HELADAS: unico sistema en el mundo de deteccion anticipada. Desarrollos tecnologicos: aeroespaciales, aeronautica, agro, energias renovables, heladas, inteligencia artificial, riego, robotica, software, telemetria. I+D 4 H2O
SENSADO DE MOJADURA FOLIAR PROPORCIONAL
El sensor que hemos desarrollado esta fabricado a partir de una grilla interdigital recubierta de un polímero semiconductor micro poroso que le imparte características de comportamiento resistivo proporcional al grado de humectación superficial detectada. Debido a esta característica; no solo detecta la presencia de mojadura foliar en el formato “ON-OFF” dentro del valor de disparo o transición seco-mojado, si no que permite además detectar la presencia de grados de humectación en el limite de lo perceptible en forma visual, de tal forma que puede determinar la presencia de humectación provocada por distintos grados de pulverización (spray) generados para aplicaciones foliares, permitiendo medir el grado de eficiencia en estas tareas, etc. Las condiciones climáticas imperantes durante la temporada de altas temperaturas y humedad relativa permiten el desarrollo de enfermedades de origen fúngico, entre las que se destaca la peronóspera (peronospora vitícola) que ocasiona fuertes perdidas a nivel vegetativo así como productivo, o la presencia de mildew (peronospora manshurica) entre otras. Existen modelos matemáticos para estimar la probabilidad de infección. Los modelos de regresión óptima incorporan tres variables calculadas y acumuladas en los 10 días previos (Hosmer y Lemeshow). Estas son las horas de mojado foliar donde las temperaturas son mayores a 20°C (correlación positiva), horas entre 15 y 50°C (correlación negativa) y horas en la que la temperatura excede los 30°C (correlación negativa). La probabilidad de ataque a 10 días de horas mojado foliar la determina la interacción de estas tres variables.
MEDICION DE PARAMETROS CLIMATICOS MEDICION DE LA RELACION HUMEDAD/ TEMPERATURA Y LA TASA DE EVAPORACION
MEDICION DE PARAMETROS CLIMATICOS
MEDICION DE LA RELACION HUMEDAD/ TEMPERATURA Y LA TASA DE EVAPORACION
Con el avance tecnológico actual en lo concerniente al cultivo de alta productividad, se ha introducido una nueva variable a medir, que renueva el concepto o forma de manejar la condición ambiental, esta variable es conocida como Déficit de Presión de Vapor (DPV). Esta medición combina los efectos de humedad y temperatura en un valor fácilmente utilizable para interpretar como es afectado el cultivo y su tasa de evaporación.
DEFICIT DE PRESION DE VAPOR (DPV)
Las plantas reaccionan fisiológicamente al déficit de presión de vapor que es igual a:
DPV = presión de saturación - presión de vapor actual
Para una temperatura dada, el déficit de saturación de vapor de agua DPV varía con la humedad del aire.
ALGUNOS EJEMPLOS PARA INTERPRETAR LA IMPORTANCIA DE LA MEDICION DEL DPV
CON RELACION A LA TEMPERATURA AMBIENTE, LA HUMEDAD RELATIVA (HR) Y LA EVAPORACION
Si la temperatura es de 20ºC y la HR es del 60% el poder de evaporación es doble que cuando las condiciones son de 20ºC y 80% de HR (DPV= 7,02 y 3,51 mm de mercurio). Si la HR es del 60%, el DPV es 7,02 mm de mercurio a una temperatura de 20ºC y el DPV es 12,74 mm de mercurio si es de 30ºC. Por consiguiente la tasa de evaporación es el doble para la temperatura de 30º que la de 20ºC, si la HR es en ambos casos del 60%. Si la temperatura del aire es de 20º C y su HR 60%, su DPV es de 7,02 mm de mercurio. Si la temperatura del aire aumenta hasta 30º C sin variar el contenido absoluto de vapor de agua, el DPV aumenta desde 7,02 hasta 21,32 mm de mercurio y por tanto la tasa de transpiración se triplica.
