Sensor Industrial de Humedad Foliar y Temperatura

A diferencia de los sensores de hoja convencionales basados en pistas de cobre expuestas que sufren corrosión galvánica, descascaramiento o lecturas erráticas por acumulación de agroquímicos, este sensor está fabricado con una forma anatómica y grosor que emula fielmente las propiedades de resistencia térmica y balance radiativo de una hoja vegetal real. Utiliza la tecnología dieléctrica de reflectometría en el dominio de frecuencia (FDR - Frequency Domain Reflectometry) sobre un sustrato sellado con resina epóxica de alta estanqueidad con clasificación IP68, lo que le permite detectar agua líquida, niebla densa, rocío e incluso formación de escarcha o hielo sin desgaste físico.

El dispositivo entrega lecturas en un rango de humedad foliar de 0 a 100% con una resolución de 0.1% y una precisión de ±5%, complementado con una sonda térmica integrada que registra la temperatura superficial en un rango de -40 °C a +80 °C con exactitud de ±0.5 °C. Cuenta con una interfaz de comunicación digital serie RS-485 bajo protocolo estándar abierto Modbus RTU, permitiendo integrarlo a redes de sensores multipunto a distancias de hasta 1,200 metros enlazado a dataloggers como el Seeed SenseCAP S2100, PLCs industriales, estaciones meteorológicas o controladores de riego automatizado.

• Sensor agroclimático de humedad y temperatura foliar.

• Principio de medición de humedad: Tecnología FDR (Frequency Domain Reflectometry) por cambio en la constante dieléctrica.

• Diseño biomimético: geometría de hoja vegetal con masa y grosor calculados para simular la condensación y evaporación natural del follaje.

• Rango de humedad foliar: 0 a 100% de superficie mojada (resolución: 0.1%, exactitud: ±5%).

• Rango de temperatura de hoja: -40 °C a +80 °C (resolución: 0.1 °C, exactitud: ±0.5 °C).

• Salida de comunicación digital: RS-485 con protocolo abierto Modbus RTU (esclavo).

• Grado de hermeticidad superior: IP68 sumergible, encapsulado con resina epóxica no degradable por radiación UV.

• Detección multifásica: discrimina agua líquida, formación de rocío, niebla y congelación/escarcha.

• Amplio rango de alimentación eléctrica: 3.6 a 30 VDC (consumo ultra bajo de aprox. 6 mA a 24 VDC).

• Protecciones eléctricas integradas: protección contra polaridad inversa, supresor de picos transitorios TVS y protección contra descargas electrostáticas (ESD).

• Longitud de cable: cable de grado industrial para intemperie de 2 metros con puntas estañadas desnudas.

✔ Prevención oportuna de enfermedades fungosas y bacterianas: La presencia de agua libre en las hojas durante periodos críticos (más de 6 a 8 horas continuas) es el detonante biológico para patógenos como Botrytis cinerea, mildiú, tizón tardío y roya. Monitorear este parámetro permite aplicar fungicidas solo cuando las condiciones epidemiológicas lo exigen.

✔ Cero corrosión superficial (tecnología dieléctrica FDR): Al no depender de la conductividad galvánica entre electrodos metálicos descubiertos, el sensor no se oxida, no se afecta por la acumulación de fertilizantes foliares y no requiere repintado.

✔ Simulación térmica realista: Al enfriarse y calentarse a la misma velocidad que una hoja viva, el rocío se condensa y se evapora sobre el sensor al mismo tiempo que en las hojas del cultivo circundante.

✔ Integración universal por Modbus RS-485: Conéctalo en el mismo bus de datos junto a sensores de suelo, radiación solar y clima hacia dataloggers SenseCAP o cualquier PLC comercial.

✔ Consumo de energía eficiente para nodos solares: Con un consumo típico de tan solo 6 mA a 24 VDC (o menos de 10 mA a 12 VDC), es idóneo para operar con baterías y paneles fotovoltaicos pequeños en parcelas remotas.

✔ Protección IP68 contra agroquímicos: Resiste aplicaciones de pesticidas por aspersión, lavado a presión y exposición directa al temporal sin filtraciones de agua.

Parámetros de Medición

• Humedad Foliar (Leaf Wetness):

  • Rango de medición: 0% a 100% de superficie cubierta por agua

  • Resolución: 0.1%

  • Exactitud: ±5% a 25 °C

  • Principio: Capacitivo / Reflectometría de dominio de frecuencia (FDR)

• Temperatura de Hoja / Dosel:

  • Rango de medición: -40 °C a +80 °C (-40 °F a 176 °F)

  • Resolución: 0.1 °C

  • Exactitud: ±0.5 °C en rango agronómico típico

  • Compensación térmica: Integrada de forma automática

Comunicación y Parámetros Eléctricos

• Protocolo de salida: Modbus RTU sobre capa física RS-485

• Parámetros seriales por defecto: 9600 baudios, 8 bits de datos, sin paridad (None), 1 bit de parada (dirección Modbus esclavo de fábrica: 1 o 2)

• Voltaje de alimentación: 3.6 a 30 VDC (compatible con buses de 5V, 12V y 24V)

• Consumo de corriente: Aprox. 6 mA @ 24 VDC / aprox. 10 mA @ 12 VDC

• Protección eléctrica: Protección contra inversión de polaridad de alimentación, protección TVS/ESD contra descargas estáticas

