agua, es decir, la energía libre que poseen las moléculas de agua para realizar trabajo. Para entender lo que esto significa, es muy útil comparar un vaso lleno de agua y muestra de suelo con cierto contenido de agua en sus poros. El agua en el vaso es relativamente libre y disponible, mientras que el agua en el suelo se une a las superficies del mismo imponiendo una resistencia a ser transportado. De hecho, el agua del suelo tiene un nivel de energía diferente del agua “libre”. El agua libre se puede acceder sin ejercer ninguna energía. El agua en el suelo solamente se puede extraer por gastar energía. El potencial hídrico expresa la cantidad de energía que tendría que realizar para sacar esa agua de la muestra de suelo.

¿Para qué hay que medir el Potencial Hídrico del suelo?

Responderemos a esta pregunta contando la experiencia personal de un ecologista: él instaló una extensa red de sensores de humedad del suelo para estudiar el efecto de la orientación de la pendiente en la planta de agua disponible. Él recogió gran cantidad de datos de humedad del suelo, pero en última instancia, él no podía calcular qué cantidad de agua disponible había para las plantas. El contenido de agua, o la humedad del suelo, sólo puede dar información de  la cantidad de agua que hay en el suelo. Si se quiere saber si el va haber flujo de agua en el suelo, hacia donde se va a mover y como de rápido lo va a hacer, se necesita conocer el potencial de agua.

¿Con qué unidades se mide? 

El potencial hídrico también es frecuentemente llamado tensión de agua, succión del suelo, y  presión del agua de los poros del suelo. Utilizamos típicamente unidades de presión para describir el potencial de agua, incluyendo megapascales (MPa), kilopascales (kPa), bares, y metros, centímetros o milímetros de agua (cm H2O).

El potencial de agua se mide realmente en la energía por unidad de masa, por lo que las unidades oficiales deben ser julios por kilogramo, pero si se toma en cuenta la densidad del agua, las unidades se convierten en kilopascales, por lo que normalmente describimos el uso de unidades de presión.

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¿Cuántos sensores de humedad de suelo necesito?

¿Cuántos sensores de humedad necesito? Esta es una pregunta muy frecuente. Afortunadamente, esta es una pregunta que ha sido estudiada por los científicos en los últimos años. Hemos decidido consultar la literatura disponible para dar una respuesta a esta pregunta. Esto es la que hemos aprendido:


figura-4

Una de las formas de conocer cuántos sensores de humedad son necesarios para monitorizar una parcela de cultivo, es tomando muestras de suelo y caracterizándolas. Según Loescher et al., 2014 el muestreo de una parcela de cultivo se puede hacer tomando de 4 a 250 muestras de suelo. Por lo tanto, en función de cada parcela de cultivo, va a ser necesario tomar más o menos muestras para determinar cuántos sensores de humedad son necesarios.

A parte de determinar el número de muestras a tomar, hay que tener en cuenta que la variabilidad de la humedad tiene un carácter temporal y espacial.

Variabilidad espacial:

En el dominio del espacio, la variabilidad especial viene determinada por la textura del suelo (Baroni et al., 2013; Vereecken et al. 2014),cantidad y tipo de vegetación (Baroni et al., 2013; Loescher et al., 2014; Tueling & Troch, 2005), topografia (Brocca et al., 2010; Jacobs et al., 2004; Tueling & Troch, 2005), precipitación y otros factores meterológicos (Vereecken et al., 2014), prácticas de manejo del (Bogena et al., 2010; Korres et al., 2015; Vereecken et al., 2014), y propiedades hidráulicas del suelo (García et al., 2014). Cuando se plantea el estudio, hay que tener en cuenta todos estos factores, ya que nos van a determinar la heterogeneidad de la parcela e cultivo.

Variabilidad temporal:

El contenido en agua puede ser muy variable con el tiempo. Este hecho no sorprende mucho ya que se espera que la humedad de suelo varíe con la precipitación, riego, evapotranspiración, dinámica de la vegetación (Wilson et al., 2004). Mientras esto es un concepto fácil de comprender en cualquier parcela, esto puede llegar a ser muy complejo cuando se contempla la interacción de la variabilidad temporal y espacial.

