Los sensores capacitivos de humedad del suelo son cada vez más importantes en la agricultura moderna.
El mundo está sometido a la presión de alimentar a una población global cada vez mayor. Aprovechando las herramientas de la agricultura de precisión, como los sensores capacitivos de humedad del suelo, los agricultores pueden ahora optimizar la producción con un menor impacto medioambiental para garantizar un futuro saludable: para las personas y el planeta.
Las herramientas adecuadas marcan la diferencia.
Los sensores de humedad del suelo son herramientas importantes que ayudan a los agricultores a optimizar las prácticas de riego, conservar los recursos hídricos y mantener un rendimiento rentable de los cultivos. Proporcionan información sobre lo que ocurre en el campo para aprovechar mejor la tierra, el tiempo y los valiosos recursos.
Entre los distintos tipos de sensores de humedad del suelo disponibles en el mercado, los sensores capacitivos de humedad del suelo son una de las opciones más utilizadas y fiables. Descubre sus aplicaciones, ventajas, desventajas y factores a tener en cuenta antes de invertir.
Cómo funcionan los sensores capacitivos de humedad del suelo
Comprender el Contenido Volumétrico de Agua (VWC)
Para entender cómo funcionan estos dispositivos, primero tenemos que entender qué miden, así que vamos a dar un paso atrás y examinar la humedad del suelo, más concretamente, el Contenido Volumétrico de Agua (VWC).
El VWC es una medida de la cantidad de agua presente en un volumen de suelo, expresada como porcentaje del volumen. Por ejemplo, si 1m³ está formado por 0,15m³ de aire, 0,35m³ de agua y 0,50m³ de minerales del suelo, el VMC será de 35%.
La VMC es un parámetro fundamental en la ciencia del suelo y la hidrología, ya que desempeña un papel crítico en la determinación de las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo y el movimiento del agua a través del perfil del suelo. Medir el VWC es importante para diversas aplicaciones, como la agricultura, la silvicultura, las ciencias medioambientales y la ingeniería civil. Puede medirse mediante diversas técnicas, siendo una de las más eficaces los sensores capacitivos.
La ciencia de los sensores capacitivos de humedad del suelo
Para medir el VWC, estos sensores aprovechan la polaridad del agua. La polaridad del agua se refiere a la separación de cargas eléctricas dentro de una molécula de agua. Una molécula de agua está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, y los electrones de la molécula no están distribuidos uniformemente. El átomo de oxígeno tiene una electronegatividad mayor que los átomos de hidrógeno, lo que significa que atrae con más fuerza los electrones compartidos. Esto da lugar a una carga negativa parcial en el átomo de oxígeno y una carga positiva parcial en los átomos de hidrógeno.
Como resultado de esta distribución desigual de cargas, las moléculas de agua son polares, lo que significa que tienen un extremo positivo (los átomos de hidrógeno) y un extremo negativo (el átomo de oxígeno).
Cuando se aplica un campo electromagnético al suelo, las moléculas de agua que contiene responden a esta polaridad. Esto significa que cuando se cambia la polaridad del campo, las moléculas de agua cambian su orientación en respuesta. Introduciendo un campo electromagnético con un sensor de contenido de agua, es posible detectar y medir el impacto del agua en el campo. Si el suelo contiene más agua, el efecto sobre el campo será mayor, lo que proporciona una medida indirecta del contenido de agua del suelo.
Los sensores de capacitancia utilizan dos sondas (una con carga positiva y otra con carga negativa) para formar un campo electromagnético como el mencionado anteriormente. Esto les permite medir la capacidad de almacenamiento de carga del material entre las sondas (el suelo), que puede relacionarse con la cantidad de agua del suelo que se está midiendo.
En resumen, la ciencia que hay detrás de los sensores de humedad del suelo por capacitancia se basa en la capacidad del suelo para almacenar carga eléctrica, y los sensores están diseñados para medir el cambio de capacitancia entre dos placas conductoras del suelo en función de su contenido de humedad.
¿Por qué utilizar sensores capacitivos de humedad del suelo?
El VWC del suelo es un factor importante de la productividad agrícola. Se utiliza para determinar la cantidad y el momento de riego necesarios para mantener unas condiciones óptimas de humedad del suelo para los cultivos. El riego excesivo puede provocar encharcamiento, lixiviación de nutrientes y erosión del suelo, mientras que el riego insuficiente puede disminuir el rendimiento y la calidad de los cultivos.
Utilizando estos dispositivos, es posible recoger un flujo constante de datos del suelo a lo largo del tiempo, lo que constituye una poderosa herramienta para conocer el comportamiento del suelo y es especialmente valiosa para tomar decisiones basadas en hechos en la agricultura de precisión.
Cinco factores a tener en cuenta al seleccionar un sensor capacitivo de humedad del suelo
Seleccionar el sensor capacitivo de humedad del suelo adecuado es esencial para garantizar mediciones precisas y fiables del contenido de humedad del suelo. Éstos son algunos de los factores que deben tenerse en cuenta al elegir un sensor capacitivo de humedad del suelo:
- Precisión: La precisión del sensor es una consideración importante, sobre todo para aplicaciones como el riego de precisión, donde pequeños cambios en el contenido de humedad pueden tener un impacto significativo en el crecimiento de las plantas. Busca sensores de gran precisión y bajo error de medición.
- Durabilidad: Los sensores capacitivos de humedad del suelo suelen instalarse en entornos exteriores difíciles y estar expuestos a condiciones meteorológicas extremas. Busca sensores que sean resistentes y duraderos y que puedan soportar la exposición a la humedad, el calor y el frío.
- Instalación y mantenimiento: Deben tenerse en cuenta los requisitos de instalación y mantenimiento del sensor, ya que pueden afectar a la precisión y fiabilidad de las lecturas. Algunos sensores requieren una calibración frecuente, mientras que otros se autocalibran. También deben tenerse en cuenta el método de instalación, la profundidad y la separación de los sensores.
- Salida del sensor: La salida del sensor puede variar entre los distintos modelos, y es esencial tener en cuenta el tipo de salida y la compatibilidad con los registradores de datos y otros equipos. Algunos sensores proporcionan salidas analógicas o digitales, mientras que otros transmiten datos de forma inalámbrica.
- El coste: El coste del sensor es una consideración importante, sobre todo para las instalaciones a gran escala. Busca sensores que ofrezcan una buena relación calidad-precio y sean asequibles a largo plazo.
Presentamos la solución de Farm21
Desarrollado durante los últimos 4 años, el FS21 es el sensor más nuevo y avanzado de Farm21 hasta la fecha. Un dispositivo sin mantenimiento, asequible y fácil de instalar, que hace posibles despliegues masivos, para obtener la máxima densidad de datos. Los dispositivos se diseñan, construyen, calibran y montan en Holanda.
Actúa
Tratar, rociar y regar los cultivos con los sensores colocados
De larga duración
Recarga la batería con USB-C y dura hasta un año entero con una sola carga
Medida
Medidas justo debajo de la cubierta del cultivo para el clima real del mismo
Conectividad
Banda estrecha-IoT,
Conectividad LTE-M y 2G para una fácil implantación
Asequible
De 5 a 10 veces más asequible que cualquier dispositivo de la competencia
Integración de la API
En lugar de utilizar nuestra plataforma, integra la tuya a través de la API
Instalación fácil
Calibrado en fábrica, instalación en 30 segundos
Diseño modular
Nuestros sensores son compatibles con
otros módulos o sensores de terceros
¿Por qué elegir el FS21?
El sensor capacitivo de humedad del suelo FS21 es una potente herramienta para agricultores, investigadores y otros profesionales de la agricultura que necesitan controlar los niveles de humedad del suelo con precisión y fiabilidad. Su facilidad de instalación, bajos requisitos de mantenimiento y diseño robusto lo convierten en una elección popular para aplicaciones en los sectores de la agricultura y la investigación.
| Ventajas clave | Granja21 | Competidores |
| Datos recogidos por nuestros sensores propios de bajo coste, de exploración, por satélite, meteorológicos, de campo | ✅ | Fuente de datos única |
| Configura tus propias alertas | ✅ | ❎ |
| Web y aplicación móvil | ✅ | Necesidad de instalar otra aplicación |
| Usuarios ilimitados gratis | ✅ | No es posible compartir los datos ni pagar más |
| Aplicación gratuita de exploración e imágenes por satélite | ✅ | ❎ |
| Interfaz fácil de usar | ✅ | ❎ |
| Soporte telefónico, por correo y por chat incluido | ✅ | Paga un extra |
| API para integrar con tu propia plataforma | ✅ | Centrado en el hardware |
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Casos de uso y aplicaciones de los sensores capacitivos de humedad del suelo de Farm21
Agricultura
Una de las principales ventajas de utilizar sensores de humedad del suelo en la agricultura es la optimización del régimen de riego. Dar a los cultivos la cantidad correcta de agua en el momento adecuado conlleva innumerables beneficios:
- Mayor rendimiento de los cultivos: Un riego adecuado puede aumentar el rendimiento de los cultivos al garantizar que las plantas dispongan de agua suficiente para favorecer su crecimiento y desarrollo. Optimizando las prácticas de riego, los agricultores pueden producir más alimentos con menos agua, haciendo que la agricultura sea más sostenible y eficiente.