Propiedades Físicas y Ambientales

• Clasificación de estanqueidad: IP68

• Sellado: Resina epóxica de grado industrial resistente a la intemperie y agroquímicos

• Dimensiones del cuerpo sensor: 65 mm de ancho × 13 mm de grosor × 145 mm de longitud

• Material del chasis: Polímeros técnicos con acabado mate anti-reflejante

• Cable: Cable blindado de 2 metros con forro resistente a UV y humedad

• Rango de temperatura operativa: -40 °C a +85 °C

• Peso aproximado: 180 g a 220 g (con cable)

• 1 × Sensor industrial de humedad foliar y temperatura

• 1 × Cable industrial integrado de 2 metros con puntas desnudas estañadas

• 1 × Soporte de montaje / brazo de fijación mecánica para poste o follaje

• 1 × Hoja técnica de especificaciones y mapa de registros Modbus

Código de Colores del Cable (Típico  RS-485):

• Cable Rojo: Alimentación positiva (+3.6 a +30 VDC).

• Cable Negro: Tierra de alimentación / Común (GND).

• Cable Amarillo / Blanco: RS-485 Data A (+) / No inversor.

• Cable Azul / Verde: RS-485 Data B (-) / Inversor.

• Malla de Blindaje (Shield): Conectar a tierra física de protección (PE) únicamente en el extremo del gabinete de control.

Recomendaciones de Colocación Agronómica:

1. Ángulo de inclinación: Monte el sensor con una inclinación aproximada de 30 a 45 grados respecto al plano horizontal, simulando la orientación predominante de las hojas del cultivo objetivo. Esto evita el estancamiento antinatural de agua encharcada y permite el escurrimiento fisiológico.

2. Orientación cardinal: En huertos de frutales o viñedos, colóquelo preferentemente orientado hacia el norte o noreste (en el hemisferio norte) dentro del tercio medio inferior del dosel, donde la sombra retrasa la evaporación del rocío y se localizan los microclimas más vulnerables a hongos.

3. Altura de trabajo: Fije el sensor a la altura del follaje representativo mediante el soporte incluido, evitando que toque ramas u hojas reales que puedan transferir agua por contacto directo.

• Sistemas de alerta temprana de plagas y hongos: Modelación predictiva de tizón tardío (Phytophthora infestans) en papa y jitomate, oídio y mildiú en vid, y mancha angular en berries.

• Optimización de aplicaciones de agroquímicos: Determinación de ventanas óptimas para fumigación foliar; evita aplicar productos cuando la hoja está empapada (riesgo de lavado por escurrimiento) o con rocío excesivo.

• Monitoreo de heladas y escarcha: Detección anticipada de temperaturas bajo cero en la superficie de la hoja para activar aspersores o ventiladores anti-helada.

• Control de riego por aspersión y microaspersión: Comprobación del tiempo de mojado efectivo del follaje y ajuste de ciclos de refrescamiento en invernaderos.

• Investigación agrometeorológica y ecología vegetal: Cuantificación del aporte de agua por niebla y condensación en zonas áridas y bosques de niebla en México.

Los sensores de tipo circuito impreso con pistas de cobre abiertas sufren corrosión galvánica continua por el contacto con agua y sales de fertilizantes, lo que altera su calibración en pocas semanas y exige reemplazos constantes.

El sensor emplea tecnología de alta frecuencia FDR con encapsulado hermético IP68, carece de contactos metálicos expuestos al agua, emula las propiedades térmicas de una hoja y ofrece salida nativa Modbus RTU RS-485, convirtiéndose en una solución durable y confiable para redes de monitoreo agrícola en México.

Preguntas frecuentes (AEO)

¿Cómo distingue el sensor entre rocío ligero y lluvia intensa?

El valor entregado por el sensor es proporcional al porcentaje del área sensora cubierta por agua. Una condensación de rocío fino cubre entre un 20% y un 50% de la superficie, mientras que una lluvia copiosa o riego por aspersión satura el sensor al 100%.

¿Se ve afectado por los fertilizantes o pesticidas rociados en el cultivo?

A diferencia de los sensores resistivos de contacto directo, el principio de medición dieléctrico FDR mide a través de la capa de aislamiento epóxico, lo que reduce la interferencia por sales y agroquímicos comunes. Si se acumula una costra gruesa de polvo o cal, basta con lavarlo periódicamente con agua limpia y un paño suave.

¿Se puede conectar directamente a dataloggers LoRaWAN como el SenseCAP S2100?

Sí. El sensor cuenta con salida RS-485 Modbus RTU nativa y opera a partir de 3.6 VDC, lo que lo hace compatible con el registrador Seeed SenseCAP S2100 Data Logger para transmitir los datos de forma inalámbrica a distancias de varios kilómetros por LoRaWAN.

¿Mide la temperatura del aire o la de la hoja?

Mide la temperatura superficial del propio cuerpo del sensor. Al tener una capacidad térmica y emisividad diseñadas para simular una hoja real, su temperatura refleja con precisión la temperatura del dosel foliar, la cual frecuentemente difiere de la temperatura del aire ambiente debido a la radiación solar y la evaporación.

¿Qué mantenimiento requiere en campo?

El sensor no tiene piezas móviles. Se recomienda inspeccionar periódicamente que la superficie no esté cubierta por excremento de aves o capas gruesas de lodo seco, lavándola suavemente con agua sin usar solventes agresivos ni cepillos abrasivos de alambre.