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Penetrando la superficie del suelo con radar


El radar de penetración terrestre no es algo de la última película de ciencia ficción. En realidad, es una herramienta utilizada por los científicos del suelo para medir la cantidad de humedad en el suelo de forma rápida y sencilla.


Por Kaine Korzekwa


Al igual que con la mayoría de las tecnologías, está mejorando y se están probando nuevas formas de uso. Jonathan Algeo, un estudiante graduado de la Universidad de Rutgers, ha pasado sus estudios haciendo que el radar de penetración en el suelo sea mejor para diferentes usos, como medir la humedad del suelo.

«Es una herramienta muy común en la investigación, la agricultura, la ingeniería y el ejército para observar objetos enterrados y medir el contenido de agua», explica Algeo. “Uno de sus principales beneficios es que es muy rápido. Un ejemplo es una herramienta con una rueda que permite que el radar tome medidas mientras lo arrastra por el suelo. De esta manera, puede tomar mediciones muy rápidamente en un campo grande o en una línea que tenga millas de longitud. El radar se puede usar rápidamente en un área grande para responder muchas preguntas diferentes «. 

La tecnología se puede utilizar para encontrar túneles subterráneos, roca de fondo o grietas de metal en los soportes de un puente. En términos de suelo, las preguntas pueden variar. ¿Cuánta agua hay cerca de la superficie? ¿Cómo varía a lo largo de un sitio de campo? El contenido de agua cerca de la superficie puede afectar el clima, por lo que también es importante para los modelos climáticos basados ​​en computadora.

La capacidad de medir la humedad del suelo en un campo puede permitir a los agricultores optimizar el uso del agua para que no utilicen demasiado o muy poco, especialmente en áreas secas donde el agua es limitada. Al observar el subsuelo poco profundo, los agricultores pueden probar la eficiencia de sus sistemas de riego. 

¿Como hace esto? “El radar de penetración en el suelo utiliza dos antenas. Uno emite una señal y otro la recibe «, dice Algeo. “La señal de salida es similar a una señal de microondas o de teléfono celular. Esa señal viaja en todas las direcciones, pero la mayor parte de la energía se dirige hacia el suelo. «Cuando hay un objeto enterrado o un cambio en el material, la señal del radar se refleja de nuevo en la superficie, donde es captada por la otra antena».

Agrega que cuando hay más agua en el suelo, las olas se mueven más lentamente. Cuando hay menos agua, se mueven más rápido. Un científico puede usar la información que las antenas recolectan de las olas para estimar el contenido de agua del suelo. 

Las ecuaciones y métodos que los investigadores usan para estimar el contenido de agua vienen en muchas formas diferentes. La investigación reciente de Algeo probó cuáles eran las mejores para estimar el contenido de agua. Las ecuaciones analizan la señal de tiempo temprana. Estas son las primeras ondas de radar que regresan a la antena receptora después de atravesar solo la parte superior del suelo. La intensidad de esta señal cambia según el contenido de agua de la parte superior del suelo. Se puede medir incluso en suelos ricos en arcilla donde el radar normalmente no sería útil.

Algeo y su equipo compararon dos métodos de calcular un valor para la señal de tiempo temprana para determinar cuál, si es que alguno de los dos, era mejor para rastrear los cambios en la humedad del suelo. Ellos encontraron que ambos métodos fueron exitosos. Esto les brinda a los investigadores la capacidad de estimar rápidamente el contenido de agua en sitios de campo grandes.

«Para que un método obtenga un uso generalizado en la industria, debe ser probado más allá de toda duda por investigadores como nosotros», dice Algeo. “Estamos tratando de averiguar todos los detalles de dónde, cómo y cuándo es más útil el análisis de señales de tiempo temprano. Esto significa que los usuarios del radar de penetración en el suelo tendrán otra herramienta en su caja de herramientas cuando intenten medir rápidamente el contenido de agua debajo de la superficie «.

«El radar de penetración en el suelo es mi herramienta geofísica favorita porque podemos obtener una gran variedad de información del subsuelo con él», agrega. «Si hay alguna pregunta sobre el subsuelo, es probable que pueda darte una idea de lo que está pasando».


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