DOI:
https://doi.org/10.14483/22487638.22220Publicado:
01-09-2024Número:
Vol. 28 Núm. 81 (2024): Julio - SeptiembreSección:
InvestigaciónDiseño y calibración de un dispositivo de bajo costo para la medición del flujo de savia en especies forestales
Design and calibration of a low-cost device for measuring sap flow in forest species
Palabras clave:
Gmelina arborea, transpiration, heat ratio method (en).Palabras clave:
Gmelina arborea, transpiración, método de la razón de calor (es).Descargas
Resumen (es)
Objetivo: El estudio tiene como objetivo diseñar y calibrar un dispositivo de bajo costo para monitorear el flujo de
savia en especies leñosas, utilizando el método de la razón de calor como equivalente de la transpiración.
Metodología: El dispositivo consta de un sensor y un sistema de control y adquisición de datos programado con
Arduino IDE. La capacidad de detectar variaciones mínimas de temperatura, y el consumo energético fueron evaluados. La calibración del dispositivo incluyó la comparación y evaluación de la velocidad del flujo de savia (Fd) estimada frente a la obtenida mediante un lisímetro de pesaje en plantas de Gmelina arborea en invernadero. Adicionalmente, una evaluación en condiciones de campo comparó las tasas de transpiración obtenidas con el dispositivo en un árbol de Gmelina arborea con la evapotranspiración potencial (ET0).
Resultados: El dispositivo demostró una alta efectividad, ya que permitió la medición de variaciones de temperatura
de hasta 0,004 °C, con un bajo consumo energético promedio de 6,84 mAh. Los datos de Fd obtenidos por
el dispositivo mostraron una relación lineal significativa con los valores de Fd medidos con el lisímetro, con un
R2 = 0, 791. Una prueba t indicó que no hubo diferencias significativas (p >0,05) entre la Fd medida por ambos
métodos. Además, se observó una fuerte congruencia entre las mediciones de transpiración obtenidas con el dispositivo y la ET0, lo cual señala la confiabilidad del dispositivo.
Conclusiones: El dispositivo desarrollado demostró un comportamiento estable y adecuado. Pudo detectar con
precisión las variaciones de temperatura asociadas al flujo de savia en árboles de Gmelina arborea. También, generó
información crucial para comprender los requerimientos hídricos de especies leñosas, lo que puede orientar decisiones de manejo forestal y silvicultura, especialmente en el contexto del cambio climático.
Resumen (en)
Objective: The study aims to design and calibrate a low-cost device to monitor sap flow in woody species, using
the heat ratio method as a proxy of transpiration.
Methodology: The device consists of a sensor and a data acquisition and control system programmed with Arduino
IDE. The ability to detect minimal temperature variations and energy consumption were evaluated. Device calibration included comparing and evaluating the estimated sap flow rate (Fd) against that obtained using a weighing lysimeter on Gmelina arborea plants in a greenhouse. Additionally, a field evaluation compared the transpiration rates obtained with the device on a Gmelina arborea tree with potential evapotranspiration (ET0).
Results: The device demonstrated high effectiveness, allowing the measurement of temperature variations down
to 0.004 °C, with a low average energy consumption of 6.84 mAh. The Fd data obtained by the device showed a significant linear relationship with the Fd values measured by the lysimeter, with an R2 = 0, 791. A t-test indicated no
significant differences (p >0, 05) between the Fd measured by both methods. Additionally, a strong congruence was
observed between the transpiration measurements obtained with the device and ET0, demonstrating the reliability of the device.
Conclusions: The developed device demonstrated stable and adequate performance. It was able to accurately detect
temperature variations associated with sap flow in Gmelina arborea trees. The device can generate crucial
information to understand the water requirements of species, which can guide forest management and silviculture decisions, especially in the context of climate change.
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