Evaluación de sensores de humedad de suelo de bajo costo con fines de aplicación al riego eficiente

Abstract

Los sensores de humedad del suelo desempeñan un papel fundamental en la optimización del riego y la prevención del desperdicio de agua en la agricultura. Los sensores de bajo costo presentan una ventaja económica significativa en comparación con los sensores comerciales de marcas reconocidas, al tiempo que brindan mediciones precisas. Esta investigación se centra en el desarrollo de sensores asequibles para determinar la humedad del suelo mediante el diseño y construcción, pruebas y calibración de los dispositivos, así como la validación de los datos mediante la creación de códigos para la transmisión remota a través de una aplicación web. Para ello. Se diseñaron y construyeron tres prototipos de sensores basados en sondas y circuitos eléctricos con diferentes componentes. Para calibrar y validar las medidas, se realizaron pruebas en seis tipos representativos de suelos arcilloso, arenoso, limoso, orgánico, salino y franco, aplicando diferentes niveles de agua. Se desarrollaron dos códigos de programación para la lectura manual y la transmisión remota de al aplicativo web (Sistemas de Riego UNL). Finalmente se validó y comparó la precisión de los prototipos con un sensor comercial (Fc-28) mediante una curva de calibración. Los resultados obtenidos demostraron que el primer prototipo tuvo un rendimiento destacado en suelos salinos, francos y orgánicos, mostrando una alta conversión promedio y una notable precisión en estas condiciones. El segundo prototipo especialmente resulto efectivo en suelos arenosos, arcillosos y limosos, presentando una alta precisión en estas condiciones. Por otro lado, el tercer prototipo se obtuvo como un detector básico de humedad sin generar datos específicos. La curva de calibración del segundo prototipo obtuvo resultados óptimos (con un R2 = 0.95), equiparándose a la precisión del sensor comercial (R2 = 0.96) utilizado como referencia. En conclusión, se ha demostrado la viabilidad y eficacia de los sensores de humedad del suelo de bajo costo en diferentes tipos de suelos, lo que se traduce en una mejora en la gestión del riego, la reducción del uso inadecuado del agua y el aumento de la producción agrícola en regiones con recursos económicos limitados y escasez de agua. Los resultados obtenidos obtuvieron una base sólida para futuras investigaciones y aplicaciones prácticas en el campo de la agricultura y la gestión del agua en el suelo. Palabras clave: Sensores de humedad bajo costo, riego eficiente, prototipo, calibración de sensores, humedad de suelo, agricultura de precisión