Calibração De Um Sensor Capacitivo Para Estimativa Da Umidade Em Três Classes De Solos

Abstract

CALIBRAÇÃO DE UM SENSOR CAPACITIVO PARA ESTIMATIVA DA UMIDADE EM TRÊS CLASSES DE SOLOS SAMUEL COLA PIZETTA1; ROGÉRIO RANGEL RODRIGUES2; GERALDO MAGELA PEREIRA3; FABIÁN ENRIQUE DÍAZ PACHECO4, MARCELO RIBEIRO VIOLA5 E LUIZ ANTÔNIO LIMA6 1Doutorando em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas pela Universidade Federal de Lavras (UFLA)- Campus Universitário, Departamento de Engenharia, C.P. 3037- CEP 37200-000, Lavras-MG, Brasil. scpizetta@hotmail.com;2 Doutor em Recursos Hídricos em Sistemas Agrícolas pela Universidade Federal de Lavras (UFLA)- Campus Universitário, Departamento de Engenharia, C.P. 3037- CEP 37200-000, Lavras-MG, Brasil., técnico no IFMA, Campus Santarém, Brasil. rogeriorr7@hotmail.com;3 Professor Titular da Universidade Federal de Lavras (UFLA) - Campus Universitário, Departamento de Engenharia, C.P. 3037- CEP 37200-000, Lavras-MG, Brasil. geraldop@deg.ufla.br;4 4 Engenheiro Agrícola pela Universidad de Sucre (Unisucre)- Calle 25 # 39-61, Las Margaritas, Sincelejo-Sucre. Colômbia. fabian_18 hotmail.com;5 Professor Adjunto da Universidade Federal de Lavras (UFLA) – Cam pus Universitário, Departamento de Engenharia, C.P. 3037- CEP 37200-000, Lavras-MG, Brasil.. marcelo.viola@deg.ufla.br;6 Professor Associado da Universidade Federal de Lavras (UFLA) - Campus Universitário, Departamento de Engenharia, C.P. 3037- CEP 37200-000, Lavras-MG, Brasil.. lalima@deg.ufla.br 1 RESUMO Um dos maiores desafios de domínio agrícola atualmente é a mensuração prática, rápida e precisa do teor de água no solo. Dessa forma, o conhecimento acerca dos equipamentos que estimem essa umidade é de fundamental importância. Nesse contexto, objetivou-se com este estudo, efetuar a calibração dos sensores de capacitância Eletrodex por meio do método padrão de estufa em três classes de solo, sendo o Argissolo, Latossolo e Nitossolo. Os solos foram coletados no Campus da Universidade Federal de Lavras (UFLA) e o experimento foi realizado no Laboratório de Hidráulica, no município de Lavras, estado de Minas Gerais. Para a calibração foram utilizados sete níveis de umidade que compreenderam diferentes valores de porcentagens da disponibilidade total de água no solo (DTA). Os resultados demonstraram que a utilização desse sensor não permitiu estimar, de forma satisfatória, a umidade volumétrica do solo, nos intervalos de umidade testados, em nenhum dos solos submetidos à calibração, uma vez que não foi possível obter equações que apresentassem coeficientes de determinação adequados. Palavras-chave: instrumentação, constante dielétrica, teor de água, sensor FDR. PIZETTA, S. C.; RODRIGUES, R. R.; PEREIRA, G. M. PACHECO, F. E. D; VIOLA, M. R.; LIMA, L. A.CALIBRATION OF A CAPACITANCE SENSOR FOR MOISTURE ESTIMATION IN THREE SOIL CLASSES 2 ABSTRACT One of the largest agricultural challenges has been the practical, quick and precise measurement of water content at soils, thus requiring satisfactory equipment to perform such task. This research investigated capacitive soil moisture sensors defined by the manufacturer as Eletrodex, comparing its measurements to dry oven techniques for soil moisture determination at three soil classes: Argisol, Oxisol, and Nitosol. Soils were collected at the Campus of the Federal University of Lavras (UFLA), and the experiment was carried out at the Hydraulics Laboratory in Lavras, state of Minas Gerais. For calibration, seven moisture levels were used, which comprised different percentages of total available moisture (TAM). Results lead to the conclusion that the sensor does not satisfactorily estimate the volumetric water content for any soil class tested. Such conclusion is based on the fact that no adequate coefficients of determination could be obtained at calibration curves. Keywords: instrumentation, dielectric constant, content of water, FDR sensor.

Calibração do sensor capacitivo de umidade do solo EC-5 em resposta a granulometria do solo

“…Assim, estudos relatam que a granulometria do solo está associado a valores da umidade real do solo estimado pelo o sensor e a umidade real determinada pelo método padrão (PIZETTA et al, 2017;PARVIN et al, 2015;ANDRADE JUNIOR et al, 2007;SILVA et al, 2012 A justificativa do baixo desempenho do sensor a esse solo se deve, supostamente, ao fato da alto teor de argila presente no solo. Solos com alto teor de argila possui mais água armazenada alterando a constante dielétrica do solo que em contato com partículas coloidais do solo (argila e matéria orgânica) (PIZZETA et al, 2017;PARVIN & DEGRÉ, 2016;BÖHME et al, 2013).…”

“…O conhecimento e monitoramento do conteúdo de água no solo detém importante ferramenta para o fornecimento de informações destinadas a gestão da agricultura, como manejo da irrigação; estudos hidrológicos e calibração e validação de modelos de água no solo (PAYERO et al, 2017;PIZETTA et al, 2017). A determinação da umidade do solo pelo o método direto (método padrão) é considerado preciso e de baixo custo, entretanto é destrutivo e altamente trabalhoso, impossibilitando tomadas de decisões rápidas em campo (MATOS et al, 2017).…”

“…Em resposta a essas deficiências no monitoramento do solo o uso de sensores eletromagnéticos (método indireto) apresentam-se como uma alternativas viáveis, uma vez que estes podem fornecer e registrar valores atuais de conteúdo de água de forma não destrutiva e instantânea (GOMES et al, 2017;PIZETTA, 2017), levando a redução significativa do uso da água enquanto mantém ou aumenta os rendimentos da cultura (PEREIRA et al, 2018;GASCH et al, 2017).…”

“…Há estudos que mostram a importância da calibração de sensores de umidade e da confecção de curvas de calibração para cada tipo de solo, estrutura e profundidade, seja em condição de laboratório ou em campo (SOUZA et al, 2013;PARVIN e DÉGRE, 2015). E que essas calibrações possibilitaram o incremento da precisão do sensores na leitura do teor de água no solo (PEREIRA et al, 2018;PIZETTA, 2017;GOMES et al, 2017;GASCH et al, 2017;PAYERO et al, 2017).…”

The application of agrometeorological techniques contributes to the agricultural resilience of forage cactus: A review

“…I rrigation is very important for the agricultural sector, for this is responsible of about 80% of fresh water consumption in the world, and facing this scenario of climate changes and an even bigger demand of water for agricultural production, irrigated agriculture must improve the management of this resource (Pizetta, 2015).…”