Actualizaciones tecnológicas recientes del sistema SHYPROM basado en IoT para el monitoreo del estado del agua del...

Área de la Ciencia:

• Ciencias del medio ambiente
• Ingeniería agrícola
• Hidrología

Sus antecedentes:

• La gestión eficaz de los recursos hídricos es vital para la sostenibilidad agrícola y la protección del medio ambiente, especialmente frente a la escasez de agua.
• La humedad del suelo (θ), el potencial matricial (h) y la conductividad hidráulica (K) son parámetros críticos para la disponibilidad de agua y los procesos hidrológicos.
• Se necesita un monitoreo preciso y en tiempo real del suelo para aplicaciones de laboratorio y de campo abierto.

Objetivo del estudio:

• Presentar mejoras tecnológicas para el innovador sistema SHYPROM basado en IoT (medidor de propiedades hidráulicas del suelo).
• Mejorar la precisión y la robustez de la estimación simultánea de θ, h y K a diferentes profundidades del suelo.
• Apoyar el riego de precisión, optimizar la asignación de agua y ayudar al monitoreo hidrológico/ambiental.

Principales métodos:

• Se actualizó el módulo capacitivo de SHYPROM con un circuito oscilador de 60 MHz para una mejor estimación de la humedad del suelo (θ).
• Calibrado y validado el sistema mediante experimentos de laboratorio en diversas texturas del suelo, comparando las mediciones con el método termo-gravimétrico.
• Se realizaron experimentos de evaporación para determinar las relaciones θ ((h) y K ((θ), ajustando los datos a los modelos de van Genuchten y van Genuchten-Mualem.

Principales resultados:

• El SHYPROM actualizado demostró una mayor precisión en la captura de cambios dinámicos de humedad del suelo (valores R2: 0,910,96).
• Los experimentos de validación confirmaron la capacidad del sistema para predecir con precisión el contenido de agua del suelo en un rango de 0 a 0,40 cm3/cm3.
• El sistema captó con precisión la evolución temporal del estado del agua del suelo, con valores de R2 que oscilaban entre 0,97 y 0,99 para los datos de retención y conductividad.

Conclusiones:

• El sistema SHYPROM mejorado proporciona un monitoreo preciso y en tiempo real de las propiedades hidráulicas críticas del suelo.
• El sistema actualizado es adecuado tanto para aplicaciones de laboratorio como de campo en la agricultura y el monitoreo ambiental.
• SHYPROM facilita una mejor gestión de los recursos hídricos y estrategias de riego de precisión.