TEMPOS
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Preguntas frecuentes sobre TEMPOS

¿Qué "cifras" debo comunicar?
Cuando se notifique la resistividad térmica, debe indicarse siempre junto con el contenido de humedad. Si se dispone de los medios necesarios, también deberá indicarse la densidad/compactación del suelo. Para más información, véase "Resistividad térmica: valores rho reales para el ingeniero energético profesional".
¿Por qué son tan altas mis cifras de resistividad térmica?
Las partículas del suelo tienen una amplia gama de resistividades (~15 a 700 °C-cm/W), mientras que el agua (172 °C-cm/W) y el aire (~4000 °C-cm/W) tienen valores más finitos. La mezcla de partículas de suelo, agua y aire que compone las características de un suelo tiene un gran impacto en la resistividad térmica. El aumento de la humedad del suelo suele reducir su resistividad térmica. Por otro lado, cuanto más aire haya en la mezcla de tierra-aire-agua, mayor será la resistividad. El aire en los poros del suelo forma parte de su composición natural, por lo que no debe descartarse. Si las lecturas de resistividad térmica del suelo natural son altas debido al aire, es posible que desee considerar el relleno de ingeniería.
¿Son frágiles las pequeñas agujas "de laboratorio"?
Todas las sondas de aguja calefactada tienen un calentador interno y un sensor de temperatura que se rellena con un epoxi térmico, pero la fuerza de la aguja está en el "tubo" de acero inoxidable. Forzar la aguja podría hacer que se doblara, lo que podría dañar los circuitos del sensor. Si nos enfrentamos a un suelo duro, es posible utilizar un perno piloto o un taladro para crear un pequeño orificio piloto. Si lo hace, asegúrese de que la aguja quede bien ajustada. Si no es así, crea un nuevo orificio o utiliza un poco de grasa térmica para rellenar los huecos de aire.
¿Cumple el TEMPOS de METER los requisitos de las normas IEEE o ASTM?
El TEMPOS está clasificado como una sonda "de laboratorio" a los ojos de la norma IEEE 442. Sin embargo, muchas cosas han cambiado desde que se redactó la norma IEEE en 1981. Se está revisando la norma IEEE, y las agujas "de laboratorio" más pequeñas se están considerando para el trabajo de campo. Siempre que se pueda acceder al suelo de interés y el usuario siga las precauciones de los instrumentos para las mediciones de campo, una sonda "de laboratorio" puede ser realmente más precisa que una sonda de campo de gran tamaño.

