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Temas de Investigación en Zona no Saturada. Eds. J. J. López, M. Quemada

DISEÑO Y VALIDACIÓN DE UNA SONDA TDR PARA LA MEDICIÓN DE LA HUMEDAD DEL SUELO Martínez Fernández, J. y A. Ceballos Barbancho Departamento de Geografía, Universidad de Salamanca. Cervantes, 3. 37002-Salamanca. jmf@gugu.usal.es

RESUMEN. En el presente trabajo se describe el diseño de una sonda (patente en tramitación)para medir la humedad del suelo mediante la técnica TDR (Time Domain Reflectometry). El modelo propuesto presenta una serie de ventajas sobre otros anteriores y se caracteriza, entre otras cosas, por su versatilidad, fácil montaje y conexión, robustez, estanqueidad, nitidez de la señal y bajo coste económico. Se ha llevado a cabo un exhaustivo análisis de validación, comparando series de medicionesde humedad medida con TDR y gravimétricamente en monolitos de suelos con diferentes características, obteniendo en todos los casos un resultado satisfactorio (R2 = 0.9, N = 171). ABSTRACT. This paper describes a probe design (patent in procedure) to measure the soil moisture using the TDR (Time Domain Reflectometry) technique. In contrast to former designs, the TDR-probe proposed has a serie ofadvantages and it is typified by its versatility, easy assembly and connection, toughness, watertight, sharpness in the graph of the pulse and low cost. An exhaustive analysis of validation was carried out comparing series of simultaneous measurements of volumetric water content using TDR-technique and gravimetric method in inaltered soil samples with different characteristics. In all cases, theobtained result was satisfactory (R2 = 0.9, N = 171).

muchos investigadores han utilizado esta metodología para medir el volumen de agua edáfica a partir de la influencia de la humedad sobre las propiedades eléctricas del suelo. Topp et al. (1980), Topp y Davis (1985), Dasberg y Dalton (1985), establecieron los principios que relacionaban la constante dieléctrica del suelo (K) con el volumen deagua (θ) contenido en sus poros. El principio se basa en el alto θ valor de la constante dieléctrica del agua (80), frente a la de otros elementos como el aire (1) y las fracciones mineral y orgánica (entre 3 y 7) presentes en el suelo. La técnica TDR utiliza la correlación existente entre el tiempo de tránsito de una onda electromagnética introducida en el suelo, la constante dieléctrica de éste yel contenido volumétrico de humedad (Cassel et al. 1994). La constante dieléctrica del suelo es la propiedad que determina dicho tiempo de tránsito. La velocidad de propagación, Vp, de la onda generada por el TDR o ecómetro viene dada por

Vp =

L t

(1)

siendo L la distancia a la que viaja la onda a lo largo de la línea de transmisión y t el tiempo requerido. Como quiera que el ecómetroregistra el viaje de ida y vuelta a lo largo de las líneas de transmisión, quedaría

Vp =
1.- Introducción El conocimiento del contenido de agua en el suelo o humedad edáfica es fundamental para explicar una serie de procesos de índole diversa: balances de agua, tasas de infiltración, generación de escorrentía, riesgos hidrológicos, crecimiento y desarrollo de cultivos, estabilidad deformaciones forestales, modelización hidrológica, etc (Bergkamp, 1996; Fitzjohn et al. 1998; Kutilek y Nielsen, 1994; Gómez Plaza, 2000; Martínez Fernández y López Bermúdez, 1996; Pritchett, 1986; Ward y Robinson, 2000). Desde hace dos décadas, la técnica TDR (Time Domain Reflectometry) ha sido la que más difusión ha alcanzado para medir la humedad edáfica hasta superar los métodos consideradostradicionales (gravimetría, sonda de neutrones, resistencia eléctrica, etc). En la técnica TDR confluyen diversas aplicaciones industriales en el campo de la electrónica, ideadas en su momento para detectar anomalías en las líneas de transmisión eléctrica, y la respuesta del campo eléctrico de los constituyentes del suelo. En las dos últimas décadas,

2l t

(2)

siendo l la longitud de las varillas...