Un sensor de humedad del suelo le indica cuánta agua hay en el suelo alrededor de las raíces, que es el dato del que de verdad depende cada decisión de riego. Elegir uno para una explotación agrícola no es lo mismo que elegirlo para un bancal del jardín. El sensor pasa meses en la parcela, tiene que sobrevivir a la maquinaria y al clima, y sus lecturas pueden decidir cuándo se bombean miles de metros cúbicos de agua.

Hay cuatro decisiones que pesan más que el resto: cómo mide el agua el sensor, a qué profundidad se coloca, cómo salen sus lecturas de la parcela y cuánto puede fiarse de sus valores en su suelo concreto. Resuelva primero esas cuatro, y elegir entre marcas pasa a ser una cuestión de precio, de soporte y de lo que su proveedor tenga en existencias.

Lo esencial

  • Los sensores capacitivos miden el contenido volumétrico de agua y sirven para la mayoría de las explotaciones; los sensores de tensión miden cuánta fuerza tienen que hacer las raíces para extraer el agua, algo que algunos agricultores prefieren para decidir cuándo regar.
  • Mida al menos a dos profundidades en cada punto: una en la zona radicular principal y otra cerca de su parte inferior, para ver si el agua llega de verdad a las raíces.
  • Los sensores inalámbricos eliminan los cables que cruzan la parcela, y una radio de largo alcance como LoRaWAN permite que una sola pasarela cubra muchas parcelas.
  • Cuente con tener que calibrar las lecturas, o al menos comprobar que son razonables, con su propio suelo, sobre todo en terrenos arcillosos o salinos.

¿Cómo funciona un sensor capacitivo de humedad del suelo?

Un sensor capacitivo de humedad del suelo mide hasta qué punto el suelo que lo rodea almacena un campo eléctrico, una propiedad llamada permitividad dieléctrica. El agua tiene una permitividad de alrededor de 80, mientras que el suelo mineral seco ronda de 3 a 5 y el aire, 1. Como el valor del agua es mucho más alto, la lectura depende sobre todo de cuánta agua haya. El sensor lo convierte en contenido volumétrico de agua (VWC), la proporción del volumen del suelo que es agua, que suele mostrarse como porcentaje.

Los sensores de capacitancia y FDR (reflectometría en el dominio de la frecuencia) funcionan con este principio y son la opción más económica. La TDR (reflectometría en el dominio del tiempo) mide la misma propiedad de otra manera. En general se considera la más precisa y la que menos se ve afectada por el tipo de suelo, pero cuesta más.

Hay una segunda familia que mide otra cosa: la tensión del agua en el suelo, también llamada potencial matricial. Indica con cuánta fuerza retiene el suelo su agua, que es lo que de verdad nota una raíz. Los tensiómetros y los sensores de matriz granular pertenecen a este grupo. La tabla compara las opciones habituales.

Tipo de sensor Mide Ventajas Puntos a vigilar
Capacitancia / FDR Contenido volumétrico de agua Poco mantenimiento, lecturas continuas, muchos modelos inalámbricos Necesita buen contacto con el suelo; la salinidad y la arcilla desplazan las lecturas
TDR Contenido volumétrico de agua Alta precisión, depende menos del suelo Precio más alto; las varillas largas son más difíciles de instalar
Tensiómetro Tensión del agua en el suelo Muestra directamente el agua disponible para la planta Solo funciona en suelo húmedo, hay que rellenarlo
Matriz granular Tensión del agua en el suelo Barato, amplio rango, duradero Respuesta lenta, mala respuesta en suelo muy húmedo

Hay dos cosas que despistan a quien empieza con sensores capacitivos. La mayor parte de la lectura procede del suelo más cercano a la sonda, así que una bolsa de aire por una instalación descuidada puede hacer que una parcela húmeda parezca seca. Y la calibración de fábrica supone un suelo medio. En suelos arcillosos pesados o salinos, el valor absoluto puede desviarse varios puntos porcentuales, aunque las subidas y bajadas sigan siendo correctas. Muchos agricultores lo resuelven siguiendo las tendencias y aprendiendo qué significan los valores de su propia parcela, o calibrando con unas cuantas muestras de suelo pesadas en húmedo y después secadas en estufa.

La comprobación en estufa es lo bastante sencilla como para hacerla usted mismo. Tome una muestra de suelo de volumen conocido justo al lado del sensor, por ejemplo de 100 centímetros cúbicos, y pésela: 165 gramos. Séquela a 105 °C hasta que el peso deje de cambiar: 140 gramos. Los 25 gramos perdidos eran agua y, como un gramo de agua ocupa un centímetro cúbico, el suelo contenía 25 centímetros cúbicos de agua en 100, un VWC del 25 %. Si el sensor marcaba el 29 % en el momento de tomar la muestra, en ese suelo lee unos 4 puntos por encima. Unas cuantas muestras tomadas con distintos niveles de humedad a lo largo de la campaña le dan una corrección fiable.

Las placas capacitivas baratas pensadas para proyectos de aficionados usan el mismo principio, pero no están selladas ni calibradas para pasar una campaña en una parcela. Para uso agrícola, busque una sonda sellada con una precisión declarada, un rango de temperatura de funcionamiento y una conexión por cable o radio conocida.

