¿Puedo detectar la infiltración de agua en el suelo con sensores de humedad?
Hoy hablaremos de infiltración de agua en el suelo y de cómo los sensores de humedad del suelo pueden medir cómo el agua se infiltra en el suelo. Este post queremos ampliar la información del post titulado «Cómo analizar datos de humedad del suelo«. Mostraremos un ejemplo de un suelo franco arenoso de la zona desértica Rush Valley.
En la figura superior, las líneas verdes representan los episodios de precipitación medidos con la estación ATMOS 41 de METER Group, mientras que las líneas horizontales representan los tres sensores de humedad del suelo TEROS 11 instalados a diferentes profundidades. Si observamos la figura, veremos que episodios de precipitación de 4 a 5 milímetros tuvieron poco o ningún efecto sobre el sensor situado a 5 cm de profundidad, y ningún efecto apreciable sobre los sensores situados a 10 y 20 cm. Es decir, el frente de humectación no llegó ni a 5 cm de profundidad y por lo tanto, no hubo infiltración de agua en el suelo.
¿Por qué el episodio de precipitación no aparece reflejado en los datos de contenido de agua?
Esta serie temporal de datos, fue registrada durante un verano muy largo, caluroso y seco, durante el cual la temperatura del suelo superó los 40 °C casi todos los días, haciendo que el suelo se volviera hidrófobo. Además, el suelo estaba extremadamente seco, por lo que toda el agua era absorbida y retenida en la superficie antes de volver a evaporarse, sin que hubiera oportunidad de que el agua se desplazara hacia capas más profundas del suelo.
La figura superior, muestra los datos de humedad del suelo en el mismo suelo franco arenoso desértico a principios de ese mismo año. Aunque los datos de precipitación no se incluyen en este gráfico, sí que se produjeron episodios de precipitación que coinciden con cada uno de los picos visibles en el sensor de humedad del suelo situado a 5 cm de profundidad.
Observad que, en el sensor situado a 5 cm, se produjo un episodio de precipitación alrededor del 28 de mayo, pero este no se refleja en los sensores situados a 10 ni a 20 cm. La precipitación registrada alrededor del 2 de junio muestra indicios de el frente de humectación llegó al sensor de 10 cm de profundidad, pero no llegó a los 20 cm.
Más sorprendentemente, el mayor episodio de precipitación tuvo lugar alrededor del 14 de junio y no se registró ningún cambio a 10 cm, aunque sí generó un pequeño pico en el sensor situado a 20 cm.
¿Qué nos dice el análisis de estos datos de humedad del suelo?
Al igual que en la figura del principio de este post, la capa superior del suelo absorbió una gran cantidad de humedad durante el primer episodio de precipitación y cumplió con la elevada demanda evaporativa, sin dar al agua la oportunidad de infiltrarse hacia capas más profundas.
A medida que el suelo se fue humedeciendo durante el segundo episodio, parte del agua llegó al sensor situado a 10 cm de profundidad, pero se detuvo antes de alcanzar los 20 cm.
El mayor interrogante aparece con el último episodio de precipitación. ¿Por qué los sensores situados a 5 y 20 cm registraron un aumento de la humedad del suelo sin que se produjera ningún incremento a 10 cm?
Es fácil pensar que los episodios de lluvia generan una distribución uniforme del agua sobre la superficie del suelo y que esta se infiltra de manera homogénea. Sin embargo, esto no siempre es así. En vez de desplazarse por el suelo como un bloque uniforme, el agua se mueve a través de este formando canales o flujos preferenciales, como ramificaciones que no necesariamente entran en contacto con todas las partículas del suelo.
Lo más probable en este caso es que uno de estos canales de agua rodeara el sensor situado a 10 cm de profundidad y continuara desplazándose hasta alcanzar el sensor situado a 20 cm. Esta es la explicación más probable para esta anomalía en los datos. No obstante, sería importante seguir monitorizando la zona para asegurarse de que no existe ningún problema de infiltración en ese punto.