- Mejora de la calidad de las cosechas: El estrés hídrico puede afectar a la calidad de las cosechas, dando lugar a productos más pequeños, menos nutritivos o de menor calidad. Proporcionando a los cultivos el agua adecuada, los agricultores pueden mejorar la calidad de sus cosechas y aumentar su valor de mercado.
- Conservación del agua: Un riego adecuado puede ayudar a conservar el agua minimizando su pérdida por escorrentía, evaporación o percolación profunda. Utilizando el agua de forma más eficiente, los agricultores pueden reducir su consumo de agua y minimizar el impacto de la agricultura sobre los recursos hídricos.
- Conservación del suelo: El riego puede ayudar a mantener los niveles de humedad del suelo y evitar su erosión, lo que puede mejorar su salud y productividad. Conservando los recursos del suelo, los agricultores pueden producir cultivos de forma sostenible y mantener la salud de sus tierras a largo plazo.
- Reducción de costes: Optimizar las prácticas de riego puede reducir los costes asociados al uso del agua, como la energía, la mano de obra y el suministro de agua. Al minimizar el despilfarro de agua y mejorar la eficacia del riego, los agricultores pueden ahorrar dinero y mejorar su rentabilidad.
Controlando los niveles de humedad del suelo, los cultivadores pueden evitar regar en exceso o en defecto sus cultivos, lo que puede provocar el despilfarro de agua, la erosión del suelo y la reducción de la productividad de los cultivos. El sensor capacitivo de humedad del suelo también puede utilizarse para programar el riego en función de las necesidades reales de los cultivos, lo que puede reducir el consumo de agua y promover prácticas agrícolas sostenibles. Por ejemplo, medir con precisión la humedad del suelo es importante para el cultivo de patatas, ya que puede influir enormemente en el crecimiento y el rendimiento de los cultivos.
Investiga
Las lecturas coherentes del VWC pueden proporcionar a los investigadores una comprensión más detallada de la dinámica de la humedad del suelo y de cómo afecta al crecimiento y desarrollo de los cultivos. Esto puede mejorar la precisión de los resultados de la investigación y ayudar a los investigadores a desarrollar soluciones más eficaces para los retos agrícolas.
Por ejemplo, La Compañía de Algas produce un bioestimulante llamado Plantas TopHealth - Una mezcla líquida de algas marinas fácil de pulverizar que potencia el crecimiento, la fuerza y el sistema inmunitario de las plantas. Los extractos de algas marinas son ricos en sustancias superabsorbentes. Actúan como "microgelatinas" que retienen el agua en el suelo durante más tiempo. Esto permite un crecimiento más robusto de las raíces en las primeras fases del desarrollo de la planta, lo que permite a las raíces retener y absorber más nutrientes y agua, estableciendo un círculo virtuoso para la salud de la planta y el suelo.
Aumentar la capacidad de retención de agua del suelo es crucial para mantener la seguridad alimentaria en el contexto del cambio climático. Utilizaron los sensores del Farm21 para determinar la diferencia porcentual de humedad del suelo entre los trazos de control y los trazos tratados con THP medidos con diversos cultivos.
Conclusión
En conclusión, los sensores capacitivos de humedad del suelo han revolucionado la forma en que controlamos y gestionamos los niveles de humedad del suelo. Al proporcionar datos precisos y en tiempo real sobre el contenido de humedad del suelo, estos sensores han permitido a agricultores, investigadores y otras partes interesadas optimizar las prácticas de riego, reducir el despilfarro de agua y mejorar el rendimiento y la sostenibilidad de los cultivos.
A medida que siga creciendo la demanda de una agricultura sostenible, la importancia de disponer de datos precisos y fiables sobre la humedad del suelo no hará sino aumentar. Los sensores capacitivos de humedad del suelo representan una herramienta clave en la búsqueda de una agricultura sostenible y eficiente, ya que proporcionan información valiosa sobre la dinámica de la humedad del suelo y ayudan a los agricultores e investigadores a tomar decisiones informadas sobre las prácticas de gestión de los cultivos.
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