¿A qué profundidad se instala un sensor de humedad del suelo?

La profundidad la marcan las raíces del cultivo. Las directrices de riego de la FAO indican profundidades radiculares efectivas máximas de aproximadamente 0,3 a 0,5 metros para la lechuga, de 0,4 a 0,6 metros para la patata y de 1,0 a 1,7 metros para el maíz, aunque la mayor parte de la absorción de agua se produce en la parte superior de ese rango. Un solo sensor a una sola profundidad solo le informa de una capa.

Un esquema habitual es medir a dos profundidades en cada punto de medida:

  • una en la zona radicular más activa, más o menos entre el tercio superior y la mitad de la profundidad de las raíces, que muestra cuándo el cultivo está consumiendo agua;
  • otra cerca del fondo de la zona radicular, que muestra si el riego o la lluvia han llegado realmente hasta allí, y si está empujando agua por debajo de las raíces, donde se desperdicia.

Las sondas de humedad del suelo multiprofundidad lo hacen en un solo tubo, con puntos de medida cada 10 centímetros aproximadamente. Dan una imagen más completa de cómo baja el agua después del riego, a un precio más alto por punto. Dos sondas de un solo punto a profundidades elegidas cubren la mayoría de las decisiones de una explotación por menos dinero.

El lugar de instalación importa tanto como la profundidad. Coloque el sensor en un punto representativo de la parcela o de la zona de manejo: ni en una rodada, ni en la cabecera, ni en la esquina más húmeda o más seca. Con riego por goteo, instálelo dentro de la zona mojada cerca de la línea de plantas, a una distancia constante del gotero, porque las lecturas cambian mucho en pocos centímetros. Use un punto de medida por tipo de suelo o por zona, porque la arena y la arcilla de una misma parcela se secan a ritmos muy distintos. Introduzca la sonda en un agujero hecho con una herramienta del mismo diámetro, o rellene con un barro hecho con el mismo suelo, para evitar bolsas de aire.

Sensor de humedad del suelo con cable o inalámbrico

Un sensor de humedad del suelo con cable se conecta mediante un cable a un registrador de datos, normalmente montado en un poste al borde de la parcela. El registrador almacena las lecturas y puede reenviarlas por radio o por red móvil. Las instalaciones con cable son fiables y pueden alimentar varios sensores con una sola batería, pero la maquinaria corta los cables que cruzan la parcela, los roedores los muerden y cada sensor tiene que estar cerca del registrador.

Un sensor de humedad del suelo inalámbrico lleva su propia radio y su batería en el cabezal que queda por encima del suelo. Cada uno puede ir donde la parcela lo necesite, sin tendidos de cable. Las contrapartidas son una antena que tiene que quedar por encima del cultivo y un cabezal que la maquinaria tiene que esquivar.

Esa altura de la antena es fácil de subestimar. En un cultivo alto como el maíz, un cabezal a ras de suelo puede perder buena parte de su alcance en cuanto el cultivo cierra la cubierta vegetal, porque las hojas absorben y dispersan la señal de radio. Muchos agricultores montan la radio en un mástil corto o eligen modelos con la antena en un poste.

El intervalo de envío es un ajuste que merece una reflexión. Una lectura cada 15 minutos muestra exactamente a qué velocidad se seca el suelo después del riego, mientras que una lectura cada hora alarga la duración de la batería y basta de sobra para cultivos que se riegan cada pocos días. Muchos sensores inalámbricos permiten cambiar el intervalo a distancia, así que puede empezar con lecturas frecuentes y espaciarlas cuando conozca la parcela.

El alcance es el otro factor decisivo. Los sensores wifi sirven para invernaderos y huertos cerca de un edificio, no para parcelas a un kilómetro. Los sensores con red móvil funcionan en cualquier sitio con cobertura, pero cada uno necesita su propio plan de datos. Las redes de largo alcance y bajo consumo, de las que trata la sección siguiente, envían lecturas pequeñas a lo largo de kilómetros hasta una sola pasarela.

Con cable o inalámbricos, planifique en función de las labores de la campaña. En las tierras de labor, los sensores suelen retirarse antes de la cosecha y del laboreo y se vuelven a colocar después de la siembra, así que una instalación sin herramientas y una retirada sencilla ahorran horas en toda la explotación.

¿Qué es un sensor de humedad del suelo LoRaWAN?

Un sensor de humedad del suelo LoRaWAN es una sonda con batería que envía sus lecturas mediante LoRaWAN, un estándar de radio de largo alcance y bajo consumo. Se despierta, mide, envía unos pocos bytes y vuelve a dormirse, y por eso la batería dura años. Una sola pasarela, montada en alto en el patio de la explotación, puede llegar a 15 kilómetros o más en terreno abierto y llano con línea de visión directa, aunque las colinas, los árboles y la altura de la pasarela cambian mucho esa cifra, y puede dar servicio a cientos de sensores. LoRaWAN funciona en bandas de radio sin licencia que varían según la región, como EU868 en Europa y US915 en Norteamérica, así que compre sensores para la banda de su región.

