KSAT
Conductividad hidráulica saturada en el laboratorio
$4,675.00
precio base local
KSAT es la única configuración automatizada fácil de usar para realizar mediciones de conductividad hidráulica saturada en el laboratorio. Lo mejor de todo es que está completamente integrado.
- Conductividad hidráulica saturada simplificada en el laboratorio
- Todo completamente integrado. Elimina el error humano.
- Fácil de usar y conforme a ASTM D2434
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Visión general / Características
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Evite complicadas y laboriosas configuraciones
La conductividad hidráulica saturada no es una medida fácil de realizar, sobre todo por la falta de una herramienta sencilla de usar. Mucha gente recurre a improvisar sus propios artilugios, que o bien son complicados y quisquillosos, o bien son sencillos y toscos. Ninguno de los dos ha demostrado ser eficaz en términos de precisión o comodidad, por lo que hemos desarrollado el KSAT.
Conductividad hidráulica saturada-simplificada
El KSAT conforme a ASTM D2434 es la única configuración automatizada fácil de usar para tomar medidas de conductividad hidráulica saturada en el laboratorio. En su forma más simple, es un instrumento que utiliza los métodos de cabeza descendente (automatizado) y cabeza constante (no automatizado) en un núcleo de suelo. Lo mejor de todo es que está completamente integrado, por lo que también se garantiza una ingeniería controlada por software y totalmente probada.
Integración: la clave de la comodidad
A diferencia de los artilugios típicos, KSAT viene con todo lo necesario para realizar una medición, lo que significa que puede configurarlo nada más sacarlo de la caja. Este tipo de integración también permite que KSAT ocupe un espacio mínimo en el banco. Pero quizá su mayor ventaja sea que, como parte del sistema LABROS , complementa al HYPROP. Tanto el HYPROP como el KSAT pueden utilizar el mismo testigo de suelo porque comparten anillos de muestreo compatibles. Esto permite realizar mediciones de conductividad hidráulica saturada y no saturada y generar una curva característica de humedad del suelo para obtener una imagen completa de las propiedades de una muestra, simplificando ambos procesos.
Mediciones superiores de conductividad hidráulica saturada
Integración total. Automatización sencilla. Mayor precisión. Por fin, el KSAT cumple todos los requisitos que le interesan a la hora de medir la conductividad hidráulica saturada en un instrumento compacto que le ahorra tiempo, molestias y preocupaciones.
Fácil y automático
Como único instrumento automatizado simplificado del mercado, KSAT hace que las mediciones sean mucho más cómodas. El software fácil de usar realiza todos los cálculos, incluidas las correcciones de temperatura basadas en la viscosidad del agua. También puede eliminar la necesidad de cronometrar el flujo de salida, pesar los vasos de precipitados y tomar decisiones, lo que en conjunto supone un ahorro de tiempo significativo.
Un mayor grado de precisión
El KSAT dispone de una amplia gama de conductividades de medición, de 5.000 a 0,01 cm/d. Además, lee y almacena los datos automáticamente en su ordenador a través de USB, por lo que se reducen los errores humanos. Y como los datos se corrigen en función de la temperatura, la calidad de los datos también mejora notablemente para obtener resultados en los que realmente puede confiar.
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Resumen de características
- Preciso
- Conforme a ASTM D2434
- Elimina el error humano
- Calcula directamente Ksat
- Correcciones de temperatura
- Paquete completamente integrado
- Ocupa poco espacio
- Automatizado
- Utiliza métodos de cabeza constante y descendente
- Software fácil de usar
- Compatible con HYPROP
- Amplia gama de conductividades
- Cumple las normas DIN 19683-9 y DIN 18130-1
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Especificaciones
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ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
Especificaciones de medición
Valores medibles Ksat (min)0,01 cm/d (0,004 in/d)Medible Ksat Valores (máx)5000 cm/d (196 in/d)Conductividad hidráulica (Ks) de la placa porosaKs = 14000 cm/d (5512 in/d)Precisión del sensor de presión1 Pa (0,01 cm WC o 0,0001 psi)Precisión del sensor de temperatura0,2 °C (0,4 °F)Precisión estadística típica a parámetro ambiental constante y resistencia al flujo constante de los suelosaprox. 2% (en la práctica 10%)Anillo de muestreo (también compatible con HYPROP)Volumen: 250 ml (0.066 gal)
Altura: 50 mm (2 in)
Diámetro interior: 80 mm (3.15 in)
Con adaptador separado 100 ml
anillos de muestreo posiblesOtros
GSA
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Soporte / FAQ
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KSAT Preguntas frecuentes
- Si la placa porosa se contamina con partículas de tierra, su conductividad cambia. ¿Cómo puedo solucionarlo?
