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USO DEL ELECTROMAGNETISMO EN LA AGRICULTURA – DESARROLLO DE
MAPAS GEOGRÁFICOS Y AGRICULTURA DE PRESICIÓN
Santiago Alberto Galeano Alba G12NL13. Código: 273866
RESUMEN
Las aplicaciones de las diferentes leyes del Electromagnetismo, permiten determinar y conocer
algunas de las propiedades físicas y químicas de un suelo. Además ellas pueden colaborar en la
predicción, diseño y formulación de sistemas y modelos de manejo adecuado, tanto para el suelo
como para el cultivo, en pro de un mejor aprovechamiento de los recursos. Por otro lado, el
Electromagnetismo, mediante conceptos básicos como corriente eléctrica, campos
electromagnéticos inducidos u ondas electromagnéticas, da la posibilidad de realizar mapas
geográficos que muestren las características específicas de los terrenos, obteniendo descripciones
con un nivel de detalle mucho mayor. De esta manera se hace posible un análisis más detallado
de los cultivos y un cuidado sectorizado que permita las prácticas de agricultura de precisión,
teniendo un mayor control sobre las condiciones que afecten la producción
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intervienen en la producción de alimentos se ha
convertido en una obligación.
1. Introducción
Las necesidades alimentarias han ido
aumentando de manera gigantesca con el
transcurso de los años. Sin embargo, en algunos
países la cantidad de terrenos productivos son
cada vez menos, debido a la demanda de
producción, el mal manejo de las tierras
agrícolas y las también importantes necesidades
de construcción. Por lo que es muy importante
generar prácticas que mejoren en escala la
producción para las tierras ya cultivadas.
Por esto se hace muy importante la aplicación de
la Agricultura de Precisión. Dentro de los
parámetros que pueden ser estudiados y
analizados para un desarrollo y aplicación de la
agricultura de precisión, se encuentra el
Electromagnetismo.
Como es conocido, el Electromagnetismo es un
campo muy amplio, por lo tanto existen muchas
formas de aplicarlo dentro de la Agricultura. Es
posible encontrar pruebas que involucren desde
las leyes de corriente eléctrica y de resistividad
de materiales, pasando por las leyes de
inducción electromagnética y llegando a los
conceptos y propiedades de las ondas
electromagnéticas dentro del suelo. Mediante su
uso adecuado, puedan determinar características
Tales metas, que buscan lograr un aumento en
las tasas de producción se pueden lograr
mediante la implementación de técnicas que
utilicen al máximo y de manera adecuada los
recursos disponibles. El conocimiento a fondo y
en la menor escala posible, de todas las
características físicas y químicas
que
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esenciales de un terreno y generar los modelos y
medidas
necesarios
que
permitan
el
aprovechamiento de los recursos al máximo y el
conocimiento del cultivo a mayor precisión.
Los electrodos se colocan por debajo del nivel
freático a una misma distancia. Se aplica una
diferencia de potencial en la misma zona de
medición de resistividad. Por la Ley de Ohm se
producirá una corriente eléctrica dentro del
“circuito”.
2. Métodos, Materiales y Análisis
Los iones y partículas del suelo actúan como
conductores que forman parte del circuito. Con
los electrodos que miden el potencial, se mide la
caída de potencial que genera cada porción de
suelo. Los valores se promedian y se determina
así por ley de Ohm la resistividad con respecto a
la variación del tiempo (figura 2). Los valores de
la resistividad ayudan a determinar la
concentración
de
sustancias
inorgánicas
contaminantes del suelo.
Varios de los métodos que involucran los
conceptos del Electromagnetismo en la
agricultura, tienen como fin determinar los
valores promedio y variaciones espaciales de la
Conductividad Eléctrica Aparente (CEa) del
Suelo. Tales valores y estimaciones de CEa
permitirán predecir qué elementos se encuentran
en el terreno y tener una idea de algunas de sus
propiedades físicas y químicas.
Primero se encuentran los conceptos de
corriente eléctrica, diferencias de potencial y
resistividad. En el Suelo, es posible realizar
mediciones de la Resistividad (𝜌) a la Corriente
Directa, mediante el uso de Monitores de
resistividad conectados a un sistema de
computación y electrodos que trasmiten
corriente eléctrica y miden potencial. (Figura 1).