La norma ASTM no exige longitudes de aguja específicas para aplicaciones concretas.
¿Son difíciles los cálculos para calcular la resistividad térmica?
Los cálculos matemáticos para calcular la resistividad térmica del suelo no son demasiado complejos, pero realizar cualquier cálculo a mano puede dar lugar a errores. La mayoría de los instrumentos de aguja calentada disponibles en el mercado realizan todos los cálculos y le proporcionan el número de resistividad. Lo mismo puede decirse de las mediciones del contenido de agua del suelo.
¿Puedo analizar el suelo congelado con la técnica de la aguja calentada?
El suelo congelado puede analizarse con una aguja calentada siempre que la temperatura esté dentro de las especificaciones del instrumento. No intente medir la resistividad térmica del suelo justo alrededor de la congelación, ya que el cambio de fase invalida la medición.
¿Cuál es el tamaño de grano más grande que puedo probar con una pequeña aguja calentada?
Una aguja calentada pequeña (~100 mm de longitud, ~2,5 mm de diámetro) puede analizar granos de tierra de hasta unos 2 mm. En ese momento, los espacios de aire empiezan a ofrecer más resistencia térmica que el propio suelo. La grasa térmica y los tiempos de lectura más largos pueden ayudar a superar el error causado por los espacios de aire. Sin embargo, no hay que ignorar los espacios de aire en el suelo, ya que el método de la fuente de calor de la línea, en el que se basa el diseño de la aguja calefactada, imita la disipación de calor de un cable eléctrico subterráneo. Si hay huecos de aire en el suelo, afectará al flujo de calor del cable de alimentación.
¿Cuánto tiempo tengo que esperar entre una lectura y otra?
Trate cada lectura como un nuevo examen. Espere de 2 a 5 minutos antes de tomar una lectura. Si se toman múltiples lecturas, algunos usuarios han encontrado ventajoso utilizar un par de agujas (espaciadas adecuadamente), moviendo el controlador de sensor a sensor.
¿Cuánto tiempo debo esperar tras la inserción de la aguja para iniciar la lectura?
De 2 a 5 minutos. Sin embargo, esta respuesta depende en gran medida del tamaño de la aguja y de la diferencia de temperatura entre el suelo/material de interés y la aguja. Las agujas suelen ser de acero inoxidable, por lo que tienen una gran conductividad térmica y pueden alcanzar rápidamente el equilibrio térmico con el entorno. Pero la deriva de temperatura (distinta del calentamiento de la aguja) durante una lectura puede provocar errores. Es mejor ir sobre seguro y esperar los 5 minutos para asegurarse de que la aguja y la muestra están en equilibrio.
¿Puedo realizar mediciones sobre el terreno con una aguja pequeña (por ejemplo, de 100 mm de longitud)?
Las pequeñas sondas "de laboratorio" pueden utilizarse sobre el terreno siempre que el suelo de interés sea accesible. Considérelo lo mismo que extraer una muestra de tierra y llevarla al laboratorio. Se sugiere realizar varias mediciones para comprobar la variabilidad en la muestra de interés.
¿Cómo puedo acceder al suelo de interés del campo?
Las dos formas principales de acceder al suelo para realizar pruebas son la extracción de muestras de testigos de perforación o la excavación de un pozo de pruebas. Las muestras extraídas de la profundidad de interés pueden analizarse in situ o enviarse a un laboratorio. Un pozo de pruebas permite realizar pruebas sobre el terreno o extraer muestras para enviarlas al laboratorio. Además, conviene observar el suelo de interés para buscar capas de estratos e incoherencias en el suelo. Recuerde que las pruebas de campo no ofrecen una imagen completa de la resistividad térmica de un suelo, como pueden hacerlo las pruebas de laboratorio.
¿Qué diferencia hay entre una sonda "de campo" y una sonda "de laboratorio"?
En algunas normas, las sondas de campo se concibieron y diseñaron para medir la resistividad térmica de una amplia muestra representativa del suelo. Las sondas de campo son grandes agujas (~ 1 metro de largo) que emiten mucho calor. Por desgracia, la resolución de la temperatura es bastante pobre. Por lo tanto, la medición requiere mucha potencia y tiempo para crear un cambio de temperatura suficiente para obtener resultados precisos. Las agujas de tipo "laboratorio" tienen una resolución de temperatura asombrosa (0,0001 °C) y con un par de mediciones de 5 minutos pueden caracterizar con precisión la resistividad térmica de la mayoría de los suelos. Las agujas pequeñas también requieren mucha menos energía (4 pilas AA) que una sonda de campo. Tenga en cuenta que las mediciones sobre el terreno sólo proporcionan la resistividad térmica del suelo con su contenido de humedad actual. Las pruebas de laboratorio son necesarias para obtener una imagen completa de la resistividad térmica de un suelo.
¿Cuál es su experiencia en el desarrollo de sensores de humedad del suelo para el Phoenix Rover del JPL de la NASA? ¿Por qué el sensor registra también la conductividad térmica? ¿Hubo algún hallazgo interesante?
¡No nos hagas empezar! En general, la experiencia fue estupenda. El equipo con el que trabajamos en el JPL estaba formado por científicos e ingenieros muy buenos. Las mediciones de las propiedades térmicas debían servir de base para los datos de las propiedades térmicas del regolito obtenidos por teledetección, que son fundamentales para comprender la profundidad de penetración del calor solar. Todas las funciones de medición del TECP funcionaron bien, y el proyecto se considera un gran éxito. Quizá el hallazgo más importante fue la migración de agua en fase vapor hacia el regolito a medida que éste se enfriaba al acercarse el invierno marciano. El aumento de la permitividad dieléctrica medido por TECP fue mucho mayor de lo esperado, probablemente debido a la interacción del agua con las sales de perclorato en la fase no congelada. Hace un tiempo grabamos un vídeo con el investigador principal del JPL. Puede consultarlo aquí.
¿Cuál es el tamaño óptimo de la muestra que debe utilizarse con TEMPOS?
Hay varias variables a tener en cuenta para asegurarse de que tiene el tamaño de muestra correcto. Lea esta nota de aplicación para ayudarle a determinar el tamaño de muestra ideal para su aplicación.

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