CON RELACION A LA TEMPERATURA DE PLANTA Y EL AIRE
Se pueden dar tres situaciones:
1.La temperatura de la planta y el aire son iguales.
Supongamos una temperatura en la planta de 20ºC (100% HR en la cavidad del estoma), una temperatura ambiente de 20ºC y una humedad relativa del 75%. En estas condiciones, y recurriendo al Diagrama de Mollier, obtendríamos: Presión de vapor en el estoma = 2,4kPa y Presión de vapor en el aire = 1,8kPa. Con lo cual nos resulta una diferencia en presión de vapor de 0,6kPa. En esta situación, la planta transpirará si la resistencia del estoma es menor de 0,6kPa. La planta proporcionará más vapor de agua al aire, el cual deberá ser eliminado por ventilación. El proceso de transpiración continuará mientras exista una mínima diferencia de presión de vapor entre el estoma y el aire.
2.La temperatura de la planta es menor que la temperatura del aire.
El proceso de transpiración requiere calor. Cuando tiene lugar la transpiración, la planta sufre un enfriamiento. Durante los días nublados, la planta recibe una menor cantidad de energía del sol. Cuando el aire del invernadero no está saturado, la planta podrá transpirar mientras exista una diferencia entre la presión de vapor del aire y el estoma. Durante la transpiración, el calor es extraído de la planta hacia el aire, produciéndose un descenso de la temperatura de la planta por debajo de la temperatura del aire. Consideremos una temperatura de la planta de 18ºC, temperatura del aire de 20ºC y HR del 80%. Con estas condiciones resulta una presión de vapor en el estoma de 2,1kPa, y 1,9kPa en el aire. La planta transpirará si la resistencia de los estomas es menor de 0,2kPa. Cuando la diferencia en presión de vapor es pequeña, disminuye considerablemente la transpiración.
3.La temperatura de la planta es mayor que la temperatura del aire.
Tomando una temperatura en la planta de 23ºC y una temperatura ambiente de 20ºC, la diferencia entre las presiones de vapor aumenta a 2,9kPa; la diferencia con 1,9kPa = 1,0kPa (considerando nuevamente una HR del 80%, igual que en el caso anterior), luego la planta tendrá una mayor transpiración. La radiación del sol producirá también un calentamiento de la planta. Este calentamiento se traduce en un aumento de la temperatura de la planta. La mayor parte de este calor es eliminado como calor de evaporación. El calor remanente incrementará la temperatura de la planta por encima de la temperatura ambiente. La planta libera calor directamente al aire del invernadero. Se produce, pues, un balance energético por un lado entre el calor suministrado y la temperatura de la planta, y por otro, entre la transpiración y la temperatura del aire del invernadero. Según esto, la planta puede transpirar incluso cuando la HR es del 100%, siempre y cuando la temperatura de la planta sea superior que la temperatura ambiente.
RESUMIENDO
• Como una regla general, la mayoría de las plantas crecen bien a DPVs de entre 0.8 a 0.95KPa.
• Valores mayores a 1.25Kpa implican alta evaporación (en invernaderos determina el momento de humidificar).
• Valores menores a 0.45Kpa indica una condición fría y húmeda (en invernaderos determina el momento de dehumidificar).
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EL CONTROL DEL RIEGO MEDIANTE LA TENSION MATRICIAL DEL SUELO
Una de las herramientas más eficaces utilizadas las últimas dos décadas es el sensor matricial granular (o GMS por sus siglas en inglés), el cual mide la humedad del suelo. El sensor tiene sólo 7,5 cm de largo, y normalmente se entierra verticalmente en el suelo. Se conoce como el Watermark Soil Moisture Sensor, y está fabricado por Irrometer en Riverside, California. De modo similar a los bloques de yeso, los sensores GMS utilizan para su funcionamiento el principio de la resistencia eléctrica variable. Los electrodos del GMS están empotrados en un relleno granular y situados debajo de una placa de yeso. Encima de la placa se encuentra más materia matricial granular envuelta por un tubo de malla que permite la entrada y salida del agua del sensor. Disuelto en agua, el yeso es un conductor de electricidad bastante eficaz. Por eso, cuando el sensor contiene mucha agua, la corriente eléctrica fluye bien. Cuando hay mucha agua en el suelo, también hay mucha agua en el sensor. Mientras va secándose el suelo, el sensor también se seca, y la resistencia al flujo de electricidad aumenta. La resistencia al flujo de electricidad (expresada en Ohms) y la temperatura del suelo se utilizan para calcular la tensión de humedad en el suelo en centibares (cb). La tensión matricial del suelo (TMS) es la fuerza que las raíces de las plantas deben emplear para extraer agua del suelo. Esta tensión refleja el nivel de humedad en el suelo. Cuanto más alta la tensión, más seco está el suelo.
