INTRODUÇÃO: UMIDADE NÃO É A MESMA COISA QUE POTENCIAL HÍDRICO

Potencial hídrico é a energia necessária, por quantidade de água, para transportar uma quantidade infinitesimal de água da amostra para um referencial de água pura e livre. A água do solo só pode ser extraída gastando energia. O potencial hídrico no solo expressa quanta energia você precisaria gastar para extrair essa água.

O potencial hídrico no solo é uma propriedade diferencial. Para que a medida tenha significado, uma referência deve ser especificada. Esta referência tipicamente é água pura e livre na superfície do solo e seu valor absoluto é zero. O potencial hídrico no ambiente é quase sempre menor que zero, porque você precisa adicionar energia para tirar a água.

Em termos de água, a variável extensiva é a umidade do solo e indica a extensão ou quantidade de água no tecido vegetal ou no solo. A variável intensiva é o potencial hídrico e descreve a intensidade ou a qualidade da água no tecido vegetal ou no solo. Muitas perguntas sobre disponibilidade e movimentação de água são melhor respondidas medindo o potencial hídrico no solo, já que a água sempre fluirá do local de alto potencial para baixo potencial até que os locais atinjam o equilíbrio

Normalmente usamos unidades de pressão para descrever o potencial hídrico no solo, incluindo megapascals (MPa), quilopascals (kPa), bars e metros (mH2O), centímetros (cmH2O) ou milímetros de água (mmH2O).

O potencial hídrico no solo é a soma de quatro componentes diferentes, sendo: o potencial mátrico relativo a ligação da água com as superfícies (mais importante nos solos); o potencial osmótico relacionado com as ligações da água com os solutos osmoticamente ativos; o potencial gravitacional referente a posição da água no campo gravitacional e por fim o potencial de pressão, referente a presença de pressões hidrostáticas ou pneumáticas na água.

PERGUNTAS E RESPOSTAS:

P – Como funciona a medição em vaso com 3 a 4 Kg de solo, em condição de restrição hídrica?

R – O monitoramento em vaso pode ser realizado da mesma maneira que no campo, com o sensor de capacitância enterrado no substrato e ligado a um datalogger para monitoramento contínuo. Vasos também podem permitir leituras pontuais, inserindo o sensor no momento da leitura, para alguns modelos de sensores. Dois cuidados, no entanto, devem ser observados quando se trabalhando com vasos, o primeiro deles é a escolha do sensor baseado no volume de influência dele, de maneira que o vaso tenha dimensões mínimas para abrigar todo este volume e também cuidar com a proximidade das raízes, para que a leitura considere a umidade do solo.

P – O sensor em 4-20mA consegue me efetuar medições até em quantos metros?

R – O nosso sensor de 4-20 mA é pontual, realizando a leitura do solo ao redor de sua sonda, de aproximadamente 7 cm, no entanto não há limitação quanto à profundidade de leitura, desde que o comprimento do cabo permita (5 a 40 m) e que o sensor consiga ser inserido no solo.

P – Gostaria de saber se é necessário a adição do solo com um pouco de água para eliminar espaços de bolha de ar no sensor.

R – Para sensores com formato de lâminas e agulhas, a intenção é de que sejam inseridos em solo não perturbado, sem necessidade de adição do solo com água. Isso por si garantiria um bom contato da sonda com o solo ao mesmo tempo que manteríamos o solo nas características mais naturais possíveis. Ainda assim, estes sensores precisam ser inseridos no solo de maneira firme, para não balançar durante a sua entrada e gerar espaços vazios.

Alguns outros sensores como o de potencial mátrico que foi apresentado no webinar, que tinha um formato de disco, podem precisar deste artifício de adição de solo com água para melhorar o contato, mas estes casos normalmente são identificados pelos manuais dos fabricantes, portanto é sempre bom seguir as recomendações presentes nos manuais.

P – O fato de mexer na estrutura original solo para instalação do equipamento não implicaria em camuflar os dados?

R – Mexer no solo pode sim influenciar nos dados, principalmente nos primeiros períodos de monitoramento, mas como mexer um pouco é inevitável, a escolha da forma de instalação e posicionamento dos sensores sempre levam em consideração a menor perturbação possível. Colocar o sensor lateralmente no buraco por exemplo, permite que o solo logo acima do sensor pelo menos se mantenha intacto, buracos de trado perturbam menos que abrir uma trincheira, devolver o solo na ordem original, respeitando o perfil e tentando compactar para trazer a densidade mais próxima do que era também.

