El agua evaporada del suelo o absorbida por las plantas debe reponerse periódicamente mediante el riego. Si bien un sistema de riego puede resultar costoso inicialmente, los beneficios obtenidos en la calidad y cantidad de la producción lo compensan.

El objeto del riego es aplicar al suelo una cantidad de agua, en forma oportuna y uniforme que satisfaga el requerimiento hídrico de los cultivos, con un criterio conservacionista de los recursos. Resulta conveniente conocer las características de dichos recursos (suelo-agua), la naturaleza y comportamiento de las especies cultivables y las estrechas interrelaciones que se establecen en el complejo suelo-agua explorado por los sistemas radicales (raíces).

El riego es importante porque tanto el exceso como el defecto de agua en el suelo durante un tiempo prolongado, restringen el crecimiento de las plantas.

El riego ofrece un efectivo medio para alterar el microclima de la zonas cultivadas. En áreas áridas y de calor, la irrigación incrementa la evaporación de la superficie del suelo, de ese modo reduce la temperatura de la superficie del suelo, generando un medio ambiente más hospitalario para el cultivo. Los cultivos se ven beneficiados por las irrigaciones repetidas, las cuales tienden a bajar la temperatura del suelo y de la capa adyacente de aire.

Además, el riego del suelo seco, incrementa su conductividad térmica y su capacidad calorífica, resultando un suelo que permite una densidad de flujo de calor más grande después de la irrigación. Esto puede ser de gran importancia a la hora de protegerlo contra las heladas.

La humedad del suelo se puede expresar gravimétricamente o volumétricamente. La humedad gravimétrica es la forma básica de expresar la humedad del suelo y se entiende por ella como la masa de agua contenida por unidad de masa de sólidos del suelo. Frecuentemente se expresa como un porcentaje.

donde:

El método de determinación de humedad por diferencia de pesada de una muestra de suelo secado a 110 °C es suficientemente aproximado a los fines de riego, pero no significa que toda el agua del suelo sea evaporada a esa temperatura, ya que no se logra liberar el agua combinada químicamente y ligada físicamente (fenómeno de adsorción). Sólo se evapora el agua móvil capilar que por otra parte es la fracción del agua del suelo utilizable por los vegetales. De todos modos se logran determinar magnitudes que se aproximan al verdadero contenido hídrico total, ya que esas aguas fuertemente retenidas no son cuantitativamente significativas.

Las clasificaciones tratan de establecer donde se encuentra el agua, cómo se encuentra (qué fuerzas actúan en su retención) y cual es su capacidad de movimiento. Según su localización, el agua está dentro de los cristales y en los espacios entre partículas y entre agregados. Las fuerzas que actúan son: ligado físico (adsorción), por capilaridad y por gravitación. Por lo que se podría clasificar el agua del suelo en (Briggs-1897):

1. Agua higroscópica.
2. Agua-capilar.
3. Agua gravitante.

Como ya se adelantó, el agua del suelo que únicamente está disponible a las plantas es la denominada capilar o libre móvil capilar.

Conocidas las características del suelo y del agua, su relación se visualiza en las denominadas curvas de capacidad hídrica. En la figura 2.1, se observa la variación del contenido hídrico versus la tensión con la cual está retenida el agua. Además permite ilustrar otros aspectos ligados al estudio e interpretación de la relación suelo-agua-planta. La capacidad de campo, W_C, es el contenido hídrico que presenta un suelo cuando partiendo de un estado de saturación, drena el agua gravitacional en un período que varía según su textura (24-36 horas en suelo arenoso, 40-50 horas en franco y 72 horas en arcilloso).

Los valores de las constantes de humedad a la capacidad de campo varía con la textura y con el grado de compactación de los suelos.

Las presiones o tensiones a las cuales están sometidas las moléculas de agua al estado de Wc oscilan entre 13 cBars en suelo franco arenoso, 18 cBars para suelos francos y hasta 60cBars en suelos arcillosos.

