EQUIPOS PARA MEDIR LA HUMEDAD DEL SUELO 2.3.1

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2.3
EQUIPOS PARA MEDIR LA HUMEDAD DEL SUELO
2.3.1
Generalidades
La cantidad de agua en el suelo es expresada por el porcentaje de humedad del
suelo. La necesidad de riego, así como la de drenaje, se determinan conforme al
contenido de agua del suelo, el cual es medido directa ó indirectamente.
Además de los sistemas aplicados en el laboratorio, para estimar las fuerzas de
retención de humedad en el suelo, como son los platos y ollas de presión, existen
algunos equipos empleados en el campo que permiten inferir sobre el contenido
de humedad a diferentes tensiones. Los equipos más utilizados como los
tensiómetros y las unidades de resistencia eléctrica, no miden directamente el
contenido de humedad en el suelo sino que a través de la fuerza de retención o
potencial matricial, permiten deducir los contenido de agua en el suelo. Los
sistemas mencionados se complementan con la medición en el laboratorio del
contenido de humedad por los sistemas gravimétricos o volumétrico.
2.3.2
Métodos basados en el suelo
2.3.2.1
Tacto y Apariencia
Uno de los métodos más antiguos y empleados para estimar el contenido de
humedad de un terreno consiste en su inspección ocular y su tacto. Este método
basado en el suelo correlaciona cuándo y cuánto regar con el tacto y apariencia
del suelo. La Tabla 3 sirve para indicar en qué medida la humedad utilizable ha
sido extraída del terreno, y la que, en consecuencia, debe ser proporcionada al
mismo, durante la estación de riegos. Este método es rápido y simple, además es
bastante correcto cuando es usado por personal experimentado, permitiendo que
un gran número de muestras sean analizadas rápidamente en el campo. Sólo
requiere del uso del barreno para obtener las muestras.
2.3.2.2 Método Gravimétrico
Con los métodos gravimétricos, el contenido de humedad es determinado por la
diferencia en peso de la muestra humeda con la seca. Típicamente, con el método
gravimétrico la muestra de suelo es recogida y pesada. Luego se seca la muestra
en un horno durante 24 horas a 105 oC y después se pesa la muestra secada. La
ecuación básica para expresar el contenido de humedad en base a la masa seca
~:
W=~/~
donde:
W
Mw
Ms
es el contenido de humedad del suelo (gm/gm);
es la masa de agua en la muestra de suelo (gm); y
es la masa de la muestra de suelo secado al hamo (gm)
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Tabla 3. Guía para la estimación de la parte de humedad utilizable que ha sido extraído del terreno.
FALTA DE
TEXTURA CRUESA
TEXTURA GRUESA
MODERADA
Cuando se comprime no
%
Cuando se comprime no
(Capacidad sale agua de la porción de sale agua de la porción de
de Campo) terreno pero queda una
terreno pero queda una
huella húmeda de la pella huella húmeda de la pella
de tierra en la mano.
de tierra en la mano.
0.0
(cm/m)
0.0
0-25%
Tendencia a aglomerarse, Se puedo tornar una
bolita con dificultad pero
o bien ligeranlente, a
veces, y bajo presión,
se rompe fácilmente y que
permite la formación de
no es untuosa, es decir, no
una bolita que se disgrega se adhiere a la mano.
fácilmente.
0.0 a 1.7
0.3 a 3.4
25-50%
Seco en apariencia, no se Se puede llegar a formar
una bolita bajo presión,
puede formar una bolita
pero no suele mantenerse
amasandolo.
compacta
TEX11JRA MEDIA
HUMEDAD
Cuando se comprime no
sale agua de la porción de
terreno pero queda una
huella húmeda de la pella
de tierra en la mano.
0.0
Se puede formar una
bolita que se moldea
fácilmente y es muy
untuosa si hay un
contenido relativamente
alto de arcilla
0.0 -4.2
Se puede formar una
bolita relativamente
plástica que resulta algo
untuosa cuando se la
presiona con los dedos
4.2 a 8.3
1.7 a 4.2
3.4 a6.7
50-75%
Se arnigaja, pero se
Seco en apariencia, no
Seco en apariencia,
solamente con presión no puede formarse una bolita mantiene relativamente
es posible hacer una
empleando únicamente la compacta cuando se le
presión.
somete a presión
bolita.
8.3 a 12.5
6.7 a 10
4.2 a 6.7
Polvoriento, seco a veces
75-100%
Seco, suelo en granos, se Seco, suelto, se disgrega
se encuentra en pequeñas
entre los dedos.
disgrega entre los dedos
costras que se reducen a
polvo al romperlas.
12.5- 16.7
lO.0-12.5
(cm/m)
6.7 a 8.3
Fuente: Guia de Riego de Colorado, USDA-SCS
TEXTURA FINA O MUY
FlNA
Cuando se comprime no
sale agua de la porción de
terreno pero queda una
huella húmeda de la pella
de tierra en la mano.
