SENSOR CALIBRATION FOR MOISTURE ESTIMATION IN FOUR SOIL CLASSES

Abstract

CALIBRAÇÃO DE SENSORES PARA ESTIMATIVA DE UMIDADE EM QUATRO CLASSES DE SOLO

IGOR ALEXANDRE DE SOUZA¹; HENRIQUE LOPES COIMBRA¹; WESLEY ESDRAS SANTIAGO¹, RAFAEL FARIA CALDEIRA¹; DANIEL MAI¹ E DANIEL CAMPANELLI DE ANDRADE¹

¹Instituto de Ciências Agrárias – ICA, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – UFVJM, Avenida Universitária, 1000, Universitários, 38610-036, Unaí, MG Brasil

igor.alexandre@ufvjm.edu.br; henrique.lopes@ufvjm.edu.br; wesley.santiago@ufvjm.edu.br; rafael.faria@ufvjm.edu.br; daniel.mai@ufvjm.edu.br; daniel.campanelli@icrop.com.br

1 RESUMO

Os sensores de umidade do solo são uma ferramenta útil para otimizar o uso da água, mas devem ser calibrados localmente para garantir precisão. Isso envolve considerar a sensibilidade desses sensores aos atributos naturais do solo, que variam de acordo com sua classe e particularidades. O objetivo desse estudo foi avaliar e calibrar três sensores de umidade do solo (HidroFarm, Vergtrug Care e PMS710) em quatro diferentes classes de solo: Latossolo Vermelho Distrófico, Latossolo Amarelo Distrófico, Nitossolo Vermelho Distrófico e Cambissolo Háplico. Foram utilizadas 12 amostras de solo indeformadas coletadas em colunas de PVC de 112 mm de diâmetro por 200 mm de altura. As amostras foram saturadas com água destilada, e os sensores foram inseridos imediatamente após a saturação. Em razão das características específicas de cada sensor e tipo de solo, foram desenvolvidas curvas de calibração personalizadas. A avaliação das curvas de calibração, considerando o coeficiente de determinação Kendall e Pearson e os valores de p, revelou que os sensores Vergtrug Care e PMS710 demonstraram resultados estatisticamente significativos e são, portanto, recomendados para a estimativa de umidade volumétrica nos solos estudados.

Keywords: curvas de calibração, eficiência de sensores, propriedades físicas do solo, umidade volumétrica.

SOUZA, I. A. de; COIMBRA, H. L.; SANTIAGO, W. E., CALDEIRA, R. F.; MAI, D. e ANDRADE, D. C. de

SENSOR CALIBRATION FOR MOISTURE ESTIMATION IN FOUR SOIL CLASSES

2 ABSTRACT

Soil moisture sensors are useful tools for optimizing water use but need to be calibrated locally to ensure accuracy. This involves considering the sensitivity of these sensors to natural soil attributes, which vary according to their class and characteristics. The aim of this study was to evaluate and calibrate three soil moisture sensors (HidroFarm, Vergtrug Care and PMS710) in four different soil classes: dystrophic Red Latosol, dystrophic Yellow Latosol, dystrophic Red Nitosol and a Haplic Cambisol. Twelve undisturbed soil samples were collected from PVC columns with a diameter of 112 mm and a height of 200 mm. The samples were saturated with distilled water, and the sensors were inserted immediately after saturation. Owing to the specific characteristics of each sensor and soil type, customized calibration curves were developed. The evaluation of these curves, which is based on the criteria of the coefficient of determination, Kendall's coefficient, Pearson's coefficient, p value and mean squared error, demonstrated that only the Vergtrug Care and PMS710 sensors are recommended for estimation of volumetric moisture in the studied soils.

Keywords: calibration curves, moisture content, sensor efficiency, soil properties.