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Higrómetro del Tallo

Los Higrómetros de acople térmico o los Psicrómetros de diseños variados han sido utilizados exitosamente en las investigación científica de las plantas desde principios de los años 50 en muestras de hojas separadas de las planta.

El higrómetro de tallo, desarrollado por el Profesor Mike Dixon, de la Universidad de Guelph, ha sido validado contra las bombas de presión Scholander-Hammel con excelentes resultados y usado en investigaciones publicadas desde 1984. Dixon, M.A. & Tyree, M.T., 1984 Un nuevo higrómetro de tallo, corregido para las gradientes de temperatura y calibrado contra la bomba de presión, Planta, Célula y Ambiente 7, 693-697.

El Higrómetro de tallo ofrece beneficios altamente significativos sobre la mayoría de los higrómetros de hojas debido a su fácil acoplamiento, lo cual minimiza las perturbaciones en el balance de energía incrementado así la exactitud de las mediciones. Aunque es una técnica con un altísimo potencial, la dificultad para obtener mediciones con el sensor con los equipos existentes habían atrasado su implementación. Debido a esto, ICT Internacional se dio a la tarea de producir el Higrómetro de Tallo de Dixon versión "Conecte y Use" para así poner esta técnica a la disposición de la investigación científica de las plantas y aprovechar de este modo su vasto potencial de usos y aplicaciones.

Diseño del Sensor

El higrómetro de tallo consiste de dos acoples térmicos soldados en constantan cromado, los cuales están conectados en serie dentro de una cámara de acero inoxidable cromada que forma una amplia masa de aislamiento térmico. Dentro de la cámara, un acople térmico está en contacto con una muestra del tallo y el otro en a su vez en forma simultánea está midiendo la temperatura del aire de la cámara. Un tercer acople térmico soldado en cobre-constantan, se encuentra localizado dentro del cuerpo de la cámara de muestreo, para medir la temperatura del instrumento con el objetivo de hacer una compensación en la temperatura.

Principio de Medicion

El higrómetro de tallo se adhiere al tallo mediante una grapa que lo sostiene en posición, empleando para esto una presión moderada. Un acople térmico se levanta desde la cámara de muestreo y se coloca de tal forma que contacte con una sección expuesta de la corteza, mientras un segundo acople térmico se mantiene dentro de la cámara de muestreo midiendo la temperatura del aire de la cámara.

Una corriente de enfriamiento Peltier es aplicada entonces a la conexión. El diferencial de lecturas de las dos conexiones es una medición de la gradiente de la temperatura entre la muestra y la medida de la conexión del punto de rocío. Ya sea utilizando la opción de la medición psicrométrica (bulbo húmedo) o de la higrométrica (punto de rocío), junto con una corrección automática de la temperatura por el error inducido de las gradientes de temperatura dentro de la cámara, se pueden obtener medidas precisas y repetibles del potencial de agua en la planta.

Equilibrio del Medio Tiempo

El equilibrio del medio tiempo para higrómetros de acoples térmicos es variada. El rango se puede extender desde varios minutos a varias horas dependiendo del diseño del higrómetro. El grado de exactitud del diferencial de temperaturas medidas dependerá de la variabilidad de tallos, de si la medida inicial de la temperatura de la conexión y de las muestras son medidas o asumidas y finalmente, de qué tan bien aislado se encuentre el higrómetro de las gradientes de temperaturas.

El higrómetro de tallo de Dixon mide todas las temperaturas y no asume ningún dato. Con un buen aislamiento, se pueden alcanzar equilibrios del medio tiempo tan cortos como 60 segundos, lo cual lo convierte en una unidad muy rápida, repetible y confiable.

Conecte y Use

Cada higrómetro de tallo consiste de una interfase "Smart Sensor", la cual convierte la señal de micro-voltios en un potencial de agua del tallo calibrado en MPa. El microprocesador integrado mantiene en la memoria la ecuación de la calibración seleccionada, la frecuencia de la medición y suple además una excitación regulada del voltaje, así una corriente enfriadora Peltier. Esto elimina la necesidad de una complicada programación o cableado para el sensor del higrómetro de tallo. Cuando es usado con un Smart Logger de ICT, el higrómetro de tallo puede ser utilizado de una manera precisa, conveniente y económica para adaptarlo en aplicaciones específicas sin tener que incurrir en una gran inversión de capital.

Opciones de Calibraciones Definidas por el Usuario

Cada higrómetro del tallo contiene una superficie de calibración de fábrica, la cual es indicativa de una superficie tridimensional en la que se igualan las dos variables independientes (voltaje y temperatura del acople térmico) del potencial de agua. Los datos del sensor pueden ser automáticamente convertidos a MPa o pueden ser dados como temperaturas en bruto en °C, junto con la temperatura de la cámara en °C para un cálculo manual de la depresión psicrométrica y su posterior conversión a MPa.

Opciones para calibraciones futuras están disponibles para el usuario accesando el menú del sistema, las cuales incluyen:

Calibración de un punto para una temperatura en una solución de NaCI con molalidad de 0.05, 0.1, 0.2, 0.5 o 1. El usuario puede seleccionar la solución más apropiada mediante el menú de inicio o “set up”. El microprocesador integrado registra los microvoltios y la temperatura para ajustar la superficie de calibración de acuerdo a los valores de los mismos.
Calibración de puntos múltiples para una sola temperatura en una solución de NaCl de dos a cinco molalilades.
Calibración de puntos múltiples para temperaturas múltiples de 5 a 35°C en una solución de NaCl de cinco molalidades.