Calibración del Diviner 2000 (Resumen)

Durante la clase del miércoles 02 se utilizó el software DataFit para ajustar la curva de calibración del Diviner 2000. Dicho programa se puede descargar como versión de prueba durante 30 días desde http://www.oakdaleengr.com/download.htm.
También pueden llevar a cabo análisis estadísticos, de regresión y generar gráficos con DataPlot, que es Software Libre (Descarga: http://www.itl.nist.gov/div898/software/dataplot/).
El primero es más amigable, mientras que el segundo tiene muchas más opciones, es gratuito pero requiere un poco más de entrenamiento.

Con respecto al uso de sondas FDR como el Diviner 2000, C-Probe, EnviroSCAN, entre otros modelos comerciales, debe tenerse en cuenta:
(i) Instalación de los tubos de acceso. No debe quedar espacio entre el tubo y el suelo. Para ello se utiliza el método "Slurry" que consiste en rellenar dicho espacio con una mezcla del suelo extraído y agua, o si el sitio es muy pedregoso, sustituir el suelo con una mezcla de 4 partes de Caolinita + 1 parte de Cemento + 4 partes de agua (debe quedar espeso).
Debe usarse un barreno de menor diámetro que el tubo de PVC para evitar el espacio sobrante. Así mismo, debe evitarse perturbar el suelo innecesariamente.

(ii) Normalización o estandarización. Consiste en tomar las lecturas al Aire y al Agua con el equipo. Éstas se almacenan automáticamente. La normalización permite comparar lecturas entre equipos, ya que los sensores responden de forma ligeramente diferente.

(iii) Calibración. Tomar las lecturas según el procedimiento mostrado y compararlas con otro equipo calibrado, ya sea una sonda FDR (otro Diviner 2000, C-Probe, EnviroSCAN) u otro dispositivo (TDR, Sonda de Neutrones).
Si las diferencias son aceptables, se puede seguir usando el equipo con la calibración de fábrica. Ésta arroja lecturas relativas, es decir, el % de humedad se aproxima al real o absoluto, utilizando la calibración de fábrica. La misma se generó como promedio de mediciones realizadas en suelos desde texturas ligeras hasta pesadas, y suelos orgánicos.
Para obtener lecturas absolutas que reflejen el contenido de humedad real, debe realizarse una calibración para cada punto y/o sitio de medición, para de esta manera tomar en cuenta las características propias de cada lugar como el suelo, orografía, clima, manejo, etc.
- Método de calibración. En general, la calibración consiste en relacionar las frecuencias a escala (Scaled Frequency, SF por sus siglas en inglés) con el contenido volumétrico real del suelo, mediante el ajuste por regresión de una ecuación exponencial de la forma
Y = a*X^b+c
donde
Y = frecuencia a escala o normalizada (SF)
X = % volumen de agua en el suelo
regresores: a, b y c (calculados mediante la regresión)

La SF se obtiene a partir de SF = (FA - FS) / (FA - FW)
donde
FA = frecuencia obtenida de la lectura en el Aire
FS = frecuencia de la lectura en el suelo, correspondiente a cada muestra
FW = frecuencia de la lectura en el agua (sensor y tubo de acceso sumergidos en, al menos, 15 litros de agua destilada. También se puede usar agua de la zona objeto de estudio).

El valor de la variable independiente X (% volumétrico de agua en el suelo). Deben instalarse 2 tubos para una condición de poca, media y alta humedad. Una vez realizadas las lecturas en el terreno, se toman 3 muestras de suelo a los intervalos deseados (se recomiemda cada 10 cm) y se obtiene el % p/p (en peso) de agua a empleando el método gravimétrico.
El % p/p se lleva a v/v (volumen) multiplicando por la da (densidad aparente; Db o pb también se usan como símbolos), así
X = Hg * da
donde
X = % v/v (volumétrico)
Hg = humedad gravimétrica
da = Densidad Aparente (si no se conoce, se debe determinar al momento de la toma de muestra por cualquiera de los métodos conocidos)

Una vez obtenidos estos valores se procede a ajustar el modelo exponencial citado con el software de preferencia. Con DataFit se deberán seguir los pasos explicados en clase.
Parámetros de interés: regresores a, b y c. Coeficiente de Dterminación (R2) que indica la proporción de la variabilidad explicada, es decir, cuánto de la variación observada en la SF obedece al % v/v de agua en el suelo.

Para más información, pueden consultar el manual del equipo (en español):
http://www.fruticultura.net/moodle/mod/resource/view.php?id=348
Apéndice B (pág. 85 por numeración continua, no impresa). Administración de la humedad del suelo
Pág. 75: Teoría de operación
Apéndice C (pág. 89 por numeración continua): Calibración personalizada.