Medición automatizada de la infiltración de agua: implicaciones para la gestión sostenible del agua en diferentes tipos de suelo

Abstract

Context: The assessment of water infiltration in various soil types is fundamental for the sustainable management of water and soil resources. Accurate measurement methods are needed to advance our understanding of infiltration processes and to support effective water management practices that maintain soil integrity. Knowledge Gapgap: While progress has been made in infiltration measurement techniques, the extent to which automated systems can enhance accuracy and inform sustainable water and soil management strategies remains unclear. Purpose: This study investigates how the use of automated systems can improve the accuracy of soil water infiltration measurements, contributing to more effective strategies for sustainable management of water and soil resources. Methods: The study examines the relationship between the physical composition of soils in a toposequence of three distinct types (Latosol, Argisol, Neosol) and their water infiltration rates. An automated system incorporating a ring infiltrometer, ultrasonic sensor, and Arduino microcontroller was used for continuous infiltration measurements in the soils of the Tietê-Batalha watershed, São Paulo (SP), Brazil. Results and Conclusions: The findings show that Neosol had an average infiltration rate of 52.18 ± 6.88 mm h-1, Argisol recorded a rate of 47.20 ± 1.64 mm h-1, and Latosol exhibited a lower average of 37.76 ± 1.15 mm h-1. The results demonstrate the advantages of integrating automated technology into soil analysis, revealing a partial correlation between soil physical properties and infiltration rates. Although challenges remain in implementing automated systems, their use enhances the understanding of hydrological processes and supports more informed decisions in sustainable resource management. Recommendations and Future future Perspectives: Future research should investigate the influence of climatic and environmental factors on measurement accuracy, as well as the broader implications for sustainable management practices across different environmental conditions. These areas of inquiry are important for advancing knowledge and improving strategies for conserving water and soil resources.Contextualización: La evaluación de la infiltración de agua en diversos tipos de suelo es fundamental para gestionar de forma sostenible los recursos hídricos y edáficos. Se necesitan métodos de medición precisos para avanzar en nuestra comprensión de los procesos de infiltración y apoyar prácticas eficaces de gestión del agua que mantengan la integridad del suelo. Vacío de conocimiento: Aunque se ha avanzado en las técnicas de medición de la infiltración, sigue sin estar claro hasta qué punto los sistemas automatizados pueden mejorar la precisión y ofrecer información sobre estrategias sostenibles de gestión del agua y el suelo. Propósito: Este trabajo de investigación analiza cómo el uso de sistemas automatizados puede mejorar la precisión de las mediciones de la infiltración de agua en el suelo, lo que contribuye a estrategias más eficaces para la gestión sostenible de los recursos hídricos y edáficos. Metodología: El estudio examina la relación entre la composición física de los suelos en una toposecuencia de tres tipos distintos (Latosol, Argisol, Neosol) y sus tasas de infiltración de agua. Se utilizó un sistema automatizado que incorpora un infiltrómetro de anillo, un sensor ultrasónico y un microcontrolador Arduino para realizar mediciones continuas de la infiltración en los suelos de la cuenca hidrográfica de Tietê-Batalha, en São Paulo (SP), Brasil. Resultados y conclusiones: Los resultados muestran que Neosol tuvo una tasa de infiltración media de 52,18 ± 6,88 mm h-1, Argisol registró una tasa de 47,20 ± 1,64 mm h-1 y Latosol exhibió una media inferior de 37,76 ± 1,15 mm h-1. Los resultados demuestran las ventajas de integrar la tecnología automatizada en el análisis de suelos y revelan una correlación parcial entre las propiedades físicas del suelo y las tasas de infiltración. Aunque la aplicación de sistemas automatizados sigue planteando dificultades, su uso mejora la comprensión de los procesos hidrológicos y permite tomar decisiones más informadas en la gestión sostenible de los recursos. Recomendaciones y perspectivas futuras: En el futuro, se deberán llevar a cabo investigaciones que estudien la influencia de los factores climáticos y medioambientales en la precisión de las mediciones, así como sus implicaciones más amplias para las prácticas de gestión sostenible en diferentes condiciones medioambientales. Estas áreas de investigación son importantes para avanzar en el conocimiento y mejorar las estrategias de conservación de los recursos hídricos y edáficos