o más de cuatro décadas, se sabe que la velocidad de las ondas de radio y el contenido de agua del suelo están fuertemente acoplados. Al medir la velocidad de las ondas de radio, se puede obtener una medida indirecta del contenido de agua del suelo. Tales mediciones tienen el potencial de optimizar el riego agrícola.
El radar de penetración terrestre (GPR) mapea el subsuelo utilizando ondas de radio. En los primeros días de GPR, los factores que controlan la velocidad de las olas no se conocían bien. Un trabajo pionero a fines de la década de 1970 estableció la relación empírica entre el contenido de agua y la velocidad de GPR. De hecho, el uso de la reflectometría en el dominio del tiempo (TDR), que es un primo cercano del GPR, se utilizó ampliamente para estudiar muestras de suelo controladas y establecer la relación.
Desde entonces, los dispositivos TDR se han convertido en un método habitual para medir el contenido de agua del suelo. Actualmente existen numerosas variaciones del enfoque TDR, y el método es comúnmente aceptado. La técnica TDR es limitada porque requiere que se inserte una sonda en el suelo; La medición del contenido de agua se obtiene en un área limitada, por lo que el método no se usa fácilmente para cubrir áreas grandes. Por otro lado, el método es excelente para monitorear el contenido de agua en función del tiempo en una posición localizada.
GPR siempre ha ofrecido el potencial de proporcionar un medio poderoso para una cobertura rápida del área porque la técnica no requiere contacto directo con el suelo. Un dispositivo GPR se puede mover sobre la superficie rápidamente y se pueden mapear áreas grandes. Durante muchos años, el desarrollo de GPR para complementar las mediciones discretas de TDR ha sido un objetivo.
Son posibles varios enfoques basados en GPR, pero todos han tenido un éxito limitado. Cada enfoque puede funcionar eficazmente para obtener el contenido de agua cuando se contrata a un investigador calificado o un operador de GPR. Desafortunadamente, nunca se ha logrado obtener el resultado deseado utilizando un dispositivo GPR fácilmente desplegable con análisis de datos automatizado para un valor de contenido de agua.
Una de las formas más efectivas de usar GPR para estimar el contenido de agua ha sido usar sondeos de reflexión y refracción de gran angular (WARR). Estas mediciones han sido complejas de realizar con una adquisición de datos lenta y solo se han limitado a áreas pequeñas. Además, se requiere un operador experimentado para realizar la medición y analizar los datos.
Recientemente hemos introducido el Máquina WARR que es un nuevo instrumento GPR novedoso. Este nuevo sistema permite un perfil rápido con una adquisición virtualmente continua de sondeos WARR. El resultado ha abierto la puerta para hacer mapas de humedad del suelo en áreas grandes.
El Forschungszentrum Jülich, una universidad de Alemania, ha sido pionera en el uso de GPR para muchas aplicaciones de suelo y agua subterránea. Jülich tiene una amplia capacidad para examinar problemas agrícolas y está desarrollando varios métodos geofísicos aplicados nuevos y avanzados. Los sitios de prueba bien controlados permiten realizar pruebas de tecnología para una amplia variedad de áreas problemáticas. Algunos estudios de lapso de tiempo únicos brindan una comprensión mucho mayor de cómo cambian las condiciones del agua subterránea durante la temporada de crecimiento.
El Dr. Jan van der Kruk y su equipo de investigación son pioneros en el uso de la máquina WARR para el mapeo del contenido de agua del suelo. La investigación de la candidata a doctorado Manuela Kaufmann está demostrando la viabilidad de la nueva tecnología. En la Figura 1 se muestra un prototipo de sistema desplegado en Jülich. Esta unidad de configuración de máquina WARR se remolca detrás de un vehículo ATV y se está desarrollando para permitir el perfil continuo de áreas de tamaño de campo para mapear variaciones en el contenido de agua del suelo de forma regular.
Un perfil a través de un campo de prueba controlado generó los resultados preliminares que se muestran en la Figura 2. Se utilizaron análisis de datos automáticos y manuales para estimar el contenido de agua a partir de la velocidad de las ondas de radio y se compararon con un número limitado de resultados de medición WARR de un solo canal separados. El desarrollo de una herramienta de análisis de datos automatizada confiable será clave para el despliegue exitoso de esta nueva tecnología.
