Calibrar no campo ou confiar no laboratório: o que mediu um estudo com sensores de humidade do solo

A curva que transforma um sinal em água

Um sensor de humidade do solo não mede água. Mede uma propriedade elétrica do meio que o rodeia e converte-a em conteúdo volumétrico de água através de uma curva de calibração. Quem decide uma rega a olhar para esse número está a confiar, sem a ver, nessa curva. Daí uma pergunta que aparece em quase todas as instalações: a calibração que vem de origem, ou a que se obtém num ensaio controlado, serve tal como está no terreno, ou tem de ser refeita onde o sensor vai ficar?

A pergunta do estudo

Um trabalho publicado a 22 de maio de 2026 na revista Sensors, assinado por Glenn Strypsteen, Magnus Persson, Mykola Miroshnychenko e Nikola Rakonjac, colocou exatamente essa questão: se as calibrações obtidas em laboratório se transferem de forma fiável para condições de campo, e qual a estratégia de calibração que é ao mesmo tempo eficaz e praticável para quem trabalha fora do laboratório.

Como foi feito

Os autores calibraram em laboratório sensores capacitivos de baixo custo (o modelo Capacitive Soil Moisture Sensor v2.0, lido através de um microcontrolador Arduino) sobre oito tipos de solo, entre eles franco-argilosos, areno-francos e argilo-limosos. Depois levaram os mesmos sensores para parcelas reais: dois locais no sul da Suécia, um sem cultura e outro com colza sob rega; uma parcela de alho medida entre 21 de maio e 18 de junho de 2025; e dois ensaios na Ucrânia, um no ano seco de 2024 e outro em 2025.

Como referência usaram sondas portáteis (WET e ThetaProbe ML3, da Delta-T Devices) e amostras de solo secas em estufa a 105 °C. Sobre esse material compararam quatro maneiras de calibrar: uma curva específica para cada solo obtida em laboratório, uma curva única que agrupava os oito solos, uma calibração construída com medições de referência recolhidas no próprio campo, e uma versão simplificada desta última, apoiada numa única medição de referência.

O que foi observado

Em laboratório, os sensores comportaram-se bem. A curva única aplicada aos oito solos deu um erro quadrático médio (RMSE) de 0,028 m³/m³ e um R² de 0,93, e as curvas específicas de cada solo ficaram ainda mais ajustadas.

No campo, a ordem inverteu-se. A calibração específica de cada solo obtida em laboratório, a mais exata sobre a bancada, foi em geral a que mais se afastou depois de o sensor estar enterrado: entre 0,055 e 0,191 m³/m³ de RMSE. A calibração construída com medições de referência no próprio campo foi a melhor do conjunto, entre 0,005 e 0,036 m³/m³. E a versão simplificada, a que assenta num único ponto de referência, ficou em segundo lugar na maioria dos ensaios, entre 0,006 e 0,078 m³/m³.

Em termos práticos: neste estudo, uma única leitura de referência recolhida onde o sensor está instalado recuperou boa parte da exatidão que a curva de laboratório perdia ao sair para o campo. Os autores atribuem esse desvio ao que muda entre o recipiente de laboratório e o terreno, ou seja, densidade aparente, estrutura do solo e a própria instalação do sensor.

O trabalho delimita ainda duas fronteiras. A primeira é de gama: a leitura fiável esgotava-se por volta de 0,25 a 0,30 m³/m³, e é por causa desse teto que os autores concluem que o sensor convém sobretudo a solos com menos de 35% de argila. A segunda é a salinidade, medida como condutividade elétrica do extrato de saturação: em solos não salinos, com esse indicador abaixo de 2 dS/m, a curva única dava um R² de 0,96 e um RMSE de 0,017 m³/m³, ao passo que entre 2 e 4 dS/m o resultado caía para um R² de 0,80 e um RMSE de 0,043 m³/m³.

