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sensores de solo

Esses tipos de sensores normalmente intervêm nas seguintes verticalidades:

    • Irrigação de precisão
    • Adubação de precisão e aplicação fitossanitária

Faremos uma descrição dos sensores de solo mais utilizados no mercado atual e uma introdução ao seu princípio de funcionamento, incluindo vantagens e desvantagens que cada um deles apresenta para o uso pretendido.

Irrigação de precisão

O uso eficiente da água disponível para irrigação é fundamental para a obtenção de rentabilidade na agricultura e deve ser um objetivo básico na melhoria da gestão dos recursos hídricos. Por isso, o conhecimento do consumo de água pelas culturas e o manejo adequado da irrigação são fatores muito importantes para a realização de boas práticas agrícolas. Água aplicada em excesso ou em épocas erradas pode causar erosão, perda de nutrientes por lixiviação e/ou contaminação das águas subterrâneas; e aplicado em quantidade insuficiente para a cultura pode causar mau desenvolvimento e redução da produção. A gestão eficiente da água utilizada na agricultura baseia-se na escolha do sistema de irrigação adequado, na modernização da irrigação, no ajuste da dose de irrigação às reais necessidades da cultura em todos os momentos e evitando perdas de água por escoamento e infiltração de alcance das raízes.

Nos últimos anos houve um desenvolvimento tecnológico muito importante no projeto de sensores que permitem medir as propriedades do solo, o que tem um benefício potencial significativo devido ao aumento da densidade das medições a um custo relativamente baixo. São uma importante ferramenta que facilita a tomada de decisões na programação da irrigação, como determinar a quantidade de água e quando aplicá-la. Assim, as perdas excessivas por percolação profunda ou escoamento são evitadas para reduzir os impactos ambientais ou para evitar a aplicação de uma quantidade insuficiente e otimizar a produção.

Sensores que medem o teor de água do solo juntamente com sensores que medem as necessidades hídricas da planta constituem a ferramenta fundamental para a irrigação de precisão, para que o tempo de aplicação da irrigação como sua dose, certamente conseguindo um uso mais eficiente da água.

Para conhecer o estado hídrico do solo, existem diferentes tipos de parâmetros que são importantes, como: Temperatura, umidade, condutividade elétrica ou potencial matricial.

 

Fertilizantes de precisão e aplicação fitossanitária

A utilização de sensores de solo permite reduzir acentuadamente o impacto ambiental da atividade agrícola, facilitando a distribuição racional de insumos, reduzindo a poluição do ambiente natural, pois minimiza o uso de produtos químicos, tanto fertilizantes quanto pesticidas.

Normalmente, na grande maioria dos solos agrícolas, há significativa variabilidade espacial em suas principais propriedades físicas e químicas, devido ao grande número de processos físicos, biológicos e químicos que atuam simultaneamente com uma intensidade altamente variável. O tratamento ou manejo uniforme que geralmente é feito em uma parcela agrícola não leva em conta essa variabilidade espacial, então parece evidente que não é a estratégia de manejo mais eficaz. Com o surgimento de equipamentos comerciais para medição da condutividade elétrica dos solos e sensores NPK que permitem conhecer a quantidade de nutrientes neles inseridos, pode-se avaliar a variabilidade espacial das propriedades físico-químicas dos solos. Por se tratar de uma medida que pode ser obtida em tempo real, representa um encurtamento significativo do período de tomada de decisão pelo agricultor, que pode realizar a adubação em dose variável imediatamente.

Fatores a serem considerados ao escolher sensores de solo

Os sistemas de monitoramento do solo são ferramentas muito úteis para conhecer a temperatura, umidade, salinidade e nutrientes do solo em todos os momentos. Por esta razão, é importante conhecer as variáveis ​​que podem influenciar as leituras que os sensores nos dão para fazer uma escolha adequada do tipo de sensor a utilizar, definir os critérios a utilizar durante a sua instalação (tipo e posicionamento) , analisar as leituras considerando os limites de precisão e representatividade que o sensor nos proporciona no ambiente em que está instalado e avaliar a origem de possíveis discrepâncias que possam surgir, estabelecendo se são decorrentes de erros de operação do sistema ou erros experimentais, entendendo-os como as limitações que o sensor possui. sistema para medir os diferentes parâmetros.

