ou mais de quatro décadas, sabe-se que a velocidade das ondas de rádio e o conteúdo de água do solo estão fortemente acoplados. Medindo a velocidade das ondas de rádio, uma medida indireta do conteúdo de água do solo pode ser obtida. Essas medições têm o potencial de otimizar a irrigação agrícola.
O radar de penetração no solo (GPR) mapeia a subsuperfície usando ondas de rádio. Nos primeiros dias do RPG, os fatores que controlavam a velocidade das ondas não eram bem compreendidos. Um trabalho pioneiro no final dos anos 1970 estabeleceu a relação empírica entre o conteúdo de água e a velocidade GPR. Na verdade, o uso da refletometria no domínio do tempo (TDR), que é um primo próximo do GPR, foi usado extensivamente para estudar amostras de solo controladas e estabelecer a relação.
Desde então, os dispositivos TDR se tornaram um método regular para medir o conteúdo de água do solo. Numerosas variações da abordagem TDR existem agora, e o método é comumente aceito. A técnica TDR é limitada porque requer que uma sonda seja inserida no solo; A medição do conteúdo de água é obtida em uma área limitada, portanto, o método não é prontamente usado para cobrir grandes áreas. Por outro lado, o método é ótimo para monitorar o conteúdo de água em função do tempo em uma posição localizada.
O GPR sempre ofereceu o potencial de fornecer um meio poderoso para uma rápida cobertura de área, pois a técnica não requer contato direto com o solo. Um dispositivo GPR pode ser movido sobre a superfície rapidamente e grandes áreas podem ser mapeadas. Por muitos anos, o desenvolvimento de GPR para complementar medições discretas de TDR foi uma meta.
Várias abordagens baseadas em GPR são possíveis, mas todas tiveram sucesso limitado. Cada abordagem pode funcionar de forma eficaz para obter o conteúdo de água quando um pesquisador qualificado ou operador de GPR é contratado. Infelizmente, a obtenção do resultado desejado usando um dispositivo GPR prontamente implantável com análise de dados automatizada para um valor de conteúdo de água nunca foi alcançado.
Uma das formas mais eficazes de usar GPR para estimar o conteúdo de água tem sido usar sondagens de reflexão e refração de ângulo amplo (WARR). Essas medições têm sido complexas de realizar com aquisição de dados lenta e foram limitadas apenas a pequenas áreas. Além disso, um operador experiente é necessário para fazer a medição e analisar os dados.
Recentemente, introduzimos o Máquina WARR que é um novo instrumento GPR. Este novo sistema permite um perfil rápido com aquisição virtualmente contínua de sondagens WARR. O resultado abriu a porta para o mapeamento da umidade do solo em grandes áreas.
A Forschungszentrum Jülich, uma universidade na Alemanha, tem sido pioneira no uso de GPR para muitas aplicações de solo e água subterrânea. Jülich tem uma ampla capacidade para examinar problemas agrícolas e está desenvolvendo vários métodos geofísicos aplicados novos e avançados. Locais de teste bem controlados permitem o teste de tecnologia para uma ampla variedade de áreas problemáticas. Alguns estudos de lapso de tempo exclusivos estão fornecendo uma compreensão bastante aprimorada de como as condições da água subterrânea mudam durante a estação de cultivo.
O Dr. Jan van der Kruk e sua equipe de pesquisa são atualmente os pioneiros no uso da Máquina WARR para mapeamento do conteúdo de água do solo. A pesquisa da candidata ao doutorado Manuela Kaufmann está demonstrando a viabilidade da nova tecnologia. Um protótipo de sistema implantado em Jülich é mostrado na Figura 1. Esta unidade de configuração de máquina WARR é rebocada por um veículo ATV e está sendo desenvolvida para permitir o perfil contínuo de áreas de tamanho de campo para mapear variações no conteúdo de água do solo em uma base regular.
Um perfil em um campo de teste controlado gerou os resultados preliminares mostrados na Figura 2. A análise de dados automatizada e manual foi usada para estimar o conteúdo de água a partir da velocidade das ondas de rádio e comparada com um número limitado de resultados de medição WARR de canal único separados. O desenvolvimento de uma ferramenta confiável de análise de dados automatizada será a chave para a implantação bem-sucedida dessa nova tecnologia.
