On-the-go sensor with embedded load cells for measuring soil mechanical resistance = Sensor con celdas de cargas embebidas para la medición de la resistencia mecánica del suelo

Autores
Masch, Federico Rafael; Hecker, Rogelio Lorenzo; Flores, Gustavo Marcelo; Remirez, Luis Pablo; Fernandez, Romina
Año de publicación
2020
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Soil compaction is an important degradation phenomenon that can affect root growth, and consequently crop yield. Therefore it becomes relevant to have soil compaction data for future improvements on precision agriculture management. A traditional on-the-field data related to soil compaction is cone index obtained using a penetrometer; however, this methodology is time consuming for a high density data. Therefore, on-the-go sensors have been developed to continually estimate the variable of interest. This work proposes an on-the-go sensor to estimate the soil horizontal resistance at different depths. The main design concept is based on embedded load cells at three different depths, resulting in a robust sensor with high sensitivity. The prototype was first tested and calibrated in laboratory, and then, it was tested in the field. The calculated horizontal resistance index (HRI) at the three depths was correlated with the cone index (CI) using a cone penetrometer, showing that this sensor can replace the penetrometer data, allowing the possibility of taking continuous data on the field.
La compactación de los suelos agrícolas es un fenómeno que afecta el normal desarrollo de las raíces de los cultivos y consecuentemente su posterior rendimiento. Por lo tanto, disponer de la información del estado de compactación del suelo será relevante en un futuro en lo que respecta a la agricultura de precisión. La información usual recolectada en campo relacionada con la compactación del suelo es el índice de cono (CI), obtenido mediante el uso del penetrómetro. Sin embargo, la obtención de dicha información con una alta resolución espacial a partir del penetrómetro resulta ineficiente y altamente costosa. Atendiendo a esta dificultad, se han desarrollado sensores on-the-go, cuya principal característica es su capacidad de registrar de manera continua la resistencia mecánica del suelo, con una alta resolución espacial tanto en el plano horizontal como en el vertical. Dicha característica reduce de manera significativa los tiempos y los costos de adquisición de la información de la resistencia mecánica del suelo, por la cual a partir de la misma se estima el estado de compactación del suelo. En este trabajo se presenta un sensor para medir de forma continua la resistencia mecánica del suelo en tres profundidades diferentes del suelo. En este dispositivo se utilizan celdas de cargas embebidas en el propio seno de dicho sensor promoviendo así un desempeño robusto y con una alta sensibilidad. El prototipo de este sensor fue en primera instancia evaluado y calibrado en laboratorio, para luego finalmente evaluar su desempeño en pruebas a campo. La resistencia mecánica horizontal del suelo en los tres intervalos de profundidad relevados por dicho sensor ha sido correlacionada con el índice de cono (CI) obtenido mediante un penetrómetro, mostrando que resulta factible la utilización de la información relevada por este sensor en la estimación del estado de compactación del suelo.
EEA Anguil
Fil: Masch, Federico Rafael. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Hecker, Rogelio Lorenzo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Hecker, Rogelio Lorenzo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET); Argentina
Fil: Flores, Gustavo Marcelo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Remirez, Luis Pablo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; Argentina
Fil: Fernandez, Romina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; Argentina
Fuente
Ciencia del Suelo 38 (1) : 21-28. (2020)
Materia
Compactación del Suelo
Resistencia del Suelo a la Penetración
Penetrómetros
Soil Compaction
Soil Penetration Resistance
Penetrometers
Índice de Cono
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Repositorio
INTA Digital (INTA)
Institución
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria
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This work proposes an on-the-go sensor to estimate the soil horizontal resistance at different depths. The main design concept is based on embedded load cells at three different depths, resulting in a robust sensor with high sensitivity. The prototype was first tested and calibrated in laboratory, and then, it was tested in the field. The calculated horizontal resistance index (HRI) at the three depths was correlated with the cone index (CI) using a cone penetrometer, showing that this sensor can replace the penetrometer data, allowing the possibility of taking continuous data on the field.La compactación de los suelos agrícolas es un fenómeno que afecta el normal desarrollo de las raíces de los cultivos y consecuentemente su posterior rendimiento. Por lo tanto, disponer de la información del estado de compactación del suelo será relevante en un futuro en lo que respecta a la agricultura de precisión. La información