Investigacion sobre elaboracion y calibracion de bloques de yeso y

Investigacion sobre elaboracion y calibracion de bloques de yeso y
de yeso-arcilla
M.c. Hebert del Valle Florencia.
Universidad Autonoma Chapingo - Mexico
Sumary
There are various methods to estimate the moisture content in the soil, and one of these is the plaster and clay block
method. This method makes it possible to know the time to irrigate and calculate the number of irrigations, and also
permits the saving of water and the increase of the area of cultivation. The calibration of this method in rural areas is
very lengthy, and in this study the process of calibration in the laboratory is described.
1 - Introduccion
En México se cuenta aproximadamente con 30 millones de hectáreas cultivables, de las cuales sólo se utilizan 21
millones; la tierra bajo riego cubre un tercio de la superficie cosechada y contribuye con más de 50% del valor total de
la producción agrícola (Romero, 1986).
Se estima que la eficiencia del riego es de un 60%, de manera conservadora, y puede decirse que al controlar el agua
a nivel parcelario se podría logra un gran ahorro volumétrico, lo que haría que se incrementará la superficie regable.
Para lograr lo anterior, se tiene que encontrar una relación entre el agua agregada al suelo y el agua aprovechable por
las plantas. Es por eso que los diferentes métodos que existen para conocer el contenido de la humedad del suelo en
un momento dado y junto con el programa de riego son de gran importancia en la agricultura ya que permite definir el
momento y el número de riegos para que no se desperdicie el agua en riegos innecesarios, y esto reducirá los
problemas de salinidad y lavado de nutrientes del suelo.
Dada la necesidad de conocer el contenido de humedad del suelo se han desarrollado varios métodos, como los
siguientes: gravimétrico, aspersor de neutrones, tensiómetro, speedy, balanza de rayos infrarrojos, bloques porosos,
bloques de impedancia y otros. Pero cada uno de ellos tiene sus ventajas y desventajas, como rapidez, precisión y
facilidad de adquisición. Dentro de estos métodos el de los bloques de impedancia es el que tiene ventajas aceptables
por funcionar adecuadamente en la mayor parte del rango de humedad aprovechable de los cultivos y por su bajo costo
de operación y adquisición, pero actualmente es poco utilizado, debido al escaso conocimiento que se tiene para su
uso práctico.
La calibración de los bloques de impedancia regularmente se lleva a cabo en el campo; procedimiento que es muy
laborioso y tardado, por eso, se vió la importancia de realizar un trabajo donde el objetivo principal fuera establecer y
evaluar una metodología para calibrar el método de bloques de impedancia para tres texturas de suelos
representativos, tres separaciones de electrodos, dos tipos de bloques, y dos aparatos medidores.
2 - Objetivos e hipotesis
2.1 - Objetivos
1) Establecer una metodología de laboratorio, fácil y confiable, de calibración de bloques de impedancia.
2) Obtener la calibración en laboratorio para bloques de yeso y yeso-arcilla.
3) Ver si la calibración obtenida en laboratorio puede utilizarse para predecir la humedad del suelo en el campo.
4) Probar 3 separaciones entre los electrodos, en dos materiales de construcción yeso y yeso-arcilla en tres texturas
diferentes, tomando las lecturas con dos aparatos medidores (CHAPINGO Y BOUYOUCOS).
2.2 - Hipotesis
HO -
Los bloques de yeso tienen diferente forma de respuesta que los bloques de yeso-arcilla.
H1 -
La curva de calibración obtenida en el laboratorio se puede usar para predecir la humedad en el campo.
H2 -
Los bloques de impedancia tienen mejor forma de respuesta en texturas pesadas.
H3 A mayor separación de electrodos se tendrá mayor separación de lecturas de impedancia cuando el
contenido de humedad sea alto.
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3 - Materiales y metodos
Para la construcción de los bloques se utilizaron materiales eléctricos como cable duplex, soldadura de estaño-plomo,
cautín, alambre estañado, electrodos de grafito y además hojas de estireno y resina poliester, además se utilizó yeso
Q.P. y arcilla.
Se utilizaron dos aparatos medidores de impedancia diferentes, aparato BOUYOUCOS y aparato CHAPINGO,
desarrollado por el autor.
Se hicieron mediciones tanto en calibración de bloques en laboratorio como en el campo obteniéndose curvas
similares.
Se escogieron tres texturas de suelo diferentes que fueron arcilla, migajón arcilloso y migajón arenoso y en esta última
se observó que los bloques de impedancia no dieron buenos resultados, en cambio en las otras dos, los resultados
fueron buenos.
Los bloques con separación de electrodos de 0.3 cm y de 1.0 cm , no dieron buenas curvas de calibración; en el primer
caso porque la curva resulta muy tendida y en segundo porque las lecturas son muy grandes y se salen de la escala de
los aparatos medidores de impedancia; los bloques que dieron mejores resultados fueron los que tienen separación de
electrodos de 0.6 cm.
