EVAPOTRANSPIRACIÓN
Evaporación
La
evaporación es un proceso mucho muy importante en bases continentales, ya que
aproximadamente ¾ partes del agua que se precipita, regresa a la atmósfera, ya
sea por evaporación o evapotranspiración.
Si se considera
una superficie plana de agua con una entrada neta de energía calorífica, el
cuerpo de agua incrementará la energía liberada de la
moléculas de agua hasta el punto en que puedan escapar a través de la
interfase líquida-vapor. Esto a su vez, produce un decremento en energía
cinética del resto de las moléculas, lo cual explica por qué el agua remanente
se enfría.
Un
ejemplo de lo anterior, es la sensación de estar más confortable en climas
secos que en húmedos, ya que al producirse la transpiración, el agua se evapora
absorbiendo calor del cuerpo y del aire adyacente, esto produce un descenso en
la temperatura del cuerpo. Obsérvese que este fenómeno no puede ocurrir en una
zona saturada. El proceso contrario ocurre en climas fríos (donde se congela el
agua).
En tanto
las moléculas del líquido se escapan, su energía cinética disminuye debido a
las fuerzas intermoleculares. Si se tiene un suministro de calor continuo, la
evaporación prosigue formándose una acumulación de moléculas de vapor, lo que
provoca un incremento de la presión de vapor de aire exactamente arriba de la
superficie líquida, hasta que empieza la condensación.
La
evaporación varía por una parte con la luminosidad, con el viento, la humedad
relativa y la temperatura, así como también con el grado de humedad presente.
La
influencia de los factores atmosféricos o características climáticas propias de
la región son importantes, ya que mientras mayor sean las horas-luz, mayor será
la evaporación; igualmente se comporta el viento que al ser más intenso y seco,
consume mayor cantidad de agua. La evaporación será mayor mientras mayor sea la
humedad relativa y menor el número de plantas.
Transpiración
La
diferencia en concentraciones entre la savia de las células de las raíces de
una planta y el agua del suelo, causan una presión que se denomina “osmótica”.
Esta presión hace que el agua del suelo se mueva a través de las membranas
semipermeables de las raíces, hasta llegar a las células (nutrientes).
Una
salinidad alta en el disolvente del agua del suelo y/o una alta tensión debido
a la humedad del suelo pueden reducir o prevenir la transferencia osmótica.
Al paso
recíproco de líquidos de distinta densidad, a través de una membrana
semipermeable que los separa se denomina “ósmosis”.
Una vez
dentro de las raíces, el agua es transferida por toda la planta. En las hojas,
el aire entra a su epidermis a través de ciertas aberturas llamadas estomas,
los cloroplastos dentro de la hoja usan el bióxido de carbono del aire y una
parte del agua disponible para generar los carbohidratos necesarios para el
crecimiento de la planta (fotosíntesis). Conforme el aire entra a la hoja,
escapa agua a través de las estomas abiertas y a este proceso se le denomina “transpiración”.
El
volumen de agua transpirado es del orden de 800 veces mayor o igual que el
necesario para formar materia vegetal.
La
transpiración se ve limitada por la velocidad conque las plantas disponen de la
humedad. El agua disponible varía con el tipo de suelo y va desde 0.5 mm/cm de profundidad para arenas,
hasta 2 mm/cm para arcillas
con materia vegetal. La transpiración por unidad de área depende además, de la
cubierta vegetal.
El tipo
de planta es un factor importante en el control de la transpiración,
principalmente cuando la humedad del suelo se ve limitada. Especies con raíces
poco profundas no podrán obtener agua cuando el suelo se seque; de aquí que la
vegetación con raíces profundas transpire mayor cantidad de agua en tiempos de
sequía que las anteriores.
Evapotranspiración
La evapotranspiración es esencialmente igual a la evaporación,
excepto que la superficie de la cual se escapan las moléculas de agua no es una
superficie de agua, sino hojas de plantas.
