Curva Retención de Humedad

Higrómetro de Punto de Rocío WP4C

Medidas de Potencial Hídrico de laboratorio

Medir el potencial hídrico del suelo no es fácil. Los métodos tradicionales, como pueden ser las placas de presión, siempre han sido problemáticos. Se necesitan bastante tiempo para medir el Potencial Hídrico. Y además, no son métodos muy precisos. El Higrómetro de Punto de Rocío WP4C, mide el potencial hídrico en suelos, sustratos, hojas y semillas, en menos de 5 minutos y con una precisión alta. Su intervalo de medida es amplio (de -0,1 a -300 MPa).

¿Cómo funciona?

El Higrómetro de Punto de Rocío WP4C está compuesto básicamente por una cámara, que es donde se coloca la muestra, un espejo, un sensor de infrarrojos y un sensor de punto de rocío. Para iniciar una medida con el Higrómetro de Punto de Rocío WP4C hay que cerrar la cámara donde hay la muestra. Seguidamente la humedad relativa de la cámara y la muestra se equilibran para producir rocío en el espejo de la cámara (según el ASTM D6836). En este momento, el Higrómetro de Punto de Rocío WP4C mide la temperatura de la muestra y del espejo para calcular el Potencial Hídrico de la muestra.

Completar la Curva de Retención de Humedad del suelo

Las medidas del Higrómetro de Punto de Rocío WP4C pueden completan la Curva de Retención de Humedad del suelo. Actualmente, no existe ningún equipo para medir la Curva de Retención de Humedad completa. El motivo es que los equipos no son capaces de medir todo el intervalo de Potencial Hídrico del suelo necesario para determinar la Curva de Retención de Humedad del suelo completa.

Des de hace unos años el equipo el equipo Hyprop ha sido usado para caracterizar hidráulicamente muestras de suelo inalterado midiendo la Curva de Retención de Humedad con una alta precisión. Su intervalo de medida es de 0 a -85 kPa, dejando sin caracterizar la parte más seca de la Curva de Retención de Humedad. El Higrómetro de Punto de Rocío WP4C es ideal para completar la Curva de Retención de Humedad medida por el equipo Hyprop ya que mide valores más negativos de Potencial Hídrico. Además, con el software Hyprop Fit se pueden añadir las medidas fácilmente.

Equipos de laboratorio y de campo para medidas de suelo

Medidas de parámetros y variables del suelo con equipos de laboratorio y de campo

Cuando los investigadores miden las propiedades hidráulicas en el laboratorio o en el campo, solamente están obteniendo una parte de la información. En el mercado, existen equipos de laboratorio y de campo para obtener distintas medidas del suelo. Generalmente los equipos de laboratorio ofrecen una precisión alta. Esto es debido a que las condiciones de los ensayos son controladas y conocidas. La desventaja es que no consideran la existencia de raíces, fracturas de desecación del suelo o canales preferenciales creados por fauna. Estos elementos afectan a las propiedades hidráulicas del suelo. Además, cuando un investigador toma una muestra de suelo en campo para analizarla en el laboratorio, puede compactar los macroporos del suelo, alterando sus propiedades hidráulicas.

Equipos de laboratorio y campo para medidas de suelo

Los ensayos de campo, ayudan a los investigadores a obtener series temporales de datos y a entender la existencia de variabilidad del suelo a tiempo real. En comparación a los ensayos de laboratorio, en las medidas de campo no se puede controlar las condiciones ambientales del ensayo. El agua se mueve por el suelo, donde puede ser evaporada, absorbida por las raíces, puede ascender por capilaridad o ser drenada fuera de la zona radicular. Todos estos procesos pueden necesitar medidas a distintos puntos y profundidades del perfil de suelo para ser monitorizadas correctamente.  Los ensayos de campo también tienen que tener en cuenta que las condiciones meteorológicas son impredecibles. Por ejemplo, un ensayo de campo de desecación del suelo puede tardar varios meses debido a que la precipitación puede humectar el suelo, mientras que, en el laboratorio, puede tardar una semana.

Equipos de laboratorio vs Equipos campo

VENTAJASLIMITACIONES
Equipos
laboratorio
– Condiciones conocidas y controladas
– Ensayos automáticos y rápidos
– Protocolos definidos
– Precisión alta (generalmente)
– No se consideran condiciones de campo
– Configuración del equipo laboriosa
Equipos
campo
– Entender la variabilidad espacial
– Medidas a tiempo real
– Fácil instalación
– Registro de datos automático
– Visualización de los datos en la oficina
– Más variabilidad, más sensores a instalar
– Gran cantidad de datos a analizar
– Condiciones no controladas
– Meteorología impredecible

Obtener una visión general

Los investigadores que utilizan ambas medidas (laboratorio y campo) y que conocen sus ventajas y limitaciones, pueden obtener una visión más completa de su ensayo. De este modo podrá interpretar mejor qué está pasando en el perfil del suelo. Por ejemplo, en el laboratorio, se puede utilizar el equipo PARIO para determinar la textura del suelo y la distribución del tamaño de partícula. Estos datos se pueden complementar con la Curva de retención de Humedad y de Conductividad Hidráulica que genera el equipo HYPROP. Si, además, se añaden series temporales de alta resolución temporal medidas en campo con lo sensores TEROS 12 y el datalogger ZL6, proporcionará información de los procesos que predominan en campo.

¿Cómo medir el potencial hídrico del suelo? (Parte II)

La Curva de Retención de Humedad y los sensores de potencial mátrico

En el post titulado ¿Cómo medir el potencial hídrico del suelo? (Parte I), se presentaron algunas opciones para medir el potencial hídrico del suelo. A continuación presentaran dos opciones más para conocer el potencial hídrico del suelo; la Curva de Retención de Humedad y los sensores de potencial mátrico.