- Normalmente, puede enjuagarla con agua clara de abajo hacia arriba para eliminar las partículas de tierra. Si la placa porosa está sucia, intente limpiarla bajo el agua con un cepillo, o en el desecador al vacío. Si esto no ayuda, recomendamos sustituir la placa para eliminar los cambios de conductividad no deseados.
- ¿Es mejor medir la conductividad saturada en el campo, ya que cubre todo el sistema poroso de un suelo? ¿Cómo puede una pequeña muestra representar las condiciones del campo?
- Es cierto que los datos de campo son siempre mejores, pero muchos investigadores siguen midiendo la conductividad hidráulica saturada (Ks) utilizando muestras de testigos en el laboratorio. Para garantizar que las mediciones realizadas con muestras pequeñas sean representativas de las condiciones de campo, es necesario disponer de más réplicas que eliminen los caminos abiertos. Recomendamos utilizar cinco réplicas para comparar los resultados. Si una o dos tienen resultados de Ks mucho más altos que las demás, deje esas muestras fuera de la media final. En su lugar, tome la media de aquellas lecturas con niveles más bajos. Los datos de alta conductividad pueden ser el resultado de caminos abiertos (poros), que son el resultado de cortar una muestra de núcleo, pero que son más o menos pasivos en el campo.
- ¿Por qué la curva de cabeza descendente ajustada no coincide con mis datos?
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There can be a variety of reasons for this:
1. If your sample is not mounted properly, the base might not be tightly sealed. If this is the case, the water pressure will not approximate the value of zero hPa at the end, but tends to go to a negative value. To solve this problem, ensure that your sample is re-mounted properly. NOTE: In the early releases of KSAT, a bottom plate was used that sometimes failed to provide a tight-sealed connection to the sample, particularly if steel cylinders were scratched or dirty. The plates were replaced in the summer of 2015 by new plates with a soft, rubber sealing. Only these new ones should be used to ensure a tight connection between the sample and the dome.
2. In some soils, particularly soils with a loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (for instance, through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. In that case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient, and consequently the change of the hydraulic head with time is not exponential, invalidating Darcy’s law. KSAT is a precision measurement device which shows you this by a misfit of the exponential function: the fitted function will be less curved than the data. Also, you will notice in such a case that the calculated conductivity becomes larger as the size of the pressure head decreases. Under very small gradients, flow might still be laminar. To remedy this, repeat your measurement with a small gradient (for instance, an initial pressure head < 5 cm).
3. Soils are fragile, porous systems, and their permeability might change during the measurement process. There are different directions and reasons for this: If flow takes place primarily through macropores, these might erode during the measurement process, increasing conductivity. This will lead to a result similar to the previous case, with the difference being that the effect (increasing conductivity) is lasting. Due to preferential flow through macropores, these can become sealed by sediment particles. In this case, conductivity will decrease during the measurement process. You will see this again by an apparent misfit of the exponential function, but in this case, the fitted exponential curve will be more curved than the data. 4. The offset of your pressure transducer might not be equal to zero. The reason for that can be that you have a temperature drift (if not all components of the measurement, i.e., KSAT, used liquid, and soil samples were equilibrated at the same temperature). To solve this problem, equilibrate all components to the same temperature, and perform the offset recalibration before the measurement.
- ¿Por qué el nivel de agua de la bureta no desciende a cero, sino que se mantiene en un valor positivo?
- Es posible que haya aire en la conexión del tubo entre la bureta y el tubo. Para eliminarlo, llena de agua la bureta hasta 20 cm de altura y abre rápidamente la válvula de la cúpula. El agua saldrá disparada por el tubo y arrastrará consigo el aire existente.