Aunque algunos estudios han encontrado resultados contradictorios (debido principalmente a las diferencias en las escalas espaciales y temporales de muestreo), existe un creciente consenso de que la variabilidad espacio-temporal en el contenido de humedad del suelo se comporta de las siguientes maneras predecibles:

    – La desviación estándar de la humedad del suelo es más bajo en condiciones húmedas y secas extremas y la más alta en condiciones de humedad del suelo intermedios (Famiglietti et al., 2008).
    – Al mismo tiempo, el coeficiente de variación (CV) se relaciona negativamente con la humedad del suelo (Bogena et al, 2010;.. Brocca et al, 2007;. Famiglietti et al, 2008;. Korres et al, 2015). En otras palabras, CV humedad del suelo es más alta en condiciones secas y la más baja en condiciones de humedad.
    – Por último, la distribución de probabilidad de los valores de contenido de humedad del suelo está sesgada negativamente bajo condiciones húmedas y sesgada positivamente bajo condiciones secas (Bogena et al, 2010;.. Famiglietti et al, 2008).
    – Todas las características anteriores parece ser independiente de la escala (véase la Fig. 10 en Famiglietti et al., 2008).


figura-3

Ejemplos:

Los siguientes ejemplos utilizan datos simulados para ayudar a ilustrar los efectos de la heterogeneidad espacial y temporal sobre el contenido de humedad del suelo. En el primer ejemplo, hemos simulado contenido de humedad del suelo para el mismo sitio de estudio en condiciones húmedas y secas y se calcularon las funciones de densidad de probabilidad (PDF). En condiciones húmedas (línea azul en la Fig. 1) la desviación estándar era baja y el PDF fue sesgada negativamente. Por el contrario, las condiciones secas como resultado una desviación estándar más grande y un PDF positivamente sesgada. Este ejemplo demuestra que los parámetros que describen los archivos PDF de humedad del suelo no son estáticas, sino que cambian con el tiempo dependiendo de las condiciones de humedad del suelo.


figura-1

En el segundo ejemplo, simulamos el contenido de agua del suelo para un solo punto en el tiempo cuando las condiciones no eran ni húmedas o secas. El PDF resultante es bimodal, que indica que hay más de una “población” de contenido de humedad del suelo en el sitio de estudio (Fig. 2). Hay varias razones por las que el contenido de humedad del suelo puede presentar este tipo de distribución multimodal. Puede ser que hay zonas con diferentes texturas del suelo (por ejemplo, más seca de arena y zonas húmedas franco limoso), que el área de estudio incluye la topografía y las laderas adyacentes de baja altitud, o de que el área de estudio tiene cobertura vegetal heterogénea.


figura-2

Los dos ejemplos sencillos anteriormente demuestran la naturaleza compleja de la humedad del suelo a través del tiempo y el espacio. Ambos ejemplos sugieren que las estadísticas paramétricas y una hipótesis de normalidad no siempre pueden ser válidos cuando se trabaja con contenido de agua del suelo en condiciones de campo (Brocca et al, 2007;.. Vereecken et al, 2014).

¿Cuántos sensores de humedad son necesarios?

Si su objetivo es determinar el contenido de agua del suelo “verdadero” significa para su área de estudio, a continuación, su método de muestreo se necesita para tener en cuenta las fuentes de variabilidad descritos anteriormente. Si su área de estudio tiene un alivio sustancial topográfico, cubierta de copas heterogénea, y fuerte estacionalidad de las precipitaciones, entonces es probable que va a necesitar sensores ubicados en áreas que representan las principales fuentes de heterogeneidad. Si por el contrario, su sitio de estudio es bastante homogéneo o que simplemente están interesados en el patrón temporal de la humedad del suelo (por ejemplo, para la programación del riego), entonces es probable que pueda salirse con un menor número de sensores de humedad del suelo debido a la autocorrelación temporal de los datos (Brocca et al. 2010; Löscher et al, 2014).