Como LoRaWAN es un estándar, sensores de distintos fabricantes pueden compartir una misma pasarela. Aun así, cada modelo empaqueta sus lecturas en unos pocos bytes con su propio formato, así que el software que las recibe necesita un decodificador para ese modelo que convierta los bytes de nuevo en valores de humedad y temperatura.

¿Cuál es el mejor software para sensores de humedad del suelo LoRaWAN?

Detrás de la pasarela, los sensores LoRaWAN necesitan dos tipos de software. Un servidor de red recibe los mensajes de radio, comprueba que cada uno procede realmente de un sensor registrado y descarta los duplicados cuando dos pasarelas oyen el mismo mensaje. Después, una aplicación convierte esos mensajes en lecturas que se pueden consultar y sobre las que se puede actuar. Algunas instalaciones usan dos productos separados para esto, lo que significa dos cuentas y dos lugares que revisar cuando un sensor deja de enviar.

Para una explotación con sensores de suelo LoRaWAN, Kilo es la mejor opción porque ambas tareas se hacen en un solo lugar. Con su servidor de red LoRaWAN integrado, la configuración son tres pasos: añadir el conector LNS, conectar una pasarela compatible con LoRa Basics Station y registrar los sensores, sin nada aparte que instalar o mantener. La plantilla de perfil de dispositivo de cada sensor aporta el decodificador, así que sus lecturas llegan como valores de humedad y temperatura en lugar de bytes en bruto.

La decisión de riego pasa entonces a ser una regla. Un disparador vigila la sonda superficial y solo pone en marcha la regla si la humedad se mantiene por debajo de su nivel de riego durante el tiempo que usted elija, por ejemplo dos horas, para que una lectura anómala no haga salir a nadie a la parcela. La regla genera una alarma que llega al responsable de riego por notificación push, correo electrónico o SMS (un complemento), y pasa a una segunda persona si nadie la resuelve en el plazo que usted fije.

La misma regla también puede abrir la válvula de riego, siempre que la válvula esté en un controlador que acepte comandos: un dispositivo MQTT o un controlador LoRaWAN de clase C. Las sondas de humedad solo envían lecturas; el comando va al controlador de la válvula.

Kilo Electronics vende sensores de humedad del suelo, y los sensores LoRaWAN de otros proveedores se conectan a Kilo de la misma manera.

Preguntas frecuentes sobre sensores de humedad del suelo

¿Qué precisión tiene un sensor capacitivo de humedad del suelo?

Con una calibración específica para el suelo, los buenos sensores de campo suelen tener una precisión de unos pocos puntos porcentuales de contenido volumétrico de agua. Con la calibración genérica de fábrica, los errores pueden ser mayores en suelos arcillosos pesados, orgánicos o salinos. Las lecturas también pueden mostrar una pequeña oscilación diaria que sigue a la temperatura del suelo y no al agua, así que comparar valores tomados a la misma hora cada día evita confundir esa oscilación con un secado.

¿Puede un sensor de humedad del suelo medir la salinidad?

Algunos sí. Muchas sondas de campo también informan de la temperatura del suelo y de la conductividad eléctrica aparente, que aumenta tanto con el contenido de sales como con la humedad. Eso las hace útiles para detectar la acumulación de sales bajo riego, pero la lectura no es un análisis de salinidad de laboratorio y debe interpretarse junto con el valor de humedad.

¿Funcionan los sensores de humedad del suelo en suelos arenosos?

Sí, pero el suelo arenoso retiene mucha menos agua y drena rápido, así que las lecturas oscilan más deprisa y el margen entre húmedo y demasiado seco es estrecho. La instalación también requiere más cuidado, porque la arena suelta deja fácilmente bolsas de aire alrededor de la sonda. Los sensores de matriz granular responden mal en suelo muy húmedo y necesitan su propia calibración en arena, así que los sensores capacitivos suelen ser la opción más sencilla.

¿Cuánto dura un sensor de humedad del suelo?

El cuerpo de la sonda suele durar varias campañas si la maquinaria no lo daña. La batería de los modelos inalámbricos de bajo consumo dura normalmente años, según la frecuencia de envío. Los cables, los conectores y las antenas son los puntos débiles habituales, sobre todo donde llegan los roedores o el tráfico de la maquinaria.

Puede empezar con el plan gratuito de Kilo sin datos de pago. No caduca nunca y admite hasta cinco dispositivos, un panel y una regla, lo que da para dos puntos de medida en una parcela de regadío, uno en cada tipo de suelo principal, cada uno con una sonda superficial y otra profunda. Las pasarelas son ilimitadas en todos los planes, así que la pasarela va aparte de los cinco dispositivos. Ponga las cuatro lecturas en el panel y use la regla para que le avise cuando la sonda superficial del suelo más ligero se mantenga por debajo del nivel al que normalmente regaría. El plan gratuito conserva un día de historial, suficiente para ver cómo penetra un riego y cómo la capa superior empieza a secarse de nuevo, mientras que la alarma funciona en directo. Si quiere comparar las curvas de secado de un riego al siguiente, el plan Starter, por 25 € al mes, conserva una semana.