Neue Konzepte in der Bodenfeuchtemessung

Tensiometer geben Aufschluss über die Bodenfeuchte, indem sie jene Kraft messen, die Pflanzen aufwenden, um Wasser aus dem Erdreich zu extrahieren. Die benötigte Energiemenge wird auch als Bodensaugspannung oder Wasserpotenzial bezeichnet. Konventionelle Messsysteme eignen sich allerdings oft nur bedingt für spezielle Use Cases und sind in der Regel sehr kostspielig. Um Abhilfe zu schaffen, hat sich der steirische Mechatronik-Spezialist Ottronic E-Systems GmbH im Rahmen des EDIH Applied CPS mit der Silicon Austria Labs GmbH zusammengetan. Gemeinsam wurde im Rahmen des EDIH-Services versucht, alternative Möglichkeiten zur Messung der Saugspannung zu finden.

Nach der Analyse verschiedener geeigneter Messkonzepte führten die Forscher*innen anhand vordefinierter Trocknungsversuche in einer Klimakammer Versuchsmessungen durch. Der anschließende Vergleich der gewonnenen Daten mit jenen konventioneller Referenzsystemen zeigte, dass preiswerte kapazitive und resistive Sensoren als realistische Alternativen in Betracht gezogen werden können. So konnte die Bodensaugspannung mithilfe des Demonstrators zuverlässig angenähert werden.

Das Messkonzept bietet nachweislich Potenzial für kostengünstige, feldtaugliche Überwachungslösungen im landwirtschaftlichen Bereich und für geotechnische Anwendungen. Indem der Sensor bzw. die Messeinheit zwischen den Messungen abgeschaltet werden kann, lässt sich der Energieverbrauch optimieren. Die Datenübertragung kann drahtlos erfolgen. Wird das automatisierte Überwachungssystem zusätzlich mit IoT-Technologien kombiniert, ermöglicht das etwa die präzise Steuerung von Bewässerungsanlagen.