SOBRE TENSIÓMETROS PARA SUELOS

¿Qué mido con un tensiómetro?

Los tensiómetros son dispositivos de medición para determinar la presión bajo la cual se encuentra el agua del suelo. Esta presión se llama tensión o tensión de succión o tensión de agua. Desde el punto de vista del concepto de potencial, la tensión describe todos los efectos ejercidos por la matriz sobre el agua y, en consecuencia, se denomina potencial de matriz (también conocido como potencial capilar).
La tensión está estrechamente relacionada con el contenido de agua de un suelo, es decir, la humedad del suelo. Cuanto más seco es el piso, mayor es la tensión. La tensión es cero en la superficie del agua subterránea. La relación entre el contenido de agua del suelo y la tensión depende de las propiedades del suelo y es característica de cada suelo.

¿Para qué se usan los tensiómetros?

La tensión corresponde a la fuerza que tiene que ejercer una planta para extraer agua del suelo a través de las raíces. Por lo tanto, en la práctica, los tensiómetros se usan en el control del riego, pero también en la evaluación de la influencia del calentamiento global. Además, la diferencia de tensión en dos puntos diferentes del suelo es la fuerza impulsora del movimiento del agua del suelo. Al medir este gradiente con tensiómetros, es posible evaluar el movimiento del agua en el suelo en términos de dirección y velocidad. Las mediciones del tensiómetro son fundamentales para la consideración integral del balance hídrico de una región o un ecosistema.

¿Cómo funciona un tensiómetro?

Un tensiómetro consta de un volumen de medición hermético lleno de agua, una unidad para medir la presión y un cuerpo poroso permeable al agua. Como regla, esta es una vela tensiómetro de cerámica. Dependiendo del objetivo de la investigación, también se pueden utilizar membranas plásticas, plásticos sinterizados o vidrio sinterizado. Los poros de la vela de cerámica porosa se llenan de agua y conectan el agua en el volumen de medición dentro del tensiómetro con el agua en el fondo fuera del tensiómetro. Al conectar los dos cuerpos de agua, las condiciones de presión dentro del tensiómetro siempre se ajustan a las del agua en el suelo circundante. Seca la tierra el agua fluye a través de los poros de la vela porosa del tensiómetro desde el volumen de medición al suelo y crea una presión negativa dentro del tensiómetro. Este movimiento de igualación del agua continúa hasta que la presión negativa en el volumen de medición corresponde a la presión negativa en el suelo circundante. Si el suelo circundante se vuelve húmedo nuevamente, por ejemplo debido a un evento de precipitación o riego, la presión negativa en el suelo circundante disminuye y el agua fluye desde el suelo hacia el volumen de medición, por lo que la presión negativa se reduce nuevamente. Un manómetro o un sensor electrónico de presión registran la presión dentro del volumen de medición. Dependiendo del tipo y diseño del tensiómetro, esta presión se lee manualmente o se guarda automáticamente.
Los tensiómetros se calibran para que la presión medida sea cero cuando la vela porosa del tensiómetro está directamente al nivel de la superficie del agua subterránea.

¿En qué condiciones se puede usar un tensiómetro?

Basado en el principio funcional, el rango de medición de los tensiómetros es físicamente limitado. A más tardar a una presión negativa de aproximadamente 1000 hPa, el agua dentro del tensiómetro cambia al estado gaseoso. A partir de este momento, el cambio de presión del agua en el suelo ya no se transmite. El segundo límite físico está definido por el punto de paso del aire de la cerámica. Este punto se alcanza cuando el vacío es tan grande que el aire atraviesa el poro más grande de la cerámica. El poro está ventilado. En este momento, el sistema ya no es hermético y la presión negativa cae espontáneamente. Entonces las tensiones son alrededor de cero y no es posible volver a generar un vacío.

Según el punto alcanzado, se define el límite superior del rango de medición de un tensiómetro. Si se excede esta tensión y se deja el rango de medición, el tensiómetro deja de funcionar. Aquí se habla de la «caída» del tensiómetro. Para restaurar la funcionalidad, el tensiómetro debe rellenarse con agua y la tensión en el suelo circundante debe estar nuevamente dentro del rango de medición del tensiómetro. Algunos sistemas, como el tensiómetro de rango completo de UGT GmbH, no están sujetos a estos límites físicos gracias a principios de medición innovadores y no pueden secarse.

La cerámica del tensiómetro UGT tiene un punto de paso de aire de al menos 850 hPa como estándar. Este valor es ligeramente diferente para cada cerámica y depende no solo del tamaño máximo de poro de la cerámica, sino también de la condición de la cerámica y de las sustancias disueltas en el agua. Por lo tanto, solo se da un valor mínimo como límite superior del rango de medición. Esto se puede exceder durante las mediciones.

Otro requisito previo para el correcto funcionamiento de los tensiómetros es la instalación correcta. El cuerpo poroso debe tener un buen contacto con el piso para que el sistema de poros del piso y el cuerpo poroso estén conectados. Si es posible, los tensiómetros deben instalarse en suelo húmedo. Cuando se instala con un agujero piloto, el diámetro del pozo debe ser ligeramente más pequeño que el del cuerpo poroso. Si el cuerpo poroso consiste en una cerámica, el esfuerzo mecánico sobre la cerámica debe mantenerse lo más bajo posible. Los obstáculos como las piedras en el piso pueden provocar grietas o roturas en la cerámica, lo que hace que el sistema ya no sea hermético y, por lo tanto, no funcione.

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