- La detección automática del inicio de la medición no funciona. Cuál es la razón y qué puedo hacer?
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KSAT detecta automáticamente el inicio de una medición por un salto de presión positiva en la señal. Hay algunas razones posibles y soluciones de coordinación de por qué no funciona la detección automática:
1. La apertura de la válvula es demasiado lenta. Si esto ocurre, el aumento de presión será demasiado gradual y no se reconocerá el aumento. Para solucionar este problema, abra la válvula con un giro rápido de la palanca.
2. Es posible que el transductor de presión no reaccione instantáneamente debido a la formación de capas o a la sedimentación. Si esto ocurre, limpie el KSAT.
3. El transductor de presión está defectuoso. En este caso, envíe el KSAT a METER.
*EN CUALQUIER CASO: SIEMPRE puede iniciar manualmente su medición pulsando el botón "Reiniciar manualmente". Esta solución también es adecuada si desea iniciar una medición KSAT "sobre la marcha", por ejemplo, si la conexión de la válvula a la bureta ya está abierta (intencionada o accidentalmente) cuando desea iniciar su medición.
- ¿Qué fluido debo utilizar para mis experimentos?
- No utilice agua destilada. En suelos arenosos, la composición iónica del agua no tiene gran importancia, pero en suelos de textura fina, la anchura de la doble capa eléctrica se verá muy afectada por la fuerza iónica y la composición iónica del agua. Además, el uso de agua con aniones monovalentes de agua destilada puede dispersar la muestra, reduciendo así su conductividad saturada. En general, se recomienda utilizar agua con una composición iónica similar a la del suelo investigado; sin embargo, conocer la composición iónica de un agua no siempre es fácil. En la práctica, en la mayoría de los casos se utiliza agua del grifo estándar, y es bueno si se puede especificar la fuerza iónica. Para algunas investigaciones, en particular con suelos que pueden sufrir dispersión, es recomendable utilizar una solución electrolítica con cationes bivalentes, por ejemplo, una solución 0,01 molar con calcio como catión. Utilice SIEMPRE agua con la misma temperatura que el entorno del laboratorio donde realice las mediciones.
- El agua que sale del tubo de escape no es transparente. ¿Es un problema?
- El cabezal de presión que ha aplicado es demasiado alto para su muestra, lo que provoca erosión y destruye la muestra. El transductor de presión de su instrumento es lo suficientemente preciso como para trabajar con cabezas de presión mínimas. Ajuste la cabeza de presión entre 2 y 5 cm. Además, normalmente obtendrá los mejores resultados con cabezas de presión pequeñas.
- No ocurre nada cuando abro la válvula de conexión. ¿Es impermeable mi muestra?
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KSAT puede registrar incluso tasas de percolación extremadamente pequeñas. Si ha seleccionado "Auto" para la frecuencia de muestreo, sólo se mostrará un punto de datos si se registra una diferencia de altura de presión mínima (por defecto es de 0,1 cm). Puede hacer lo siguiente para ver más puntos:
1. 1. Seleccione una diferencia de presión mínima menor (hasta 0,01 cm).
2. 2. Seleccione un intervalo de tiempo constante en lugar del modo automático.
3. Aumente la cabeza de presión inicial. Siempre recomendamos iniciar las mediciones con una diferencia de cabeza de presión de no más de unos 5 cm para minimizar el riesgo de erosionar o destruir la muestra durante la medición. Sin embargo, si su muestra es obviamente estable, puede aumentarla hasta 20 cm.
4. 4. Si las conductividades son tan bajas que incluso las mediciones con 20 cm de diferencia de altura de presión inicial parecen extremadamente lentas, utilice el modo de extensión de la bureta para su medición con el fin de acelerar la medición de nuevo por un factor de 50. Para ello, llene completamente la bureta hasta la parte superior del tubo con el tubo de cabeza constante encima. El KSAT detectará automáticamente que se está suministrando agua desde la tubería estrecha en lugar de la bureta ancha, y calculará el valor de conductividad adecuado.
- ¿Es necesario esperar hasta que se alcance el tiempo de medición definido?
