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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 es el contenido de humedad del suelo (gm/gm); Mw es la masa de agua en la muestra de suelo (gm); y Ms 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 HUMEDAD

TEXTURA CRUESA TEXTURA GRUESA MODERADA

TEX11JRA MEDIA TEXTURA FINA O MUY FlNA

% (Capacidad de Campo)

(cm/m)

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

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

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

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 0-25% Tendencia a aglomerarse,

o bien ligeranlente, a veces, y bajo presión, permite la formación de una bolita que se disgrega fácilmente.

0.0 a 1.7

Se puedo tornar una bolita con dificultad pero se rompe fácilmente y que no es untuosa, es decir, no se adhiere a la mano.

0.3 a 3.4

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 forma cilindro con facilidad cuando se anlasa entre los dedos tiene un tacto untuoso

0.0 a5 25-50% Seco en apariencia, no se

puede formar una bolita amasandolo.

1.7 a 4.2

Se puede llegar a formar una bolita bajo presión, pero no suele mantenerse compacta

3.4 a6.7

Se puede formar una bolita relativamente plástica que resulta algo untuosa cuando se la presiona con los dedos

4.2 a 8.3

Se forma una bolita o pequeño cilindro cuando se amasa entre el pulgar y el índice

5.0 a 10.0 50-75% Seco en apariencia,

solamente con presión no es posible hacer una bolita.

4.2 a 6.7

Seco en apariencia, no puede formarse una bolita empleando únicamente la presión.

6.7 a 10

Se arnigaja, pero se mantiene relativamente compacta cuando se le somete a presión

8.3 a 12.5

Relativamente moldeable, formar una bolita cuando presiona un poco de terreno.

10.0 -15.8 75-100%

(cm/m)

Seco, suelo en granos, se disgrega entre los dedos

6.7 a 8.3

Seco, suelto, se disgrega entre los dedos.

lO.0-12.5

Polvoriento, seco a veces se encuentra en pequeñas costras que se reducen a polvo al romperlas.

12.5- 16.7

Duro, muy seco, apretado tiene costras que se disgregan en la superficie.

15.8 a 20.8

Fuente: Guia de Riego de Colorado, USDA-SCS

El contenido de humedad volumétrico, e , (cm3/cm3 o cm/cm) basado en el volumen total es expresado como:

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/cm3

.

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

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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.

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.

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