Está claro que el contenido de agua del suelo es altamente dinámico en el tiempo y en el espacio. Es un trabajo intensivo y difícil de capturar todas estas dinámicas utilizando el muestreo in situ, aunque algunas personas optan por seguir este camino. Al igual que muchas otras áreas de la ciencia del medio ambiente, algunos de los más profundo conocimiento en el comportamiento de la humedad del suelo están saliendo de los estudios que utilizan redes de sensores in situ (Bogena et al, 2010;.. Brocca et al, 2010). Creemos que para la mayoría de las aplicaciones, el uso de in-situ, mediciones continuas le proporcionará una comprensión superior del contenido de agua del suelo.

Para un tratamiento más a fondo de este tema, lea los artículos que figuran a continuación. Recomendamos la revisión por Vereecken et al. (2014) como un buen punto de partida.

Invitación a la Jornada “Validación de datos teletransportados en campo. Aplicaciones agrícolas e hidrogeológicas”

icgc labferrerActualmente un gran número de satélites miden diferentes parámetros de la Zona No Saturada del suelo (ZNS). Estas medidas pueden ser desde el estado hídrico del suelo hasta incluso el porcentaje de cubierta vegetal que hay en la superficie del suelo. Este tipo de medidas son indirectas, y por tanto, deben validarse con medidas directas en campo. La variabilidad espacial y el gran número de procesos que actuan en la ZNS dificulta esta validación de campo.
La Jornada tiene como objetivo mostrar que tipo de medidas pueden proporcionar los satélites y como validar la información.

Esta jornada se organiza con la iniciativa de LabFerrer y la colaboración del Departament d’Agricultura y el resto de integrantes
Os esperamos en Barcelona el 3 de junio’16. Más información y programa en este enlace

Para inscribiros podeis enviar un mail a info@lab-ferrer.com

¿Efecto en las medidas de succión en muestras de suelo disturbadas?

La medida de la succión de muestras de suelo en el laboratorio se realiza por dos motivos básicos:

1- Para determinar la succión del suelo en aquél momento.

2- Para determinar la Curva de Retención de Humedad.

Para ello hay que tener en cuenta de que si se altera la estructura del suelo, los valores de succión pueden ser no representativos.

Succión y diámetro de los poros:

En muestras de suelo, los espacios vacíos (porosidad) se pueden describir como un sistema de tubos capilares. Cada uno de estos capilares tiene un diámetro determinado, que viene determinado por la disposición espacial de los granos de suelo y de su tamaño.

En una arcilla, el agua está retenida con más energía en los capilares  que en una arena. Esto es debido a que los capilares de la arcilla son mucho más estrechos que el de la arena.  Se puede dar el caso, que el agua esté retenida con igual fuerza en una arena. En este caso, el contenido en agua será distinto ya que solo se va a encontrar agua alrededor de las partículas sólidas formando una fina película.

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Muestras alteradas:

La alteración de muestras de suelo (alteración de la distribución y tamaño de los poros del suelo), puede llegar a modificar nuestra succión a un contenido en agua determinado. Típicamente, como menos negativo sea la succión (húmedo o saturado) más impacto tiene el hecho de utilizar una muestra alterada o no. Se puede realizar un cálculo que muestra que hay una asociación entre tamaño de poro y succión:

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Si se altera una muestra con una baja succión, Punto de Marchitez Permanente (-15 MPa) por ejemplo, los poros que aún están llenos de agua, tendrán un diámetro de 0.2 um, demasiado pequeños para ser recogidos como muestra. Por lo tanto, se puede asumir que las medidas de succión no estarán afectadas por la destrucción de la estructura del suelo. Pero si se altera la muestra con una alta succión, Capacidad de Campo, el diámetro del poro es de 9 um, modificando mucho las medidas si se toman medidas con muestra alterada.