1. Se extrae una muestra de suelo.
2. Se coloca la muestra dentro de un recipiente hermético, previamente pesado.
3. Se efectúa la pesada con la cual se obtendrá el dato de pesó húmedo, en una balanza de precisión (Ph).
4. Se coloca el recipiente en una estufa a 105 °C hasta lograr un peso constante, lo cual ocurrirá, según diferencias en la textura, en un lapso de 20-24 hs.
5. Se retira la muestra de la estufa y una vez enfriado, se efectúa la pesada de la muestra, obteniéndose el dato del peso seco (PS).
6. Se calcula el peso del agua evaporada mediante la siguiente ecuación:

De ésta manera queda expresada la humedad del suelo en porcentaje, referida a suelo seco, que se interpreta como los gramos de agua contenidos en 100 gramos de suelo seco.

Este método es el más antiguo de todos; y se emplea normalmente como comprobación de los demás sistemas. Es fácil de realizar, pero tiene el inconveniente del excesivo tiempo que requiere y no distingue entre la humedad y las materias volátiles que el cuerpo puede contener o que puedan producirse por descomposición térmica.

En la figura 2.2, se presenta un esquema de un tensiómetro. Consta de un tubo al que se le ha colocado en su extremo inferior una cápsula porosa, generalmente de cerámica. Por el otro extremo está conectado a un manómetro o a un vacuómetro y su cierre es hermético. El tubo se llena totalmente de agua y se cierra de forma hermética.

A medida que el suelo se seca, absorbe agua a través de la cerámica porosa creando una succión ( un vacío parcial) dentro del tubo que es proporcional al cambio de humedad del

Si la humedad del suelo aumenta, actúa una presión que se opone al fluir de agua desde la tasa de cerámica, reduciendo la succión.

La longitud del tubo determina el punto de medición en el suelo, ya que se trata de un instrumento de sensado puntual

Ventajas:

• Tienen una exactitud superior al 90 ó 95 %, su exactitud es especialmente superior en el rango húmedo.
• No se ve afectado por la salinidad u otros factores de conductividad en el suelo.
• Si bien tienen un costo mayor que los sensores de tipo conductivos, se amortizan mejor en el tiempo.
• Es de fácil instalación y poco sensible a alteraciones en el suelo producto de la misma.

Desventajas:

• Necesitan mantenimiento reiterado, ya que la tasa de cerámica se suele obstruir con pequeñas impurezas, que distorsionan la medición real. Además se debe verificar que el sensor nunca pierda el total contenido de agua en la tasa, ni el contacto con el suelo en toda su superficie.
• No suelen ser adaptables a sistemas de adquisición de datos, ya que proporcionan una lectura visual en un manómetro y no poseen ninguna interface eléctrica .
• Tienen tiempos de respuestas muy lentos, que no lo hacen adecuados para mediciones en tiempo real.

Figura 2.3 Diagrama de un tensiómetro de suelo 1.- Manómetro de mercurio, 2.- Tubo de tensiómetro, 3.- Tasa porosa.

En este caso, se trata de una botella metálica, hermética y con manómetro, conteniendo en su interior carburo de calcio. Se toman 5 gramos de suelo y se agita el recipiente para colocar en contacto ambas sustancias. El acetileno desprendido aumenta la presión interna de la botella, la cual puede leerse en un manómetro. Una tabla realizada con testigos cuya humedad se conoce; proporciona datos de humedad a partir de valores de presión.

El método es rápido y preciso y solo necesita varias repeticiones puesto que se trabaja con muestras muy pequeñas.

El método resistivo, consiste en la medición indirecta de la humedad del suelo a partir de valores de la resistencia eléctrica. La resistencia hallada por la corriente eléctrica en un circuito que incluye a dos electrodos colocados en un bloque de características porosas (yeso) es función de su contenido hídrico y la misma será tanto menor cuanto mayor sea la humedad del medio que separa ambos electrodos. De esta manera la calibración apropiada del aparato transforma datos de resistencia en valor de humedad.

Son poco sensibles en suelos con altos contenidos hídricos; se los considera aptos para suelos neutros de textura gruesa. Dado que los bloques permiten medir humedades retenidas a tensiones mayores a una atmósfera, son el complemento ideal de tos tensiómetros. Tienen variaciones con la salinidad del agua.

El método capacitivo, se basa en la gran diferencia entre la constante dieléctrica relativa del agua libre e _agua= 80 y la de aquellos otros constituyentes del suelo (e _suelo = 2 a 7 y e _aire = 1). El suelo es un dieléctrico imperfecto y la introducción de dos electrodos metálicos en el suelo hace que el complejo (tierra-electrodos) actúe como un condensador. La constante del dieléctrico no es directamente mensurable, pero su determinación se liga estrechamente a otro parámetro eléctrico como capacitancia o frecuencia. La capacitancia (C) del sistema de tierra-electrodos esta dada por:

C = g. e

Donde g es un factor geométrico con unidades en Faradios, y su valor es dependiente de la geometría del sistema; e es la permitividad del dieléctrico del sistema (adimensional).

Pueden usarse dos métodos capacitivos para determinar la constante del dieléctrico del suelo:

En general, para ambos principios de medición, se pueden esperar exactitudes del orden del 75 al 80% sin calibración y de 90 a 95 % con calibración en campo. Se los suele encontrar en el mercado con el nombre de bloques "gypsum".

Ventajas:

• Son de costo reducido.
• Tienen un muy rápido tiempo de respuesta y son interfaciables con sistemas de adquisición de datos, aún en forma remota.
• Una vez colocados, no requieren ningún tipo de mantenimiento.

• Se trata, como en el caso de los sensores tensiométricos, de sensores puntuales, por lo que debe elegirse su ubicación en el suelo de forma muy criteriosa y cuidadosa.
• Se degradan con el tiempo ( la humedad los corroe y disuelve). Esto trae aparejado un seguimiento y recambio periódico.

Los sensores TDR miden la constante dieléctrica del suelo afectado versus el valor dieléctrico del agua líquida (100% de contenido de humedad) y la arena completamente seca. El TDR trabaja con el mismo principio del radar, es decir un pulso de energía es transmitido a través de una guía de onda y cuando dicho pulso llega al final de la línea parte o toda la energía del pulso es reflejada nuevamente a la entrada. Las medidas de TDR relacionan las constantes de la propagación de las ondas electromagnéticas, como la velocidad y la atenuación, con las propiedades del suelo como el contenido de agua y la conductividad.

Básicamente este instrumento mide el tiempo de la onda viajera, la cual por medio de un microprocesador se calcula directamente la constante dieléctrica del suelo. Los TDR operan en el rango de frecuencia desde 0.1 a 1 GHz.

Ventajas:

• Este sistema logra una exactitud superior al 97% sin necesidad de calibración por tipo de suelo
• Producen una mínima perturbación en el suelo.
• La medición se basa en muestras mas extensas que los métodos anteriores, no es una medición puntual.

Desventajas:

• Elevado costo.
• Aún en fase de experimentación.

El método FDR se basa en el cambio de frecuencia de señales debido a diferencias en la capacitancia de materiales homogéneos teniendo las mismas características o consistencias ( como la arena, por ejemplo) Una vez que se calibra el material con algún standard, se pueden lograr lecturas muy precisas.

La dificultad de utilizar éste método, radica en que la mayoría de suelos no son homogéneos, necesitándose muchas calibraciones en distintas ubicaciones de la probeta, requiriéndose mucho tiempo, además de ser un método muy costoso.

El método de la sonda de neutrones es otro ejemplo de un sistema de medición sofisticado indirecto, no destructivo y de alta exactitud. Como en el caso de FDR, resulta costoso y fuera de alcance para la mayoría de los posibles usuarios( por el hecho de utilizar radioactividad ).

La determinación de la humedad por atenuación de rayos gamma es un método no destructivo que requiere calibrado. Se basa en la asociación de una fuente emisora, generalmente Cs137 que emite una radiación gamma y un detector, que suele ser un contador de Centelleo, formado por un cristal de yoduro sódico colocados en sendos tubos perfectamente paralelos y separados una cierta distancia exactamente medida. Es sólo razonable aplicarlo en el laboratorio, al ser allí posible definir con precisión la geometría del sistema.

1. El método a utilizar no debe ser destructivo, de modo que no debe alterarse el suelo con cada medición.
2. Debe ser posible su interfaz a un sistema de adquisición de datos.
3. Debe permitir varias mediciones diarias con tiempos de respuesta cortos.
4. Debe tener una buena precisión (superior al 90%).
5. No debe ser peligroso para el operador, ni complicado de utilizar.
6. No debe tener un elevado costo unitario.
7. En lo posible debe ser independiente de las propiedades del suelo incluyendo las sales, de fácil mantenimiento y de una vida útil razonable.