usual recolectada en campo relacionada con la compactación del suelo es el índice de cono (CI), obtenido mediante el uso del penetrómetro. Sin embargo, la obtención de dicha información con una alta resolución espacial a partir del penetrómetro resulta ineficiente y altamente costosa. Atendiendo a esta dificultad, se han desarrollado sensores on-the-go, cuya principal característica es su capacidad de registrar de manera continua la resistencia mecánica del suelo, con una alta resolución espacial tanto en el plano horizontal como en el vertical. Dicha característica reduce de manera significativa los tiempos y los costos de adquisición de la información de la resistencia mecánica del suelo, por la cual a partir de la misma se estima el estado de compactación del suelo. En este trabajo se presenta un sensor para medir de forma continua la resistencia mecánica del suelo en tres profundidades diferentes del suelo. En este dispositivo se utilizan celdas de cargas embebidas en el propio seno de dicho sensor promoviendo así un desempeño robusto y con una alta sensibilidad. El prototipo de este sensor fue en primera instancia evaluado y calibrado en laboratorio, para luego finalmente evaluar su desempeño en pruebas a campo. La resistencia mecánica horizontal del suelo en los tres intervalos de profundidad relevados por dicho sensor ha sido correlacionada con el índice de cono (CI) obtenido mediante un penetrómetro, mostrando que resulta factible la utilización de la información relevada por este sensor en la estimación del estado de compactación del suelo.EEA AnguilFil: Masch, Federico Rafael. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Hecker, Rogelio Lorenzo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Hecker, Rogelio Lorenzo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET); ArgentinaFil: Flores, Gustavo Marcelo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Remirez, Luis Pablo. Universidad Nacional de La Pampa (UNLPam). Facultad de Ingeniería; ArgentinaFil: Fernandez, Romina. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Anguil; ArgentinaAsociación Argentina de la Ciencia del Suelo (AACS)2026-09-30T14:17:26Z2026-09-30T14:17:26Z2020-05info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/20.500.12123/27952https://ojs.suelos.org.ar/index.php/cds/article/view/512Masch, F. R., Hecker, R. L., Flores, G. M., Remirez, P., & Fernandez, R. (2020). ON-THE-GO SENSOR WITH EMBEDDED LOAD CELLS FOR MEASURING SOIL MECHANICAL RESISTANCE. Ciencia Del Suelo, 38(1). Recuperado a partir de https://ojs.suelos.org.ar/index.php/cds/article/view/5120326-31691850-2067Ciencia del Suelo 38 (1) : 21-28. (2020)reponame:INTA Digital (INTA)instname:Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariaenginfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International (CC BY-NC-SA 4.0)2026-10-01T10:25:51Zoai:localhost:20.500.12123/27952instacron:INTAInstitucionalhttp://repositorio.inta.gob.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://repositorio.inta.gob.ar/oai/requesttripaldi.nicolas@inta.gob.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:l2026-10-01 10:25:52.45INTA Digital (INTA) - Instituto Nacional de Tecnología Agropecuariafalse
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La compactación de los suelos agrícolas es un fenómeno que afecta el normal desarrollo de las raíces de los cultivos y consecuentemente su posterior rendimiento. Por lo tanto, disponer de la información del estado de compactación del suelo será relevante en un futuro en lo que respecta a la agricultura de precisión. La información usual recolectada en campo relacionada con la compactación del suelo es el índice de cono (CI), obtenido mediante el uso del penetrómetro. Sin embargo, la obtención de dicha información con una alta resolución espacial a partir del penetrómetro resulta ineficiente y altamente costosa. Atendiendo a esta dificultad, se han desarrollado sensores on-the-go, cuya principal característica es su capacidad de registrar de manera continua la resistencia mecánica del suelo, con una alta resolución espacial tanto en el plano horizontal como en el vertical. Dicha característica reduce de manera significativa los tiempos y los costos de adquisición de la información de la resistencia mecánica del suelo, por la cual a partir de la misma se estima el estado de compactación del suelo. En este trabajo se presenta un sensor para medir de forma continua la resistencia mecánica del suelo en tres profundidades diferentes del suelo. En este dispositivo se utilizan celdas de cargas embebidas en el propio seno de dicho sensor promoviendo así un desempeño robusto y con una alta sensibilidad. El prototipo de este sensor fue en primera instancia evaluado y calibrado en laboratorio, para luego finalmente evaluar su desempeño en pruebas a campo. La resistencia mecánica horizontal del suelo en los tres intervalos de profundidad relevados por dicho sensor ha sido correlacionada con el índice de cono (CI) obtenido mediante un penetrómetro, mostrando que resulta factible la utilización de la información relevada por este sensor en la estimación del estado de compactación del suelo.
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