La
cantidad de vapor de agua que transpira una planta, varía día a día con los
factores ambientales que actúan sobre las condiciones fisiológicas del vegetal
y determinan la rapidez con que el vapor del agua se desprende de la planta,
siendo los principales:
§
Radiación solar
§
Humedad relativa
§
Temperatura
§
Viento
Radiación solar. Este término comprende la luz visible y otras formas
de energía radiante (radiaciones infrarrojas y ultravioleta). El principal
efecto de las radiaciones solares sobre la evapotranspiración
proviene de la influencia de la luz sobre la apertura y cierre de los estomas, ya que en la mayoría de las especies vegetales,
los estomas por lo común, permanecen cerrados cuando desaparece la luz.
Humedad relativa. En
general si otros factores permanecen constantes, cuando la presión del vapor es
mayor, será más lenta la evapotranspiración. Si los
estomas están cubiertos, la difusión del vapor de agua de las hojas dependerá
de la diferencia entre la presión de vapor de agua en los espacios
intercelulares y la presión de vapor de la atmósfera exterior.
Temperatura. Influye en la velocidad en que se difunde el vapor
de agua de la hojas a través de los estomas, en
general cuanto más alta es la temperatura para un gradiente dado, más alta es
la velocidad de difusión.
Viento. El efecto del viento sobre la evapotranspiración dependerá de las condiciones
ambientales. Un aumento en la velocidad del viento, dentro de ciertos límites
significa una mayor evapotranspiración, sin embargo,
puede decirse que la evapotranspiración aumenta
relativamente más, por los efectos de una brisa suave (0 a 3 km/hora), que por vientos de gran velocidad. Se ha
observado que estos últimos ejercen más bien un efecto retardante
sobre la evapotranspiración, probablemente debido al
cierre de los estomas en tales condiciones. El efecto
del viento puede ser indirecto sobre la evapotranspiración
a través de la influencia que ejercen en la temperatura de las hojas.
Métodos para
determinar la evapotranspiración
Los
métodos pueden clasificarse en métodos directos e indirectos. Los primeros proporcionan directamente el consumo total
del agua requerida, utilizando para ello aparatos e instrumentos para su
determinación. Los segundos en forma directa y bajo la utilización de fórmulas
empíricas, obtienen los consumos de agua a través de todo el ciclo vegetativo de
la planta.
Métodos
directos
Miden
directamente los consumos por evaporación y requieren para su determinación la
instalación de aparatos, el cuidado de ellos y seguir la metodología específica
en cada paso. Son aplicables para zonas donde se tiene una agricultura
establecida, ya que proporcionan valores mucho más apegados a la realidad y
sirven a la vez para ajustar los parámetros de los métodos empíricos. Los
métodos más utilizados son: el del lisímetro, del evapotranspirómetro de Thornthwaite,
los atmómetros y el método gravimétrico.
Método del lisímetro
Determina
la evapotranspiración potencial y consiste en un
recipiente de lámina galvanizada formado por un tanque cilíndrico de más o
menos 6 m de diámetro por 95 cm de alto, en el que se
coloca el suelo y el cultivo en estudio. El consumo de agua por evapotranspiración se determina pesando diariamente el
conjunto del suelo, plantas, agua y aparato, y por diferencia de pesadas se
obtiene la humedad consumida. La reposición de agua se efectúa por medio de
tanques de alimentación en forma automática.
Puede
mencionarse como ventaja la
facilidad de las mediciones y de la aplicación del agua; pero a su vez estos
aparatos aunque fáciles de manejar, son más caros. Entre las desventajas se encuentran sus altos costos, que pueden alterar
las condiciones normales del suelo afectando la medición, provocan un
desarrollo anormal de las raíces que se concentran hacia el tubo de aplicación
del agua, por haber más humedad en el fondo o base del recipiente y no se pueden
aplicar a plantas que tengan un sistema radicular mayor que las dimensiones del
tanque que contiene el suelo.