Figura 2. Mediciones 𝝆(𝒕)
Se realizan así varias mediciones aleatorias en el
área del terreno, y mediante el uso de la
Geoestadística, los semivariogramas y un
software adecuando de Gráficas multivariables,
se modelan los mapas de distribución espacial de
las variables, para este caso, de la concentración
de sustancias inorgánicas contaminantes. Se
encuentran las zonas críticas y de grandes
variaciones con sus respectivas coordenadas, lo
Figura 1. Esquema Medidor 𝝆
2
que permite establecer los puntos en los que el
manejo, fertilización y riego debe ser diferente,
implementando los conceptos de agricultura de
precisión.
GPS, que permita obtener las coordenadas
exactas para cada valor de CE. (Figura 3).
Por otro lado se encuentra la medición de la
Conductividad Eléctrica Aparente CEa, la cual
puede determinar propiedades útiles del suelo,
usando medidores de conductividad Geonics EM
31 y 38. Estos equipos cuentan con un sistema de
inducción que consta de un trasmisor y un
receptor, usando un sistema dipolar. El
transmisor emite un campo Magnético variante
con el tiempo, el cual por ley de faraday creará
corrientes
eléctricas
dentro del
suelo,
proporcionales al campo inicial, en los medios
porosos y acuosos que posea el suelo. Tal
corriente inducida, por ley de ampere producirá a
su vez un nuevo campo magnético, el cual es
medido por el receptor.
La medición que realiza el receptor es una suma
de señales que se amplifica y codifica, formando
un voltaje que está directamente relacionado con
CE. De esta manera, se determinará la diferencia
entre el campo magnético inicial que se ejerce
con el campo magnético inducido. Tal diferencia
permitirá calcular la resistividad del medio en
que se produjo la corriente inducida, el suelo, y
mediante un sencillo uso de constante determinar
la conductividad eléctrica del suelo.
Por último se encuentra la medición del tiempo
el tiempo de reflexión de onda mediante el envío
de pulsos de una onda electromagnética a través
del suelo, con una frecuencia y longitud de onda
determinada. Cuando la onda se refleja al final
del suelo y llega a los receptores, es posible
medir el tiempo característico de viaje.
Sin embargo no todas la CE son iguales, se
diferencian tanto horizontalmente como en el
perfil del suelo, Lo que hace necesario la
estimación de datos y modelos que puedan llegar
a la aproximación de la realidad, generando
mapas multivariables y funcionales. Lo que es
posible por medio de la Georreferenciación,
usando un sistema combinado de tractor, EM y
El tiempo de reflexión será directamente
proporcional a la constante dieléctrica (Ke) y al
contenido de agua, mediante unas correcciones
necesarias por el medio de propagación. A partir
de la determinación de Ke, se puede determinar
CE del suelo y
así determinar las
concentraciónes de algunos elementos químicosn
en el suelo (figura 4).
Figura 3. Equipo Móvil EM
3
Figura 4. Concentraciones Elementos a partir de CE.
suelos a partir de conceptos básicos del
electromagnetismo, los cuales permiten una
determinación de los contenidos de sales y otras
sustancias que puede llegar a ser contaminante y
no beneficiosas para la producción.
3. CONCLUSIONES
Las tendencias técnicas y de necesidades
actuales, exigen métodos y planes de producción
que involucren la Agricultura de Precisión, pues
es inminente la importancia de suplir las
necesidades alimentarias de la población y el
aprovechamiento al máximo de los recursos
disponibles para la agricultura. Es ahí cuando el
conocimiento de las condiciones y características
de los terrenos cultivados se convierte en un
tema obligatorio, tanto para los empresarios, los
productores y los profesionales de la
agroindustria mundial.
Luego de un estudio de tales sustancias
encontradas, las aptitudes del suelo y la
variabilidad espacial de su distribución, se
pueden implementar técnicas de irrigación,
fertilización y adecuación de suelo que permitan
un optimo desarrollo del cultivo y una posterior
producción deseada.
Finalmente se rescata la importancia de los
modelos matemáticos y estadísticos. Estos
modelos permiten la determinación de relaciones
y la obtención de las ecuaciones para la relación
de variables Físicas
Dentro las diferentes técnicas que permiten la
caracterización de los terrenos tanto cultivamos
como cultivables, encontramos un análisis de los
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