P – O sensor TEROS é um dos robustos comentados para a leitura em vários pontos? Em qual profundidade é mais indicado?

R – Os sensores TEROS assim como todos os nossos que fabricamos foram desenvolvidos para monitoramento contínuo (serem instalados e ficarem no campo permanentemente ou por longos períodos). Da nossa linha de sensores eles são os mais robustos, por serem feitos de epóxi e sondas de aço. No entanto não são ideais para leituras pontuais. As suas agulhas não são trocáveis, e mesmo sendo de aço, podem se danificar se o solo for muito pedregoso ou compactado. Na teoria eles funcionam (temos usuários que usam desta forma e eu mesmo também já usei) ainda mais em solos ou substratos mais soltos e não há limite de profundidade. Onde eles forem inseridos eles farão a leitura. Na prática existem outros sensores mais apropriados no mercado, com agulhas rosqueáveis, por exemplo.

P – Eu utilizo o Moisture Meter (PMS710). Esses aparelhos comprados na Aliexpress são de confiança para trabalhos cientificos?

R – Apesar de não ser uma regra, os sensores mais baratos de umidade do solo trabalham por resistência elétrica. Esta característica até tem relação com o conteúdo de água no solo, mas também é muito influenciada por outros fatores como presença de sais e composição do solo, de maneira que eu não indicaria para trabalhos científicos. No entanto vimos que mesmo dentro da mesma tecnologia podemos encontrar sensores bons ou ruins, dependendo de como a tecnologia é empregada. Eu aconselharia considerar os seguintes fatores na escolha do sensor: a tecnologia que ele emprega (se é TDR, FDR, resistência elétrica etc), informações técnicas como precisão e variabilidade entre sensores, amplitude de trabalho, e consulta a colegas, que muitas vezes já trabalharam com vários fabricantes diferentes e podem ajudar na decisão. O preço em si não é determinante (aqui comparando sensores da mesma categoria), pois todo sensor possui situações que trabalham melhor ou pior que outros e nem sempre o mais caro é mais preciso ou mais adequado.

P – É obrigatório realizar a calibração assim que for utilizar o sensor ou você pode fazer após um tempo de uso?

R – Se depois de um tempo de uso a pessoa achar que uma outra calibração seria mais adequada, ela pode realizar esta nova calibração, mas os valores não serão comparáveis, a menos que ela tenha as leituras brutas do sensor deste período que já foi monitorado. Com isso ela ainda pode reajustar as leituras do período, deixando-as na mesma base de comparação. As leituras brutas seriam os sinais não trabalhados ou ainda não convertidos em umidade (como mA, mV, sinal digital).

P – Quantos sensores são necessário em 1 ha, por exemplo?

R – Pergunta muito boa e recorrente, mas infelizmente não arriscamos um número geral já que diversos fatores influenciam: heterogeneidade do solo, relevo, exposição, objetivo do monitoramento, profundidades, etc. Uma análise mais específica poderia ajudar na tomada de decisão.

P – Foi comentado ser possível avaliar tensão de água no solo, porém isto é muito variável, como foi feita a aferição dos valores ou como calibrar no campo? Tem sido aplicado para avaliar a retenção de água?

R – No caso do sensor de capacitância que mede o potencial mátrico ele funciona da seguinte maneira: a cerâmica do sensor possui uma curva de retenção definida (relação entre umidade e potencial hídrico). Quando a cerâmica está enterrada no solo, assume-se que ela está em equilíbrio com o solo ao redor, e portanto os valores de potencial hídrico também seriam iguais. Baseado nisso usamos a tecnologia da capacitância para medir a umidade da cerâmica, que pela curva de retenção nos dará o potencial mátrico da cerâmica que seria a mesma do solo por estarem em equilíbrio.

Com isso elimina-se a necessidade de calibração do sensor no campo, uma vez que a medição toda acontece na cerâmica, e é independente para diferentes tipos de solos.

Vale lembrar que medir potencial hídrico ou a componente mátrica não é tão simples como umidade. Não temos instrumentos para medir toda a extensão de valores de potenciais (alguns sensores medem solos úmidos, outros secos) e tanto a amplitude como a precisão variam muito entre as tecnologias disponíveis. Ainda assim é possível usar sensores de campo para avaliar a relação de retenção de água. Deixo aqui um link para um vídeo de 20 minutos (em inglês) que discute exatamente um trabalho comparativo entre uma curva de laboratório e uma de campo.