Evapotranspirómetro
de Thornthwaite
Consta
de las siguientes partes:
a) Tanque evapotranspirador de fierro
galvanizado, con área rectangular de 4 m2 y 90 cm
de profundidad. Este tanque va hundido
hasta el nivel del suelo. Se llena de tierra y se siembran las plantas. En el
fondo tiene un lecho de grava que ayuda a eliminar el exceso de agua.
b) Tubería
subterránea ramificada y perforada para conducir el agua al suelo.
c) Tanque
alimentador en donde se mide y agrega diariamente el agua consumida
d) Tanque
regulador en donde se mide y agrega diariamente el agua consumida.
e) Tanque
de excedentes, que recoge los excesos de agua, generalmente provocados por lluvias.
f)
Junto a los tanques de excedentes y de alimentación
se colocan higrómetros que permiten tener las medidas exactas del agua.
g) Tubería
que conecta a todo el sistema.
La
cantidad de agua consumida (Uc) será la que se agrega
al tanque alimentador (va) más la lluvia (vll), menos
la cantidad medida en el tanque de excedentes (ve).
Uc = va + vll – ve
Para el
buen funcionamiento del aparato se recomienda que los tanques alimentador,
regulador y de excedentes, estén bajo una caseta, para disminuir los efectos de
evaporación, además alrededor del tanque evapotranspirador,
deberá estar sembrado el cultivo que está en estudio.
Las
dificultades que presenta la operación del equipo, el hecho de no poder
aplicarse a mas de un solo cultivo, hacen que su
utilización sea altamente costosa.
Atmómetro de Livingstone
Está
formado por una esfera de cerámica porosa, que tiene un vástago barnizado del
mismo material que se introduce dentro de un recipiente graduado que contiene
agua; la esfera se encuentra pintada de blanco o de negro. Al recibir energía
de la atmósfera, se produce una evaporación en la superficie de la esfera que
se traduce en una succión en el depósito graduado, el cual mide la cantidad de
agua evaporada.
Se ha
visto que existe mayor correlación entre la evapotranspiración
y las lecturas de los atmómetros si se utilizan dos,
uno negro y otro blanco. El valor se obtiene con la diferencia de lecturas.
Método gravimétrico
Se basa
en la determinación en los diferentes valores de humedad registrados en una
serie de pesadas que se efectúan a través del ciclo vegetativo, en muestras de
suelo, obtenidas a una profundidad igual a la que tienen las raíces de las
plantas del cultivo considerado.
En
función de estas diferencias y de las características del suelo, se obtienen
las láminas de agua consumidas por evaporación, en un periodo de tiempo
determinado.
La suma
total de las láminas consumidas en los intervalos entre riegos, es igual a la “lámina total consumida” o “uso
consuntivo” del cultivo estudiado.
Método indirectos o empíricos
Los
métodos más comunes para estimar la evapotranspiración
son:
1. Thornthwaite
2. Turc
3. Blaney y Criddle
4. Racional
utilizando la curva de Hansen
5. Grassi y Christensen
6. Tanque evaporímetro tipo A
7. Penman simplificado
La mayor
parte de ellos son demasiado teóricos ya que han sido deducidos bajo
condiciones definidas entre regiones y su aplicación precisa de una serie de
datos que generalmente no se tienen a la disposición. El método de Thornthwaite calcula la evapotranspiración
potencial mediante los datos existentes de las temperaturas medias mensuales,
el de Turc utiliza la precipitación y temperatura
medias de una cuenca, y los de Blaney y Criddle y Grassi y Christensen hacen uso de la radiación solar.
Método de Thornthwaite
La
fórmula se basa en la temperatura y en la latitud determinando que esta última
constituye un buen índice de la energía en un lugar específico. Sirve para
estimar la evapotranspiración potencial y tiene la
ventaja de que la fórmula usa datos climatológicos accesibles. Se obtienen
buenos resultados en zonas húmedas con vegetación abundante. Su expresión
general es:
Donde:
Et =
evaporación potencial no ajustada para meses de 30 días de 12 horas luz (mm)
T = temperatura
media mensual (°C)
I = suma de
(i) para todos los meses del año o semana anual de calor
a = constante que depende del lugar y que es función
del índice de eficiencia anual de
temperatura, cuyo valor es:
a =
0.000000675 I 3 -
0.0000771 I 2 + 0.017925 I +
0.49239
i = eficiencia
de la temperatura
I = índice anual de calor (o
temperatura). Es la suma de las eficiencias mensuales de
Temperatura.
