No todas las sondas dieléctricas están al mismo nivel
Las sondas dieléctricas (TDR, FDR y capacitivas) no han sido diseñadas de la misma forma, de hecho, algunas de ellas pueden funcionar de forma parecida a una sonda resistiva dependiendo de la frecuencia de medida y del diseño del circuito. El hecho de poder polarizar las moléculas de agua sin polarizar los iones disueltos depende de cómo de rápido se hace esta polarización o de la frecuencia de medida.
A bajas frecuencias, las sondas dieléctricas polarizan el agua y las sales y por tanto la medida es altamente sensible a la salinidad del suelo. Sin embargo, cuando la frecuencia se incrementa (alrededor de 50 Mhz y superior) esta influencia se reduce. Por este motivo, si un sensor trabaja con frecuencias a escala de kHz (como podría ser un sensor de 5$ de Amazon) significa que la precisión de la medida estará muy afectada por los factores de error ya descritos. Por otro lado, el hecho de trabajar a altas frecuencias tampoco garantiza que se puedan evitar estos factores, ya que el diseño del sistema eléctrico juega un papel importante.
Existen diversos tipos de sondas dieléctricas, y el webinar de este post proporciona más información sobre cada tecnología. Las sondas dieléctricas más comunes para investigación son:
- Sondas capacitivas: las sondas capacitivas usan el suelo como un elemento condensador y utilizan la capacidad de almacenamiento de carga para calibrar el contenido de agua.
- Time-domain reflectometry (TDR): las sondas TDR miden el tiempo de transmisión de una onda de energía eléctrica reflejada a lo largo de una línea de transmisión. El tiempo de transmisión está relacionado con la capacidad de almacenamiento de carga del suelo y el contenido volumétrico de agua. Curiosamente, estas sondas no solo trabajan a frecuencia, si no que trabajan en un intervalo de frecuencias, de modo que se puede omitir el efecto de la salinidad.
- Frequency-domain sensors (FDR): las sondas FDR también utilizan el suelo como condensador para medir la frecuencia de resonancia máxima en el circuito eléctrico, relacionando la frecuencia con el contenido de agua.
Numerosos estudios han mostrado que las siguientes sondas son adecuadas para medir contenido de agua: METER Group (antes Decagon Devices) EC-5, 10HS, 5TE, 5TM (actualmente TEROS 10, TEROS 11 y TEROS 12), Campbell Scientific CS655, TDR 200 y SoilVue10, Delta T Theta Probe y SM series, Stevens Hydra Probe y finalmente Acclime True TDR series. Todas estas sondas pueden necesitar una calibración en función de tipo de suelo y conductividad eléctrica.
