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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.

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”
6443873-la-botella-con-agua-fria-con-una-sombra-sobre-el-suelo-agrietado-seco
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
 enarenado
Esperamos que sea de vuestro interés.
 
Un saludo!
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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

VIRTUALSOIL

LabFerrer ha desarrollado VIRTUALSOIL, que es un simulador de realidades virtuales de la humedad del suelo.

VIRTUALSOIL es una herramienta de simulación avanzada de los procesos del agua en la zona no saturada del suelo (ZNS). Combina un módulo Experimental, uno de Simulación y uno de Proyecto con la finalidad de simular escenarios virtuales de la humedad del suelo, caracterizando las propiedades hidráulicas del suelo con métodos avanzados, reproduciendo con el máximo de realidad diferentes escenarios y proponiendo proyectos que resuelvan inquietudes concretas del usuario final. El uso de una herramienta de simulación mejorada y especializada en el movimiento y retención del agua en la ZNS, es de gran utilidad práctica para profesionales relacionados con el uso eficiente del agua en agricultura y jardinería, la recarga y contaminación de acuíferos en hidrogeología o la estabilidad del terreno y otras aplicaciones de ingeniería civil.

En esta Presentación VIRTUALSOIL está explicado cómo funciona y se aplica VIRTUALSOIL en un caso práctico.

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

¡Un saludo!

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Presentaciones jornada “Zona No Saturada del suelo: Monitorización, parámetros hidráulicos y simulaciones”

Hola a todos,

El pasado viernes 13 de junio, LabFerrer celebró en las instalaciones del Instuto Cartográfico y Geológico de Catalunya la jornada “Zona No Saturada del Suelo; Monitorización, parámetros hidráulicos y simulaciones”.

Para vuestro interés colgamos las presentaciones de los ponentes así como si tenéis alguna duda o aportación, lo podéis hacer en este blog o en el mail info@lab-ferrer.com

Nuevas técnicas de caracterización hidráulica de la ZNS

Règims climatics_de_Catalunya

Simulació de l’aigua e el sòl importància de la caracterització

Monitorización riego

Des de LabFerrer queremos dar las gracias a todos los asistentes por su participación y esperamos volvernos a ver en futuras jornadas y seminarios.

¡Un saludo!

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Seminario online: Lisímetros de pesada llave en mano asequibles. Explorando las opciones para determinar el balance

smart field lysimeterHay muchas herramientas disponibles para medir la evapotranspiración y el drenaje profundo. Algunos de los primeros lisímetros de pesada se utilizaron en la década de los años 30 del siglo pasado y desde entonces se han realizado numerosas mejoras para conseguir igualar sus dinámicas hídrica y térmica con las de campo.

Georg von Unold, director de la empresa UMS – GmbH, con más de 20 años de experiencia en el diseño y la construcción de cientos de lisímetros de pesada a gran escala en Europa y en todo el mundo, hablará en este seminario de:

  • Diseño de lisímetro y mejoras
  • Presentacion del Lisímetro Smart Field Lisymeter
  • Ejemplos recientes
  • La complejidad de los datos de gestión de lisímetros

Si estás interesado en el Seminario online del próximo miercóles 18 de junio a las 17:00h, inscribete con la ayuda de este enlace

¡Un saludo!

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Simulación del agua en un bulbo de humectación

¿Queréis conocer cómo se va a comportar el agua en un bulbo de humectación?

¿Queréis saber si dos bulbos de humectación pueden llegar a juntar por sus extremos?

¿Queréis saber a qué profundidad llega el mismo?

En LabFerrer se ha caracterizado hidráulicamente un suelo que es regado por goteo. Gracias a la caracterización, se ha simulado con el programa de simulación Hydrus, la evolución de un bulbo de humectación.

Clicar en el siguiente vídeo para ver la simulación:

Simulación_Goteo

En LabFerrer ofrecemos el servicio de simulaciones concretas utilizando la caracterización hidráulica generada por los sistemas Hyprop, WP4c y KSat.

Para más información contactarnos en info@lab-ferrer.com

¡Un saludo!

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Jornada “Zona no saturada del suelo; monitorizacón de la humedad, propiedades hidráulicas y simulaciones”

El próximo 13 de junio, a las 10:30 h LabFerrer y Departament d’Agricultura, Ramaderia, Pesca, Alimentació i Medi Natural organizan la jornada “Zona no saturada del suelo, Monitorización, propiedades hidráulicas y simulaciones”.

La jornada se celebrará en las instalaciones del ICGC en Barcelona.

La jornada es gratuita pero hay que realizar inscripción previamente en la Oficina del Regante contactando con Maite Sisquella a través del Tel. 973 310 715 o en A/e: mtsisquella@gencat.cat

También se pueden realizar las inscripciones en el servicio de Preinscripciones a jornadas PATT del portal RuralCat: www.ruralcat.net/preinscripcionspatt

A continuación hay el enlace de la Jornada.

Circular_Jornada

Salutaciones,