La evapotranspiración potencial no ajustada se corrige por la
duración real del día en horas y los días del mes y se obtiene la evapotranspiración potencial ajustada.
Las
críticas que pueden hacerse a este método son:
1. La
temperatura no es buena indicadora de la energía disponible para la evapotranspiración.
2. La
temperatura del aire respecto a la temperatura de radiación puede ser
diferente.
3. La evaporación
puede cesar cuando la temperatura promedio desciende de cero grados
centígrados, lo cual es falso.
4. El
viento puede ser un factor importante en algunas áreas requiriéndose en
ocasiones para ello, un factor de corrección.
5. La
fórmula no toma en cuenta el efecto de calentamiento o enfriamiento del aire
por advección.
Se
obtienen resultados aceptables en zonas húmedas con vegetación abundante, pero
los errores aumentan en zonas áridas o semiáridas.
Método de Turc
Turc desarrolló la fórmula siguiente la cual se basa en
estudios estadísticos de 254 cuencas alrededor del mundo; relaciona evapotranspiración, precipitación y temperatura. También,
desarrolló otra fórmula mucho más complicada para periodos más pequeños (10
días); en esta fórmula trata de tomar en cuenta el efecto de la humedad del
suelo para diferentes plantas.
Donde:
ETreal = evapotranspiración anual (mm)
P =
precipitación anual (mm)
IT =
300 + 25 T + 0.05 T3
T = temperatura media del aire (°C)
Método de Blaney y Criddle
Harry F. Blaney
y Wayne D. Criddle lograron
perfeccionar su fórmula en el oeste de los Estados Unidos, donde haciendo
intervenir la temperatura media mensual y el porcentaje de horas-luz, así como
un coeficiente que depende del cultivo se puede estimar el uso consuntivo.
U.
C. = K F
Donde:
U. C. = uso consuntivo o evapotranspiración real (cm)
K = coeficiente de ajuste que depende de
varios factores entre ellos, el tipo de cultivo, de la
humedad a
que está sujeta al suelo
Donde:
n = número de meses que cubre el ciclo
vegetativo del cultivo
f = factor climático
T =
temperatura media mensual (°C)
p = porcentaje
de horas-luz del mes, con respecto al total anual.
La
fórmula propuesta relaciona la temperatura media de un lugar con la luminosidad
y la evapotranspiración, eliminando la humedad
relativa; determinando los coeficientes globales del cultivo.
Coeficiente de corrección
“KT”
La
fórmula reporta valores en algunos casos no específicos, por haber sido
deducida en una región desértica, Penman introdujo
una corrección por temperatura “KT”, que se calcula como sigue:
KT = 0.031144 T + 0.2396
T = temperatura media mensual (°C)
Nota:
esta corrección se lleva a efecto solamente en zonas desérticas.
La
expresión general de Blaney y Criddle,
permite obtener valores del uso consuntivo en periodos no menores de 30 días,
en virtud de que “K” es una constante que varía en función del desarrollo que
permita obtener valores de U. C. en el periodo que se desee, por lo cual el
factor “K” se transforma en “KD”; y por lo tanto la expresión final de la
fórmula tal como se usa actualmente es la siguiente:
U.
C. = KD x KT x f
Donde:
KD = coeficiente de desarrollo
Para
poder aplicar esta fórmula es necesario tener las curvas que proporcionan los
valores del coeficiente de desarrollo “KD”, de cada cultivo, las cuales deben
obtenerse en cada lugar y para cada cultivo o bien usar las obtenidas en
lugares similares.
En la
Tabla 1 se presentan una serie de valores de “KG”, coeficientes globales de uso consuntivo, tomados de la tabla
publicada en el boletín del Departamento de Conservación de Suelos de los
Estados Unidos de América.