Higrómetro (WP4c):

Es capaz de medir valores altos de succión. Es por este motivo que se pueden medir muestras de suelo alterando loas muestras y estando seguros que las medidas no se van haber afectadas.

Tensiómetros

Si por lo contrario, se realizan medidas en el rango más húmedo (0KPa a -80 KPa), los tensiómetros tienen una buena precisión en este rango de medida. Es de extrema importancia que se conserve la estructura del suelo y que no se altere.

Hyprop

A diferencia de los tensiómetros, el sistema Hyprop, puede determinar la Curva de Retención de Humedad de muestra inalterada.

 

Para más información contacte con nosotros en info@lab-ferrer.com

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Nuevos Seminarios online de Hidrología de suelos de LabFerrer

Hola a tod@s

Este mes de Julio, LabFerrer organiza dos Seminarios online gratuitos en castellano.

23 de Julio a las 12:00
“Métodos avanzados para determinar Capacidad de Campo, Punto de Marchitez Permanente y Agua Disponible para las Plantas en el suelo”
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Inscripciones a través de este enlace
24 de Julio a las 12:00
“VirtualSoil: cómo utilizar realidades virtuales para tomar decisiones”
Inscripciones a través de este enlace
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Esperamos que sea de vuestro interés.
 
Un saludo!
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Determinación de la Curva de Pérdida de peso y Contenido de Humedad del suelo

¡Hola a tod@s!

Determinar el Contenido de Humedad de muestras de suelo (ω % peso) con exactitud, precisión y poco tiempo es muy importante en cualquier estudio y en la expresión de ortos valores de propiedades físico – químicas. Hasta día de hoy, para determinar ω, se utiliza el método de pérdida de peso por desecación, que requiere de tiempo y recursos humanos, además con lleva cierta incertidumbre en los valores de ω.

Decagon Devices ha puesto en el mercado el nuevo analizador de humedad de suelo TrueDry CV9, que permite conocer el Contenido de Humedad y la Curva de Pérdida de peso de 9 muestras de suelo simultáneamente y con menos de 60 minutos.

TrueDry_2La ventaja de utilizar el analizador TrueDry CV9, es que no hay que estar pendiente de la estufa y las muestras que se están secando, ya que el mismo analizador pesa de forma automática las muestras de suelo.

Curva perdida PesoSi queréis comparar los datos de Contenido en Humedad con los datos que os puede determinar el analizador TrueDry CV9, contactar con nosotros en info@lab-ferrer.com

¡Un saludo!

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Nuevo Infiltrómetro DUALHEAD de Decagon Devices Inc

La Conductividad Hidráulica es un parámetro clave para conocer el movimiento del agua en el suelo. Pero no todas las formas de medir la Conductividad Hidráulica son iguales, y lamentablemente los resultados pueden variar según la técnica de medida empleada. Decagon organiza un nuevo seminario virtual en el que se comentarán los diferentes métodos para medir tanto la conductividad hidráulica saturada como la no saturada, en campo y en laboratorio, comentarán:
– Ventajas e inconvenientes de cada método
Supuestos en los que se basan los diferentes métodos
¿Cómo elegir el método más adecuado en función de nuestros objetivos?
NUEVO Infiltrómetro DualHead de Decagon!!!

El webinar es el próximo miercoles 11 de marzo a las  16:00h, es gratuito y en inglés, y  lo presenta Leo Rivera, os podeis inscribir en este enlace
esperamos que os interese!!!

Curva de Retención de Humedad en sustratos

Hola a todos,

¿Habéis medido la Curva de Retención de Humedad de un sustrato? ¿Entendéis cómo puede variar en función de su textura? ¿Queréis conocer las propiedades hidráulicas de vuestro sustrato?  ¿Habéis determinado el perfil hídrico de un sustrato en su contenedor?

En LabFerrer hemos medido y comparado varias Curvas de Retención de Humedad para varios sustratos.

IMG_20150121_173836Para más información contacta con nosotros en info@lab-ferrer.com

¡Un saludo!

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