Desarrollo y aplicación de un microcontrolador para medir la humedad del suelo in situ con el sensor HW-080 en comparación con los métodos al HORNO Y SPEEDY APURÍMAC, 2025
Cargando...
Fecha
2026-08-12
Autores
Título de la revista
ISSN de la revista
Título del volumen
Editor
Universidad Nacional Micaela Bastidas de Apurímac
Resumen
La presente investigación tuvo como objetivo evaluar la confiabilidad del sistema Arduino con sensor HW-080 para la determinación del contenido de humedad del suelo, mediante su comparación con los métodos de referencia al horno (ASTM D2216) y Speedy (ASTM D4944) durante los ensayos de campo en la progresiva 1+500 del tramo de la carretera de trocha carrozable Taraccasa, Abancay–Apurímac, 2025. La investigación fue de tipo aplicada, con enfoque cuantitativo, nivel explicativo y diseño experimental. La muestra estuvo conformada por cuatro calicatas ejecutadas en la zona de estudio, de las cuales se obtuvieron cuatro muestras de suelo evaluadas mediante tres métodos de determinación del contenido de humedad: sistema Arduino con sensor HW-080, método al horno (ASTM D2216) y método Speedy (ASTM D4944), realizándose tres repeticiones por cada método, con un total de 36 determinaciones experimentales. Los resultados evidenciaron una correlación lineal adecuada entre el sistema Arduino y los métodos de referencia, obteniéndose r = 0.993 respecto al método al horno y r = 0.966 respecto al método Speedy (p < 0.001). Asimismo, el modelo de regresión presentó un coeficiente de determinación global de 99.78 %, mientras que la capacidad de estimación alcanzó R² = 98.61 % frente al método al horno y R² = 93.37 % respecto al método Speedy. Sin embargo, la prueba t para muestras relacionadas mostró diferencias estadísticamente significativas entre las mediciones del sistema Arduino y los métodos convencionales (p < 0.001), identificándose un sesgo promedio de −1.133 % frente al método al horno y de −1.675 % frente al método Speedy, lo que evidencia una tendencia del sensor a subestimar el contenido de humedad. Además, el sistema Arduino presentó un coeficiente de variación de 22.14 %, superior al observado en el método al horno (15.42 %) y en el método Speedy (13.74 %), indicando una menor precisión y reproducibilidad relativa. Se concluye que el sistema Arduino con sensor HW-080 constituye un prototipo preliminar con potencial de estimación en las condiciones evaluadas para la determinación in situ del contenido de humedad del suelo, debido a su elevada correlación y capacidad de estimación respecto a los métodos de referencia. No obstante, la existencia de diferencias estadísticamente significativas, el sesgo negativo y la mayor variabilidad observada indican que su aplicación requiere una calibración específica para cada tipo de suelo, con el fin de mejorar la exactitud de las mediciones y ampliar su uso en actividades de control geotécnico y monitoreo de obras civiles.
Descripción
Palabras clave
Contenido de humedad del suelo, Arduino, Sensor HW-080, Método al horno, Método Speedy