O que não permite concluir

É um único estudo e convém lê-lo pelo que é. Os sensores ensaiados são capacitivos de baixo custo lidos por um microcontrolador, não instrumentos de campo de gama profissional: os valores de erro citados descrevem esse material concreto e não se transferem para outro sensor. Os locais ficam no sul da Suécia e na Ucrânia, com colza, alho e uma parcela sem cultura; nem o clima, nem os solos, nem os calendários de rega coincidem com os da Península Ibérica.

Os próprios autores delimitam o alcance. A textura foi a única propriedade do solo documentada de forma consistente para todos os solos, e outras, como a densidade aparente, a matéria orgânica ou a porosidade, podem influenciar a resposta do sensor. Não foi medida a densidade aparente em redor dos sensores instalados no campo. O ensaio de salinidade foi feito apenas com soluções de cloreto de sódio, uma situação mais simples do que a composição iónica real da solução do solo. E as sondas usadas como referência também não estão livres de incerteza.

Nada disto invalida o resultado. Situa-o: neste estudo, e com este material, calibrar em laboratório não chegou.

O que muda numa decisão de medição

O primeiro ponto é tratar a curva de origem como ponto de partida e não como resultado. Se a série vai servir para decidir regas, convém orçamentar desde o início o tempo de pelo menos uma visita ao terreno com um instrumento de referência, em vez de descobrir um ano depois que a série descreve bem a forma dos ciclos mas não o valor absoluto.

O segundo é documentar o solo e a instalação. Textura, densidade aparente e a forma como o sensor ficou colocado são exatamente as variáveis que os autores apontam como origem provável do desvio entre laboratório e campo. Sem esse registo, uma leitura anómala daqui a doze meses não poderá ser interpretada nem corrigida.

O terceiro é vigiar a condutividade elétrica no mesmo ponto. É a condição que este estudo mostra a degradar a calibração, e sai barata de acompanhar quando o próprio sensor já a entrega ao lado do conteúdo de água. Convém, isso sim, não confundir escalas: o que uma sonda enterrada entrega é a condutividade do conjunto de solo, água e ar que a rodeia, e não equivale à do extrato de saturação com que o estudo fixa os seus limiares. Serve para seguir a evolução naquele ponto, não para classificar o solo nas faixas do artigo, que exigem a análise correspondente.

E o quarto é confirmar onde está o teto do instrumento antes de o instalar. Se o solo for argiloso e a rega levar o conteúdo de água acima da gama em que o sensor responde, a série vai achatar-se justamente nos episódios que mais interessa observar.

Vale a pena repetir o enquadramento: isto é o que foi observado neste estudo, nestes solos e com estes sensores. Não é uma regra geral da disciplina. Mas a pergunta que levanta é geral, e cada um pode respondê-la na sua própria parcela com uma medição de referência.

Referências

• Strypsteen, G.; Persson, M.; Miroshnychenko, M.; Rakonjac, N. (2026). Field Performance and Calibration Strategies for Low-Cost Capacitive Soil Moisture Sensors. Sensors, 26(11), 3291. https://doi.org/10.3390/s26113291. Consultado a 16 de setembro de 2026.
• Crossref (2026). Registo de metadados do DOI 10.3390/s26113291 (sem marcas de correção nem de retratação à data da consulta). https://api.crossref.org/works/10.3390/s26113291. Consultado a 16 de setembro de 2026.

Seleção comercial da EIC Controls

O Registador de dados HOBO MX de EC/VWC/temperatura do solo mede conteúdo volumétrico de água, condutividade elétrica e temperatura do solo num mesmo ponto e guarda a série de forma autónoma. Este conjunto vem a propósito aqui porque a condutividade elétrica é uma das condições que o estudo aponta como limitantes da calibração, e tê-la ao lado do conteúdo de água permite seguir a sua evolução no ponto medido, sem que essa leitura equivalha ao extrato de saturação do artigo. Para as leituras de referência no terreno, o FieldScout TDR 350 Medidor de Humidade do Solo com Estojo de Armazenamento faz medições pontuais de conteúdo volumétrico de água por técnica de domínio do tempo. Falta dimensionar, em cada caso, a profundidade e o número de pontos de medição, os acessórios de instalação e a forma de recuperar os dados.

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