La Curva de Retención de Humedad

Curva Retención de Humedad del suelo

El potencial hídrico del suelo y el contenido de agua en el suelo están relacionados mediante la (CRH) del suelo. El contenido de agua en el suelo suele ser una variable más fácil de medir que el potencial hídrico del suelo. Mediante la CRH es posible medir el contenido de agua en el suelo y transformarlo a potencial hídrico del suelo.

La imagen de la derecha muestra como el potencial hídrico del suelo cambia a medida que el contenido de agua en el suelo disminuye. La CRH es característica de cada tipo de suelo.

El equipo Hyprop de METER Group mide la CRH con tensiómetros a una alta resolución. Es un equipo de laboratorio y la muestra que se utiliza es inalterada. Mucho a menudo los investigadores combinan el equipo Hyprop con el WP4C para poder definir toda la CRH, des de los valores de potencial hídrico del suelo más altos a los más bajos.

Sensores de potencial mátrico

Sebsor TEROS 21 de METER Group

Este tipo de sensores miden series temporales del potencial mátrico del suelo donde están instalados. El potencial mátrico es uno de los componentes del potencial hídrico y representa el estado energético que se encuentra el agua en el suelo en el estado no saturado.

Los sensores de TEROS 21 de METER Group, son sensores de potencial mátrico que tienen una cerámica porosa donde su CRH es conocida. También tienen un sensor de contenido de agua en el suelo en su interior. Cuando el sensor TEROS 21 se ha instalado en el suelo, la cerámica porosa se equilibra con el suelo de su alrededor. El sensor de contenido de agua mide la cantidad de agua que hay en la cerámica y esta es convertida a potencial mátrico mediante la CRH. 

La precisión de los sensores de potencial mátrico es buena pero no excelente. De esto depende de la calidad y la uniformidad de la CRH de la cerámica porosa y del buen funcionamiento del sensor de contenido de agua. En el caso del sensor TEROS 21, su proceso de calibración ha hecho disminuir su error hasta un 10%. 

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.

fig1potencialhidricounitis

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

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!!!

Nuevo seminario online de Decagon, Predicting Shrinking and Swelling from a Single Data Point

¿Es posible crear una curva de retención de humedad con una única medida de la succión del suelo (potencial de agua)? Sorprendentemente, en el extremo seco de potencial de agua, se puede lograr.

Dr. Doug Cobos, investigador científico de Decagon, explica como hacerlo el próximo jueves 11 de Diciembre y además hablará sobre:

Cómo utilizar la succión como factor predictivo de suelos retráctiles
Cómo (y dónde) para encontrar el “benchmark zero water content intercept”»
Cómo predecir la curva en el extremo más seco midiendo un solo punto

inscripciones aquí

y en el canal youtube de LabFerrer ya está la presentación de nuestro último webinar “Métodos avanzados para determinar la Capacidad de Campo del suelo”

Seminario Virtual «Predicting Shrinking & Swelling From a Single Data Point «

CRH_Argila_Retention¿Es posible crear una Curva Característica de Retención a partir de una sola medida de succión del suelo (Potencial Hídrico)?

Pues, sorprendentemente, en el extremo seco del Potencial Hídrico se puede conseguir

El próximo jueves 18 de septiembre de 2014 el Dr. Doug Cobos, de Decagon Devices Inc., explicará en un seminario gratuito online y en inglés, cómo cuantificar la capacidad de contracción y expansión de unsuelo con la ayuda de la Curva Característica de Retención. Doug comentará

¿Qué información podemos encontrar en la parte seca de la curva característica de retención?
Cómo utilizar esta curva característica para evaluar suelos expansivos
El concepto “benchmark zero water content intercept”
Cómo predecir la curva en el extremo más seco midiendo un solo punto

podeis inscribiros con este enlace

LabFerrer – Hidrología de suelos

LabFerrer es un laboratorio de suelos especializado en la caracterización hidrológica de la Zona No Saturada del suelo. La caracterización que se realiza en el laboratorio de LabFerrer se realiza con los sistemas de Decagon Devices (Pullman, WA, USA) y UMS-muc (Munic, Alemania) que son creadores de sensores de caracterización hidrológica de la Zona No Saturada del suelo.

Con estos sistemas se puede determinar la Curva de Retención de Humedad, Isotermas de sorción y desorción, la Curva de Conductividad Hidráulica No Saturada, la Conductividad Saturada, la Porosidad, la Densidad Aparente, Succión o Potencial, cuantificación del drenaje y determinación cualitativa del índice de expansividad. Todos los datos obtenidos, son datos experimentales obtenidos directamente de la muestra.

En LabFerrer ofrecemos un servicio de consultoría personalizado y adaptado a las necesidades de cada cliente. Aconsejamos cuáles pueden ser las determinaciones hidrológicas necesarias para cada caso. El servicio de caracterización hidrológica de la Zona No Saturada del suelo, incluye des del asesoramiento técnico, toma de muestras, realización de los ensayos y redacción de informes para presentar los datos.

Una buena caracterización, por lo tanto, es una buena descripción, de la Zona No Saturada del suelo, puede tener un gran número de aplicaciones. Nuestros clientes son des de ingenieros agrónomos que desean realizar una buena gestión del riego en un campo de cultivo, hasta a un hidrogeólogo al realizar el balance de recarga de un acuífero o a la simulación del movimiento de un contaminante en la Zona No Saturada del suelo.

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