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Puede detener la medición antes de que se alcance el tiempo de medición definido si se cumplen los siguientes parámetros:
- la curva de ajuste se ajusta a los valores de medición
- r2 es suficientemente alto (cercano a 1)
- ya se han tomado suficientes valores de medición (> 10)
- el valor Ks es constante
- No puedo medir conductividades porque toda el agua pasa a través de la muestra antes incluso de que comience la medición automática.
- El límite superior del rango de conductividades medibles con KSAT es de unos 5000 cm/d. En este caso, el nivel de agua inicial atraviesa la muestra en unos 5 segundos, lo que se aproxima a la resolución temporal de la adquisición de datos de KSAT . Para resolver este problema de medición, puede utilizar el botón "reiniciar medición" para iniciar manualmente el registro de datos inmediatamente después de abrir la válvula. Esto puede acelerar ligeramente el registro de los primeros datos.
- ¿Por qué la curva de caída de cabeza ajustada no coincide con mis datos de KSAT ?
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There can be a variety of reasons for this:
1. If your sample is not mounted properly, it might be not tightly sealed at its base. If this is the case, the water pressure will not approximate the value of zero hPa at the end but will tend to go to a negative value. Solution: Remount the sample properly.
NOTE: In KSAT early releases, a bottom plate was used that sometimes failed to provide a tightly sealed connection to the sample, particularly if steel cylinders were scratched or dirty. The plate was replaced in summer 2015 by a new plate with a soft rubber seal. Only this updated plate should be used to ensure a tight connection between sample and dome.
2. In some soils, particularly of loamy texture, almost all water passes through a very small part of the soil sample (i.e., through macropores). Water flow in these macropores becomes turbulent if the pressure gradient becomes too large. If this is the case, the water flow is no longer proportional to the pressure gradient. Consequently, the change of the hydraulic head with time is not exponential, and Darcy’s law is not valid. If this is the case, the exponential function will not fit the data: the fitted function will be less curved than the experimental results. Also, you will notice in such cases that the smaller pressure heads give a larger calculated conductivity. Solution: Under very small gradients, flow still might be laminar. So, repeat the measurement with a small gradient (i.e., an initial pressure head < 5 cm).
3. Soils are fragile porous systems, and their permeability might change during the measurement process. There are different reasons for this:
a. If flow takes place primarily through macropores, these might erode during the measurement process (i.e., conductivity increases). This will lead to a result similar to #2, however, the effect (increasing conductivity) will be lasting.
b. Due to preferential flow, macropores can become sealed by sediment particles. In this case, conductivity will decrease during the measurement process. This will be indicated by an apparent misfit of the exponential function, but in this case, the fitted exponential curve will be more curved than the data.
4. The offset of your pressure transducer might not be equal to zero. You may have a temperature drift if all components of the measurement (i.e., KSAT, used liquid, and soil samples) were not equilibrated at the same temperature. Solution: Equilibrate all components to the same temperature, and perform the offset recalibration before the measurement.
- Es mejor medir la conductividad hidráulica saturada en el campo, ya que cubre todo el sistema poroso de un suelo. Cómo se puede medir Ks (Kf) con sólo un núcleo de suelo?
- Muchas instituciones de investigación siguen midiendo Ks (Kf) con muestras, pero los datos de campo siempre son mejores. Si se utiliza un testigo de suelo, es necesario disponer de cinco réplicas para asegurarse de que los caminos abiertos no falsean el resultado. Compare los resultados. Si uno o dos tienen resultados de Ks mucho más altos, no los promedie, sino promedie sólo las lecturas con valores más bajos. Los datos de alta conductividad pueden ser el resultado de caminos abiertos (poros), que se cortaron en la parte superior e inferior del núcleo del suelo, pero que son más o menos pasivos en el campo.
- ¿Cómo calcula KSAT la corrección de temperatura para obtener la conductividad saturada a la temperatura de referencia especificada?
- KSAT utiliza la dependencia de la temperatura de la viscosidad del agua para recalcular la conductividad de referencia (a la temperatura de referencia especificada) a partir del valor medido (a la temperatura de funcionamiento medida). Los detalles se especifican en la página 11 del manual de funcionamiento de KSAT (disponible en formato pdf en el menú Ayuda del software KSAT ).