0.0
Se forma cilindro con
facilidad cuando se anlasa
entre los dedos tiene un
tacto untuoso
0.0 a5
Se forma una bolita o
pequeño cilindro cuando
se amasa entre el pulgar y
el índice
5.0 a 10.0
Relativamente moldeable,
formar una bolita cuando
presiona un poco de
terreno.
10.0 -15.8
Duro, muy seco, apretado
tiene costras que se
disgregan en la superficie.
15.8 a 20.8
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El contenido de humedad volumétrico,
volumen total es expresado como:
e,
(cm3 /cm 3 o cm/cm) basado en el
Donde:
Vw es el volumen de agua en la muestra de suelo (cm3 ) el cual es numéricamente
igual a la masa de agua debido a que la densidad del agua Pw es
aproximadamente 1.0 gm/cm 3 .
Vb es el volumen total de la muestra (cm3
).
Cuando el peso volumétrico de la masa de suelo seco, ~b (gm/cm\ es conocido y
con la densidad del agua considerada como 1.0 gm/cm , resulta una relación muy
útil:
e = Pb W / pw = Pb W (numéricamente)
Finalmente se anota que las muestras no deben perder agua entre el tiempo de
tomarlas y el pesaje para así obtener datos de campo correctos. Las latas usadas
en la toma de muestras no deben permitir la entrada de aire y deben ser pesadas
tan pronto como sea posible. Algunas veces es necesario ponerles una cinta
adhesiva a las latas para impedir la entrada de aire.
Después que la muestra es secada al horno, regularmente se deja enfriar antes de
pesar en la atmósfera seca de un desecador o con la tapa del envase puesta. Sin
embargo, si se pesa la muestra seca aún caliente no se afectaría
significativamente la utilidad de los resultados para los propósitos de manejo de
riego.
2.3.3 Métodos basados en equipos
La presión capilar del agua en el suelo indica la fuerza que debe ser ejercida para
extraer el agua del suelo. Así ésta constituye un buen indicador de la
disponibilidad de agua para las plantas. Hay una relación definida entre el agua
del suelo y la tensión capilar para un suelo determinado (Véase Figura 18); de tal
modo, que la medición de la tensión capilar o tensión de humedad del suelo puede
permitir la determinación de las deficiencias de humedad y requerimientos de
riego.
Para determinar el potencial mátrico del suelo se utilizan distintos aparatos,
ninguno de los cuales lo mide directamente, siendo preciso efectuar algunas
42
correcciones a las lecturas directas. Entre estos aparatos los de más frecuente
uso son:
•
•
Tensiómetros, que miden la suma del potencial mátrico y el gravitacional.
Bloques de Yeso y Sicrómetros de Termopar que miden, la suma del potencial
mátrico y el osmótico .
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Figura 18. Relación entre el agua del suelo y la tensión capilar para un suelo
determinado.
43
2.3.3.1 El Tensiómetro
El tensiómetro es un aparato que responde a los cambios en la t~msión del agua
en el suelo (es decir determina los cambios en el contenido de humedad del
suelo). Como el agua del suelo se agota por acción de las raíces o es renovada
mediante el agua lluvia o los sistemas de riego, las lecturas sobre el tensiómetro
indicarán los cambios que se sucedan.
- Principio de funcionamiento
La tensión de agua del suelo es un indicador del estado de humedad del suelo, y
se basa en las características termodinámicas del agua.
El principio de funcionamiento del tensiómetro (Véase Figura 19) está relacionado
con la fuerza de succión que presenta el suelo por el agua y esto ha hecho que
este equipo sea ampliamente usado para medir el potencial mátrico del suelo.
Existen varios modelos de tensiómetros que más adelante se presentan; pero el
principio de su funcionamiento es similar, y ellos comprenden tres componentes
principales:
• El cuerpo del tensiómetro, lleno de agua libre de aire y cerrado herméticamente
a la entrada de aire desde el exterior.
• Una cápsula porosa de cerámica al extremo inferior del instrumento, que es la
que se empotra en el suelo, y a través de la cual el agua puede entrar al
sistema o salir del mismo cuando es ejercida sobre la misma una succión
determinada. La cápsula de cerámica tiene una propiedad importante: cuando
está humedad impide la entrada de agua al sistema.
• Un instrumento de medida de la tensión del agua, la cual puede hacerse según
dos métodos:
Por cambios en la altura del mercurio en un tubo capilar (manómetro
mercurial)
- Utilizando un reloj de vacío (vacuómetro)
En sintesís, un tensiómetro consiste de una cápsula de cerámica porosa, con un
tubo conector hermético que lleva al instrumento de medición de presión que es
generalmente un medidor de vacío o un manómetro. El tubo que conecta la
cápsula de cerámica con el medidor está lleno de agua. La cápsula de cerámica
debe estar saturada y hacer un buen contacto con el suelo en el cual se pretende
medir la humedad.