As variáveis ​​que afetam as leituras obtidas pelos sensores de solo dependem das qualidades físico-químicas do solo, do movimento da água no solo e, por fim, das características técnicas do solo. o sensor e os fatores associados à sua instalação. Entre as variáveis ​​a serem consideradas estão:

Fatores que dependem do solo

Textura/estrutura do solo

A textura influencia o valor das leituras obtidas e sua interpretação, principalmente quando se utiliza sensores cuja leitura é a porcentagem de água no solo, pois para texturas diferentes o solo tem água diferente capacidades de retenção. A estrutura tem importância na forma como a água se infiltra no solo devido à influência que esta pode causar no aparecimento de percursos hídricos preferenciais.

Classificação textural: a textura de um solo refere-se à sua aparência superficial, que é determinada pelo tamanho dos grãos presentes nele: cascalho, areia, silte e argila.

Fig: Triângulo de texturas →

Elementos grossos

São de grande importância devido à sua baixa capacidade de absorção/adsorção. Representam porções de solo incapazes de reter água e, portanto, as leituras dos sensores podem ser alteradas, principalmente os valores absolutos dos sensores que medem a % de água no solo, pois a umidade desses elementos não sofre variações.

Densidade em massa

O recalque produzido pela gravidade e a repetição de ciclos de enchimento e esvaziamento de água, fazem com que o solo adquira uma densidade que geralmente é dada pela textura/estrutura de Leste. A densidade aparente é um bom indicador da existência de macroporos, que se enchem de ar até que a água ocupe seu lugar e, portanto, podem produzir grandes variações nas medidas obtidas pelos sensores.

Propriedades químicas

Eles influenciam a quantidade de água que o solo pode reter, a capacidade das plantas de extrair água competindo contra o estresse osmótico criado pelos íons presentes na solução do solo e, no caso, de sódio na estrutura do solo. Também influenciam a salinidade e a quantidade de nutrientes inseridos no solo, passíveis de serem extraídos pela planta.

Fatores que dependem da hidrologia e irrigação

Permeabilidade e existência de caminhos preferenciais

A permeabilidade de um solo depende basicamente de sua porosidade e, em menor grau, da existência de cátions que interferem no movimento da água.

É preciso considerar que os diferentes horizontes existentes em um solo podem ter permeabilidades diferentes que influenciam a velocidade de movimento da água no solo e criam camadas de alagamento ou drenagem rápida, bem como na lavagem de sais e nutrientes do solo que são perdidos por percolação profunda.

Orografia do terreno

O movimento da água e das substâncias nela dissolvidas é produzido pela gravidade, a água sempre se desloca para o local onde seu potencial é menor. No caso de solos de baixa permeabilidade, a água pode se mover ao longo da superfície (escoamento), variando a distribuição teórica que poderia ser esperada e produzindo áreas com maior “chuva” do que outras.

A permeabilidade e a orografia devem ser levadas em consideração ao determinar o local e o método de instalação do sensor, para que o solo ao redor do sensor, uma vez instalado, seja representativo.

Cobertura de irrigação

O objetivo do sistema de irrigação é obter uma distribuição uniforme da água emitida e aproximá-la o mais possível do local onde a cultura espera encontrar água.

 

Fatores que dependem do sensor

Características técnicas do sensor

Todos os sensores possuem uma precisão de medição, que pode variar de acordo com a variação de diferentes parâmetros como temperatura, salinidade e outras características do ambiente em que a medição é feita.

Calibração do sensor

Fabricantes de sensores de capacitância oferecem curvas gerais de calibração para diferentes tipos de solo, porém, se você deseja obter o valor real da umidade do solo no ponto de medição, é necessário realizar uma calibração prévia no mesmo solo onde o sensor será utilizado. Na prática, não é usual realizar esta calibração porque, embora a leitura fornecida possa estar incorreta em valor absoluto, o sensor se comporta de forma consistente em sua faixa de medição e oferece as mesmas leituras nas diferentes faixas.

Instalação

Considerando a alta sensibilidade dos sensores e sua calibração e testes de fábrica, é lógico supor que a maioria dos problemas existentes, leituras erráticas, desproporcionais, sensores que não registram o variação de umidade ou tensão durante a irrigação, etc., pode ser explicada pelas características e circunstâncias da instalação.

Por isso, diferentes variáveis ​​devem ser consideradas durante a instalação para garantir que os dados fornecidos pelos sensores sejam representativos e válidos para a tomada de decisões de irrigação. Entre eles a qualidade e profundidade da instalação do sensor, localização em relação ao emissor e instalação horizontal ou vertical do corpo do sensor.

Por tudo o que foi dito, os sensores de solo pontuais que vamos descrever seu funcionamento e características são os seguintes: