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INTRODUCCIÓN
Desde el año el año 2010, dentro del proyecto Base de Datos de Suelos del Institut Cartogràfic i Geològic de Catalunya (ICGC), se ubicaron un conjunto de sensores de temperatura y humedad del suelo a diferentes profundidades en varias ubicaciones del territorio de Catalunya. Estos sensores se instalaron, junto con técnicos del Natural Resource Conservation Service del Departamento de Agricultura de Estados Unidos de América, con el fin de establecer los regímenes de temperatura y humedad de los suelos de Cataluña.
La experiencia acumulada durante el seguimiento de dichos sensores hizo que afloraran una serie de problemas relacionados, principalmente, con la recopilación de los datos, con las necesidades de mantenimiento y con la reposición de los equipos deteriorados.
Para encontrar soluciones a estos problemas y dar continuidad al proyecto de establecimiento de los regímenes de temperatura y humedad de los suelos de Cataluña se planteó la creación de una red de estaciones automáticas de medida de parámetros físicos de los suelos.
Uno de los principales beneficios es que de este modo no es necesario desplazarse para recoger los datos y se pueden detectar las sondas que no funcionan con mayor facilidad. Esto permite tener un registro continuo de todos los datos y facilita el mantenimiento de la red.
DESCRIPCIÓN DE LAS ESTACIONES Y TIPO DE SENSORES
Las estaciones automàticas están formadas por cuatro sensores multiparamétricos que miden la temperatura y humedad del suelo, instalados a 5, 20, 50 y 100 cm de profundidad. Adicionalmente se dispone de sensores ambientales que permiten contrastar los parámetros del suelo y que consisten en un pluviómetro, un piranómetro y una sonda de temperatura y humedad ambiental.
Para su correcto funcionamiento las estaciones también tienen incorporado, un sistema de adquisición de datos, un sistema de alimentación y un sistema de comunicación de datos (Figura 1 y Cuadro 1).
Cuadro 1 Detalle cada uno de los sensores instalados en las estaciones
| ID | Sensor | Model | Descripción | Precisión |
| 1 | Pluviómetro | Young 52203 | Pluviómetro incremental basculante | ± 2% con intensidad de corrección |
| 2 | Piranómetro | Hukseflux P02-05 | Sensor de radiación global. S=11.83µV/(W/m2) | <|± 1.5|% |
| 3 | T/H | Campbell CS215 | Sonda de temperatura y humedad relativa del aire | Temperatura: ±0.3°C a 25°C, ±0.4°C de +5° a +40°C, ±0.9°C de -40° a +70°C. Humidad: ±2% de 10 a 90%, ±4% de 0 a 100% |
| 4 | T/H Suelo_05 | Campbell CS655 | Sonda multiparamétrica del suelo instalada a 5cm de profundidad | Temperatura: ±0.5°C. Humitat: 3 % entre 0 y 50% VWC (suelo mineral estàndard, EC < 5 mS/cm) |
| 5 | T/H Suelo_20 | Campbell CS655 | Sonda multiparamétrica del suelo instalada a 20cm de profundidad | Temperatura: ±0.5°C. Humitat: 3 % entre 0 y 50% VWC (suelo mineral estàndard, EC < 5 mS/cm) |
| 6 | T/H Suelo_50 | Campbell CS655 | Sonda multiparamétrica del suelo instalada a 50cm de profundidad | Temperatura: ±0.5°C. Humitat: 3 % entre 0 y 50% VWC (suelo mineral estàndard, EC < 5 mS/cm) |
| 7 | T/H Suelo_100 | Campbell CS655 | Sonda multiparamètrica del suelo instalada a 1m de profundidad | Temperatura: ±0.5°C. Humitat: 3 % entre 0 y 50% VWC (suelo mineral estàndard, EC < 5 mS/cm) |
Sistema de adquisición de datos
La adquisición de los datos medidos por los sensores se realiza mediante un datalogger de la marca Campbell Scientific, modelo CR800. La estación extrae los datos que miden los sensores y cada 30 minutos registra sus valores de acuerdo con el Cuadro 2.
Cuadro 2 Principales medidas registradas cada 30 minutos en las estacions automáticas
| Parámetro | Descripción | Tipo de medida | Unidades |
| TmStamp | Tiempo UTC en que se registra la medida | - | - |
| RecNum | Número de la medida | - | - |
| Bateria_Avg | Tensión de la bateria | Media | Volts |
| PTemp_Avg | Temperatura interior del armario | Media | ºC |
| Temp_aire_Avg | Temperatura del aire | Media | ºC |
| H_R_Avg | Humedad relativa del aire | Media | %H2O |
| Pluja_Tot | Lluvia acumulada cada media hora | Total | l/m2 |
| VWC_005 | Contenido del agua del suelo a 5cm | Muestra | m3/m3 |
| VWC_020 | Contenido del agua del suelo a 20cm | Muestra | m3/m3 |
| VWC_050 | Contenido del agua del suelo a 50cm | Muestra | m3/m3 |
| VWC_100 | Contenido del agua del suelo a 1m | Muestra | m3/m3 |
| TSoil_005 | Temperatura del suelo a 5cm | Muestra | ºC |
| TSoil_020 | Temperatura del suelo a 20cm | Muestra | ºC |
| TSoil_050 | Temperatura del suelo a 50cm | Muestra | ºC |
| TSoil_100 | Temperatura del suelo a 1m | Muestra | ºC |
| RS_Avg | Radiación global | Media | W/m2 |
Sistema de comunicación de datos
El sistema de comunicación de datos está basado en un módem, que mediante la pila TCP/IP del datalogger permite establecer una conexión a Internet.
Periódicamente los datos se descargan del datalogger, utilizando la conexión a Internet de la estación, y se almacenan en una base de datos ubicada en la sede del ICGC. Actualmente se realizan dos descargas diarias de datos, una a las 00:10 (UTC) y una segunda a las 12:10 (UTC).
Una vez descargados los datos y almacenados en la base de datos, éstos son accesibles mediante la aplicación web NetMon (http://netmon.icgc.cat/netmon) para los propierarios o bien de manera pública a través del visor del ICGC (https://visors.icgc.cat/mesurasols/).
Sistema de alimentación
El sistema de alimentación es de tipo fotovoltaico lo cual hace que sea completamente autosificente, y está formado por los siguientes elementos:
• Placa fotovoltaica 40W a 12V monocristalino
• Regulador de 6A y 12V
• Batería solar.
El sistema de alimentación suministra energía al módem de comunicaciones y al datalogger, siendo este último el encargado de alimentar adecuadamente al resto de sensores de la estación.
ACCESO A LOS DATOS Y VISUALIZACIÓN
Los datos obtenidos por los sensores y descargados en la base de datos remota se pueden consultar a través del visor del ICGC (https://visors.icgc.cat/mesurasols/) bien descargándolos en un archivo .csv o bien visualizándolos gráficamente. A su vez, se puede consultar la información edafológica de cada estación ya que en el momento de la instalación se realiza una descripción y clasificación del suelo, así como un análisis de laboratorio de los diferentes horizontes (Figura 2).
A partir de estos datos se pueden calcular los régimes climáticos de los suelos. Por otro lado, cuando se disponga de un registro de tiempo de más años, estos datos podrán utilizarse para realizar estudios de cambio climático (Figuras 3 y 4).
Figura 3 Ejemplo de gráfica de humedad del suelo a diferentes profundidades junto con la pluviometría total.
CONCLUSIONES
Después de cinco años desde la instalación de la primera estación automática, se llega a la conclusión que este tipo de estaciones son totalmente válidas y que ofrecen datos fiables y constantes los cuales permiten realizar cálculos para el establecimiento de los régimenes climáticos de los suelos y la realización de estudios de cambio climático.
El uso de un visor para la divulgación de los datos ha resultado muy útil para la accesibilidad a la información, así como una visualización más gráfica.
