Un método de análisis de difusión de gas para simular emisiones superficiales de óxido nitroso en la medición de concentraciones de gas en el suelo
Autores: Bandara, K. M. T. S.; Sakai, Kazuhito; Nakandakari, Tamotsu; Yuge, Kozue
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 14
Citaciones: Sin citaciones
La detección de bajas concentraciones de gas desde la superficie del suelo requiere dispositivos de alta precisión costosos para estimar el flujo de óxido nitroso (NO). Dado que la prevalencia de la concentración de NO en la atmósfera del suelo es mayor que en su superficie, el presente estudio tuvo como objetivo simular el flujo de NO en la superficie (CF) a partir del gas del suelo medido en una celda de difusión de silicona enterrada en el suelo utilizando un dispositivo de bajo costo. Los pasos metodológicos incluyeron la determinación del coeficiente de difusión de la membrana de silicona (), la medición de las variaciones temporales en el gas NO en el suelo () y en la superficie (MF), y el desarrollo de un proceso de simulación para predecir CF. Se realizaron dos experimentos variando el procedimiento y los períodos de saturación de humedad del suelo en cada muestra de suelo fertilizado para detectar y MF. Utilizando y , las variaciones en el gas del suelo () fueron predichas resolviendo la ecuación de difusión mediante el método de análisis de diferencias finitas implícito. De manera similar, utilizando seis modelos de difusividad de gas del suelo, los valores de CF fueron simulados a partir de . Para ambos experimentos, pruebas estadísticas confirmaron la buena concordancia de CF con MF para los modelos de difusividad de gas del suelo 4 y 5. Sugerimos que el método de simulación probado es apropiado para predecir las emisiones de NO en la superficie.
Descripción
La detección de bajas concentraciones de gas desde la superficie del suelo requiere dispositivos de alta precisión costosos para estimar el flujo de óxido nitroso (NO). Dado que la prevalencia de la concentración de NO en la atmósfera del suelo es mayor que en su superficie, el presente estudio tuvo como objetivo simular el flujo de NO en la superficie (CF) a partir del gas del suelo medido en una celda de difusión de silicona enterrada en el suelo utilizando un dispositivo de bajo costo. Los pasos metodológicos incluyeron la determinación del coeficiente de difusión de la membrana de silicona (), la medición de las variaciones temporales en el gas NO en el suelo () y en la superficie (MF), y el desarrollo de un proceso de simulación para predecir CF. Se realizaron dos experimentos variando el procedimiento y los períodos de saturación de humedad del suelo en cada muestra de suelo fertilizado para detectar y MF. Utilizando y , las variaciones en el gas del suelo () fueron predichas resolviendo la ecuación de difusión mediante el método de análisis de diferencias finitas implícito. De manera similar, utilizando seis modelos de difusividad de gas del suelo, los valores de CF fueron simulados a partir de . Para ambos experimentos, pruebas estadísticas confirmaron la buena concordancia de CF con MF para los modelos de difusividad de gas del suelo 4 y 5. Sugerimos que el método de simulación probado es apropiado para predecir las emisiones de NO en la superficie.