Los bloques de yeso tienen mejor velocidad de respuesta que los de yeso-arcilla, pero duran menos que estos; los de
yeso-arcilla no responden bien a profundidades de 30 cm o menos.
4 - Resultados
CIRCUITO ELECTRONICO DEL APARATO CHAPINGO.- Es un oscilador de 1000 Hz que se compone de un
transistor PNP, de dos transformadores de audio frecuencia, de un rectificador de silicio, de un galvanómetro, de un
potenciómetro, un condensador y una resistencia de carbón; además de una batería de 6 volts y un par de cables con
pinzas de caiman para colocar el bloque.
CURVAS DE CALIBRACION CON DIFERENTE SEPARACION DE ELECTRODOS EN LOS BLOQUES.- Estas curvas
explican lo siguiente:
1.-La separación pequeña de electrodos en los bloques da por resultado que la curva de calibración sea muy tendida y
la lectura en el aparato medidor sea pequeña entre capacidad de campo y P.M.P. (lecturas poco aproximadas).
2.-La separación intermedia da por resultado una lectura más amplia entre capacidad de campo y P.M.P. (buenas
lecturas).
3.-La separación grande de electrodos da lecturas más amplias pero al acercarse a P.M.P. son tan grandes que se
salen de la escala del medidor.
CURVA DE CALIBRACION BLOQUE DE YESO SUELO ARENOSO.- Cuando las lecturas se acercan a P.M.P.
aumentan abrúptamente, pero hacia capacidad de campo varían muy poco, resultando en un mal funcionamiento de
los bloques.
CURVA DE CALIBRACION BLOQUE DE YESO SUELO FRANCO.- La variación de lecturas da una curva suave y de
fácil lectura (buen funcionamiento de los bloques).
CURVA DE CALIBRACION BLOQUE DE YESO SUELO ARCILLOSO.- La variación de lecturas sigue la tendencia
aproximada de una línea recta entre capacidad de campo y P.M.P. (buen funcionamiento de los bloques).
MOLDE PARA BLOQUE DE YESO-ARCILLA.- Muestra las dimensiones y la forma del recipiente de arcilla cocida a
7000C. En el cual se introducirán los electrodos y la pasta de yeso.
CONSTRUCCION DE UN BLOQUE DE YESO.- Muestra las partes internas de un bloque.
5 - Conclusiones y recomendaciones
-Para tomar las lecturas de impedancia fue mejor el aparato CHAPINGO 64.
-Los bloques funcionan mejor cuando se estima la humedad en texturas pesadas y medias (arcilla y franco).
-La separación entre electrodos no debe ser muy pequeña ni muy grande en este caso la mejor fue de 0.6 cm.
-Los bloques de yeso son los que dieron mejores resultados.
-Cada bloque tiene diferente comportamiento por lo que se recomienda mejorar el control de calidad en la
construcción de estos y mientras esto no se logre tendrá que calibrarse individualmente.
- Los diferentes tratamientos tienen un comportamiento semejante en el laboratorio y en el campo.
- La calibración se puede hacer en el laboratorio sin tenerla que llevar a cabo en el campo.
- Se recomienda que se seleccionen los bloques que tengan semejanza de lecturas puestas a saturación.
- Que las lecturas de los bloques se tomen a la misma hora todos los días.
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6 - Revision bibliografica
6.1. Antecedentes bibliograficos del tema
En seguida se citan algunas de las investigaciones que se han hecho para los bloques de impedancia.
Uno de los primeros investigadores fueron Whithey, Gardner y Briggs (1898), que propusieron un método basado en
las propiedades que tiene el agua del suelo para conducir la corriente eléctrica, al observar que esta variaba
directamente proporcional al contenido de humedad.
La metodología que usaron fue la de colocar dos electrodos en el suelo, para medir la resistencia al paso de la
corriente eléctrica.
Ya que ésta, variaba en proporción inversa al contenido de humedad. Uno de los principales problemas fue la
colocación de los electrodos por la falta de contacto con el suelo.
Al tratar de resolver el problema de la deficiencia en el contacto entre los electrodos y el suelo, Bouyoucos y Mick
(1940). desarrollaron el método de bloques de yeso, los cuales se hicieron al colocar dos electrodos paralelos y
cubrirlos después con un material absorbente, y el que dio mejor resultado fue el "yeso de parís", por su porosidad,
baja solubilidad, facilidad de manejo y elaboración. Estos bloques se colocan en el suelo para medir la humedad a
través de la resistencia al paso de la corriente eléctrica. En México uno de los pioneros que ha trabajado sobre estos
métodos es Del Valle 1963, concluye que lo que se esta midiendo es impedancia y no resistencia eléctrica.
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