INFORMACION QUE PROVEEN LOS SENSORES MATRICIALES GRANULARES
Hasta ahora, el productor debía aprender a reconocer el momento preciso en que el suelo se había secado lo suficiente para regar. Incluso con años de experiencia y una intuición agrícola bien desarrollada resulta difícil elegir el momento oportuno para regar, y también para determinar la cantidad óptima de agua para maximizar la cosecha. Ayudaría mucho disponer de unos puntos de referencia de TMS para programar el riego. La lectura digital de los GMS facilita precisamente estos puntos de referencia y ayuda al cultivador a mejorar el rendimiento y calidad de sus cultivos.
INTERPRETACION DE LOS VALORES MEDIDOS
Por lo general, un GMS instalado en un suelo de textura media indica lo siguiente:
• > 80 cb indica suelo seco.
• 20–60 cb es la TMS típica antes de regar, variando según el cultivo, la textura del suelo, la meteorología y el método de riego.
• 10–20 cb indica que el suelo está cerca de su capacidad máxima de retención de humedad.
• 0–10 cb indica que el suelo está saturado.
OTRA INFORMACION UTIL
Un GMS puede indicar, por ejemplo, si la lluvia de anoche fue suficiente para regar el cultivo. Puede indicar también si en un día nublado se reducirá suficientemente el consumo de agua en un campo como para posponer el próximo riego.
UTILIZACION DEL TMS PARA LA PROGRAMACION DEL RIEGO
La información de los sensores instalados puede determinar cuando se debe regar. Normalmente se podrá inclusive predecir la necesidad de riego con uno o dos días de anticipación. El umbral de TMS para el riego varía no sólo según el cultivo, sino también según la textura del suelo, factores meteorológicos y el método de riego. Se han establecido los valores umbral para una gran variedad de cultivos comerciales, teniendo en cuenta los varios tipos de suelo, condiciones meteorológicas y sistemas de riego.
LOS BENEFICIOS
• Menor consumo de agua. Un programa de riego basado en un umbral de TMS puede reducir el número de riegos en una temporada evitando el riego en exceso.
• Menor consumo de energía.
• Menor estrés para los cultivos, lo cual puede reducir los problemas de plagas y enfermedades.
• Evita la filtración profunda de nutrientes, especialmente el nitrógeno y el boro.
• Evita la contaminación de las aguas subterráneas.
• Menor desgaste en los equipos de riego.
• Los cultivos regados según los criterios de TMS ofrecen mayor rendimiento económico, tamaño y calidad.
Para maximizar la eficiencia de riego se debe disponer de la necesaria cantidad de puntos de referencia de TMS para programar el riego (según tipo de suelo, cultivo, etc).
INSTALACION DE SENSORES
Los sensores darán datos exactos sólo si tienen buen contacto con el suelo. La profundidad adecuada para la instalación del sensor depende principalmente de la profundidad de la zona de raíces del cultivo. Sin embargo, también pueden estar afectados por la profundidad y textura del suelo. Para los cultivos con raíces poco profundas, es suficiente instalar los sensores a una profundidad menor de 30 cm. Para los cultivos con raíces profundas, instale también algunos sensores a una profundidad mayor dentro de la zona de raíces. La profundidad de la zona de raíces podría ser mayor en los suelos bien drenados que en los suelos barrosos o en aquéllos que tienen una capa de suelo compactado o drenaje inadecuado.
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