Sensores volumétricos de contenido de agua | PRO-MIX

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Importancia del agua en las plantas

La mayoría de las plantas cultivadas en la industria de invernaderos y viveros contienen más del 90% de agua. El agua es vital para las plantas porque disuelve fertilizantes y transporta minerales a través de la planta, mantiene la turgencia de las células vegetales, participa en el proceso de fotosíntesis (las plantas sintetizan azúcares a partir del dióxido de carbono y el agua) y sirve como radiador para enfriar el hojas a través de los estomas de la planta. De hecho, la planta usa más del 90% del agua que absorbe para enfriarse a través de la transpiración, mientras que el resto se usa para reacciones químicas. El riego adecuado es esencial no solo para la transpiración y las reacciones químicas; También es importante porque el exceso de agua puede causar problemas de enfermedades de las raíces y se puede perder una gran cantidad de agua / fertilizante y contaminar ríos, lagos y el nivel freático.

Importancia de una gestión adecuada del riego

La programación y duración adecuadas del agua no solo son esenciales para la producción de cultivos de buena calidad; también pueden ahorrar agua, fertilizantes y energía. En algunos casos, los cultivos crecen y se desarrollan más rápido que en condiciones de riego inadecuadas. Por lo general, el productor decide cuándo regar en base a su experiencia y considera los siguientes elementos: método de riego, tipo de planta, etapa de desarrollo de la planta, condiciones ambientales y del sustrato. También juzga visualmente la planta. El lado negativo de este tipo de gestión del agua es que el riego puede ser excesivo o insuficiente y, en el peor de los casos, las plantas podrían sufrir estrés hídrico o morir si los eventos de riego se generalizan durante la semana.

Sensores volumétricos de contenido de agua

Para superar esas molestias, se pueden usar sensores de contenido volumétrico de agua (VWC) para determinar cuándo regar. El software para la salida de los sensores VWC ha evolucionado y es posible obtener el VWC 24/7 durante toda la vida del cultivo. Estos datos se pueden utilizar para el programa y la duración del riego. Los sensores VWC son económicos, de bajo mantenimiento, listos para usar («plug and play») y los datos son fáciles de interpretar. En casos avanzados, los datos se pueden obtener y la gestión del riego se puede realizar desde cualquier parte del mundo a través de Internet. La salida se puede mostrar en forma de gráficos o numéricamente. Dependiendo del tipo de sensor, los datos se pueden recolectar cada segundo y el promedio se registra cada 1, 5, 15 o 60 minutos. Es mejor tener una estación meteorológica en la instalación de cultivo para ver cómo la cantidad de agua aplicada, el agua que toma la planta, la temperatura, la precipitación, la radiación solar y la humedad relativa influyen en el VWC del medio de cultivo.

Sensores de contenido de agua para la producción de invernaderos y viveros

El VWC es simplemente la proporción del volumen de agua en el sustrato dividido por el volumen total del recipiente. Los sensores VWC se insertan en el medio de cultivo y miden el VWC del sustrato en contacto con los sensores; la zona de detección de los sensores tiene entre 1 y 4 pulgadas de largo (dependiendo del modelo y tipo de sensor). Hay dos tipos principales de sensores que miden el contenido volumétrico de agua en medios sin suelo: reflectometría en el dominio del tiempo (TDR) y capacitancia. Ambos tipos de sensores miden la constante dieléctrica del sustrato. La constante dieléctrica es 1 para aire, 3-5 para suelos minerales y 80 para agua; por tanto, cualquier cambio en esos tres parámetros cambiaría la constante dieléctrica del sustrato.

El sensor TDR consta de dos o tres varillas paralelas (sondas), un generador de impulsos, un analizador de señales y un cable conectado al registrador de datos. Se aplica un pulso eléctrico a las varillas, el pulso viaja hasta el extremo de la varilla y regresa al instrumento. El tiempo que tarda el pulso eléctrico en recorrer esta distancia dependerá de la constante dieléctrica del sustrato. Cuando la constante dieléctrica es alta, el tiempo de viaje del pulso será largo, por lo que el sustrato está húmedo.

  • Ventajas del sensor TDR: alta precisión y resolución, sin necesidad de calibración, las lecturas no se ven afectadas por la temperatura o salinidad del sustrato y dura varios años.
  • Desventajas del sensor TDR: alto costo y zona de detección limitada (1 pulgada).

Sensores TRD para determinar el contenido volumétrico de agua en el medio de cultivo.  Fuentes: icinternational.com.au y hoskin.ca

El sensor de capacitancia consta de un par de varillas (condensadores) separados por un material que no conduce electricidad o un material dieléctrico (para este caso sustrato), un oscilador, un analizador de señal y un cable conectado al registrador de datos. El oscilador aplica una frecuencia a las varillas; el VWC del sustrato influirá en la constante dieléctrica del suelo afectando la capacitancia. Finalmente, la magnitud de la frecuencia obtenida por el oscilador se correlaciona con el VWC del suelo. Cuanto mayor sea la magnitud de la frecuencia, menor será el VWC.

  • Ventajas del sensor de capacitancia: es muy sensible a pequeños cambios de humedad, buena resolución y mayor zona de detección en comparación con el TDR.
  • Desventajas del sensor de capacitancia: necesita calibración y baja expectativa de vida.

Orientación de la varilla en el sustrato

Hay dos formas de instalar estos sensores: vertical u horizontal. Cuando el sensor se inserta en el sustrato verticalmente, promedia el VWC del sustrato desde la parte superior a la inferior del sensor. Como se vio en boletines anteriores, el contenido de agua del sustrato depende en gran medida del tamaño de partícula y la altura del recipiente. Si la maceta es alta y contiene un sustrato grueso, el contenido de agua cambiará drásticamente de la parte superior a la inferior de la maceta.

Cuando el sensor se coloca horizontalmente, el SWC se medirá solo para la altura donde se colocan las varillas. En otras palabras, si el sensor se coloca a 4 pulgadas del fondo de la maceta, dará el VWC del sustrato a una altura entre 2 y 6 pulgadas (dependiendo del tamaño del área de detección en el sensor). . Otro problema al colocar los sensores horizontalmente es que se verán afectados por el movimiento del agua hacia abajo. Si las varillas son planas, se recomienda colocar la parte plana perpendicularmente a la base de la maceta; esto se debe a que el agua podría permanecer en la superficie de las varillas planas, produciendo mediciones poco fiables.

Ambos tipos de sensores requieren que las varillas tengan un contacto íntimo con el sustrato, por lo que no debe haber espacios de aire o partículas grandes de sustrato alrededor del sensor, y las varillas del sensor deben estar completamente enterradas en el sustrato para producir lecturas precisas.

Al elegir un sensor, es importante saber si el sensor está calibrado para medios sin suelo, si funcionará para su sustrato (tamaño de partícula y contenido máximo y mínimo de agua) y si es lo suficientemente preciso para sus estrategias de riego. . Otros puntos importantes a considerar son las capacidades del sensor, el mantenimiento, los requisitos de agua de la planta en las diferentes etapas, las características físicas del sustrato y cómo interpretar los datos.

Sensor de capacitancia.  Fuente: decagon.com

No dude en enviarle a su representante de Premier Tech Grower Services cualquier comentario o pregunta sobre los sensores volumétricos de contenido de agua.

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