- ¿Saturación significa que todos los poros del suelo están llenos de agua?
- ¡No! Pero tampoco es el caso sobre el terreno.
- No puedo medir conductividades porque toda el agua pasa a través de la muestra antes incluso de que comience la medición automática.
- El límite superior del rango de conductividades medibles con KSAT es de unos 10000 cm/d. En este caso, el nivel de agua inicial pasa a través de la muestra en unos 5 segundos, lo que se aproxima a la resolución temporal de la adquisición de datos del KSAT . Puede intentar utilizar el botón Reiniciar Medición para iniciar manualmente el registro de datos inmediatamente después de abrir la válvula. Esto puede acelerar ligeramente el registro del primer punto de datos y ayudar a elevar ligeramente el límite superior de medición.
- ¿Cuándo finaliza mi medición?
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La medición finaliza automáticamente si se alcanza una altura de presión total mínima (parámetro H_end_abs) o una altura de presión relativa mínima (parámetro H_end_rel), que está relacionada con la altura de presión inicial. El ajuste por defecto es que el agua se filtre hasta que el nivel descienda al 25 % del valor inicial. Puede cambiar este ajuste en el menú de parámetros. Los valores por defecto son muy conservadores. A menudo, las mediciones pueden detenerse mucho antes. Puede hacerlo en cualquier momento pulsando Detener medición. Como regla general, la medición puede detenerse:
a) si la conductividad calculada se convierte en un valor estable. Esto significa que se ha registrado un número suficiente de datos medidos (> 10) y que la señal muestra una tendencia clara, y
b) si r2 es suficientemente alto (r2 > 0,999).
En el caso de muestras con baja permeabilidad, una disminución de 1 cm de la cabeza de presión suele ser suficiente para detener la medición. Por ejemplo, una muestra con una conductividad de 2 cm/d tardará unas 8 horas en alcanzar 0,25 de su cabeza de presión inicial. En la práctica, se puede empezar con 20 cm de altura inicial y parar cuando se alcancen los 19,5 cm (bien manualmente, bien ajustando H_end_rel = 0,975), lo que ocurre al cabo de aproximadamente 15 minutos.
- ¿Puedo visualizar mis datos externamente?
- Sí. Todos sus datos y todos los parámetros se escriben en un archivo ASCII en formato csv. Puede utilizar estos datos para volver a visualizar la medición y la curva ajustada con su propio software de visualización.
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Recursos / Publicaciones
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Enlaces a recursos
- Cómo medir la conductividad hidráulica: ¿Qué método le conviene?
- Manuales y software
- Instrumentos de laboratorio frente a instrumentos de campo: Por qué utilizar ambos
- Webinar: Humedad del suelo 301: Conductividad hidráulica: por qué es necesaria. Cómo medirla.
- Seminario en línea: Humedad del suelo 302: Conductividad hidráulica: ¿qué instrumento le conviene?
- Seminario web: Propiedades hidráulicas del suelo: 8 formas de poner en peligro sus datos
- Clase magistral sobre la humedad del suelo
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Selección de publicaciones
A continuación figuran algunos ejemplos de publicaciones citadas en KSAT. Esta lista no es exhaustiva.
2020
- Fontanet, Mireia, Elia Scudiero, Todd H. Skaggs, Daniel Fernàndez-Garcia, Francesc Ferrer, Gema Rodrigo y Joaquim Bellvert. "Zonas de gestión dinámica para la programación del riego". Gestión del Agua en Agricultura 238 (2020): 106207.(Enlace al artículo).
- Jackisch, Conrad, Kai Germer, Thomas Graeff, Ines Andrä, Katrin Schulz, Marcus Schiedung, Jaqueline Haller-Jans et al. "Soil moisture and matric potential-an open field comparison of sensor systems". Earth System Science Data 12, no. 1 (2020).(Enlace al artículo).
2016
- Imukova, K.; Ingwersen, J.; Hevart, M.; Streck, T. (2016): Cierre del balance energético en un rodal de trigo de invierno - Comparación de la técnica de covarianza de Foucault con el método de balance hídrico del suelo. Biogeosciences 13 (1): 63-75.
- Robinson, D. A.; Jones, S. B.; Lebron, I.; Reinsch, S.; Domínguez, M. T.; Smith, A. R.; Jones, D. L.; Marshall, M. R.; Emmett, B. A. (2016): Evidencia experimental de estados estables alternativos de la humedad del suelo inducidos por la sequía. Informes científicos 6: 20018.
- Sprenger, M.; Seeger, S.; Blume, T.; Weiler, M. (2016): Tiempos de viaje en la zona vadosa - Variabilidad en el espacio y el tiempo.
2015
- (2015): 2015 ASABE Annual International Meeting.
- Pilon, J. (2015): Caracterización de las propiedades físicas e hidráulicas de la turba impactada por una carretera de acceso temporal.(Enlace del artículo)
- Biel-Maeso, M.; Valdes-Abellan, J.; Tamoh, K.; Corada-Fernández, C.; Candela, L. (2015): COMPARACIÓN Y VALIDACIÓN DE LAS PROPIEDADES HIDRÁULICAS DEL SUELO MEDIANTE DIFERENTES EQUIPOS DE LABORATORIO - En: Martínez Pérez, Sastre Merlín et al. (Hg.) 2015 - Estudios en la Zona no: 1-5.
- Eibisch, N.; Durner, W.; Bechtold, M.; Fuß, R.; Mikutta, R.; Woche, S. K.; Helfrich, M. (2015): La repelencia al agua de los pirocarbones e hidrocarbones, ¿contrarresta sus efectos positivos sobre las propiedades hidráulicas del suelo?. Geoderma 245-246: 31-39.
- Martínez Pérez, S.; Sastre Merlín, A.; Bienes Allas, R. (2015): Estudios en la Zona no Saturada - Vol. XII : trabajos presentados en las XII Jornadas de Investigación en la Zona No Saturada del Suelo, Alcalá de Henares, 18-20 noviembre de 2015. Universidad de Alcalá, Servicio de Publicaciones. Alcalá de Henares.(Enlace del artículo)
- Thompson, A. R.; Stotler, R. L.; Macpherson, G. L.; Liu, G. (2015): Estudio de Laboratorio de Tasas de Bajo Caudal en Procesos de Obstrucción para su Aplicación en Pozos de Inyección de Pequeño Diámetro. Water Resour Manage (Gestión de recursos hídricos) 29 (14): 5171-5184.
- Wanger, M. M.; Fox, G. A.; Wilson, G. V. (2015): Pipeflow Experiments to Quantify Pore-Water Pressure Buildup due to Pipe Clogging - En: 2015 ASABE Annual International Meeting 2015: 1.(Enlace al artículo)
- Litaor, M. I.; Meir-Dinar, N.; Castro, B.; Azaizeh, H.; Rytwo, G.; Levi, N.; Levi, M.; MarChaim, U. (2015): Tratamiento de aguas residuales de bodega con sistema móvil de celdas aireadas. Environmental Nanotechnology, Monitoring & Management 4: 17-26.
2014
- Thompson, A. R. (2014): Efecto del caudal en los procesos de colmatación en pozos de inyección de almacenamiento y recuperación de acuíferos de pequeño diámetro.
2012
- Durner, W.; Iden, S. C. (2012): Skript Bodenphysikalische Versuche Im Rahmen der Veranstaltung "Bodenkundliches Laborpraktikum" für Studierende der Geoökologie.
2009
- Hartge, K. H.; Horn, R. (2009): Die physikalische Untersuchung von Böden. E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung (Nagele u. Obermiller). Stuttgart.
2002
- Coughlan, K.; Cresswell, H.; McKenzie, N. (2002): Soil Physical Measurement and Interpretation for Land Evaluation. CSIRO PUBLISHING.(Enlace del artículo)
1999
- Dirksen, C. (1999): Mediciones de la física del suelo. Catena-Verl. Reiskirchen: 2015 8th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR).
- Leger, E.; Saintenoy, A.; Tucholka, P.; Coquet, Y.: Inverting surface GPR data to estimate wetting and drainage water retention curves in laboratory - En: 2015 8th International Workshop: 1-5.(Enlace del artículo)
- Darcy, H.: Les fontaines publiques de la ville de Dijon.. Dalmont. Paris.(Enlace del artículo)
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