Tabla 1. Coeficientes globales usados en la fórmula
de Blaney y Criddle
|
CULTIVO |
REGION HUMEDA |
REGION ARIDA |
|
Maíz |
0.75 |
0.85 |
|
Trigo |
0.75 |
0.75 |
|
Algodón |
0.60 |
0.65 |
|
Sorgo |
0.70 |
0.70 |
|
Cártamo |
0.57 |
0.57 |
|
Soya |
0.80 |
0.80 |
|
Arroz |
1.00 |
1.20 |
|
Ajonjolí |
0.70 |
0.75 |
|
Garbanzo |
0.60 |
0.70 |
|
Cebada |
0.75 |
0.75 |
|
Jitomate
(vara) |
0.70 |
0.70 |
|
Vid |
0.70 |
0.65 |
Al aplicarse
la fórmula general el valor obtenido corresponde al uso consuntivo de todo el
ciclo, sin que con esto se obtengan los diferentes valores parciales útiles
para programar las láminas de agua y los intervalos de tiempo entre riegos.
Et
= F K
Donde:
Et = evapotranspiración
potencial (mm)
F = sumatoria
de los valores obtenidos multiplicando el factor 
de la Tabla 2 por
"p", obtenido de la Tabla 3 de latitud y mes del año.
Tabla 2. Valores de la expresión en relación con temperaturas medias (°C)
|
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
19 |
1.690 |
1.695 |
1.699 |
1.704 |
1.708 |
1.713 |
1.718 |
1.722 |
1.727 |
1.731 |
|
20 |
1.736 |
1.741 |
1.745 |
1.750 |
1.754 |
1.759 |
1.764 |
1.768 |
1.773 |
1.777 |
|
21 |
1.782 |
1.787 |
1.791 |
1.796 |
1.800 |
1.805 |
1.810 |
1.814 |
1.819 |
1.823 |
|
22 |
1.826 |
1.833 |
1.837 |
1.842 |
1.846 |
1.851 |
1.856 |
1.860 |
1.865 |
1.869 |
|
23 |
1.877 |
1.879 |
1.883 |
1.888 |
1.892 |
1.897 |
1.902 |
1.906 |
1.911 |
1.915 |
|
24 |
1.920 |
1.925 |
1.929 |
1.934 |
1.938 |
1.943 |
1.948 |
1.952 |
1.957 |
1.961 |
|
25 |
1.966 |
1.971 |
1.975 |
1.980 |
1.984 |
1.989 |
1.994 |
1.998 |
2.003 |
2.007 |
|
26 |
2.012 |
2.017 |
2.021 |
2.026 |
2.030 |
2.035 |
2.040 |
2.044 |
2.049 |
2.053 |
|
27 |
2.058 |
2.063 |
2.067 |
2.072 |
2.076 |
2.081 |
2.086 |
2.090 |
2.095 |
2.099 |
|
28 |
2.104 |
2.109 |
2.113 |
2.118 |
2.122 |
2.127 |
2.132 |
2.136 |
2.141 |
2.145 |
|
29 |
2.150 |
2.155 |
2.159 |
2.164 |
2.168 |
2.173 |
2.178 |
2.182 |
2.187 |
2.191 |
|
30 |
2.196 |
2.201 |
2.205 |
2.210 |
2.214 |
2.219 |
2.224 |
2.228 |
2.233 |
2.237 |
|
31 |
2.242 |
2.247 |
2.251 |
2.256 |
2.260 |
2.265 |
2.270 |
2.274 |
2.279 |
2.283 |
|
32 |
2.288 |
2.293 |
2.297 |
2.302 |
2.306 |
2.311 |
2.316 |
2.320 |
2.325 |
2.329 |
|
33 |
2.334 |
2.339 |
2.343 |
2.348 |
2.352 |
2.357 |
2.362 |
2.366 |
2.371 |
2.375 |
|
34 |
2.380 |
2.385 |
2.389 |
2.394 |
2.398 |
2.403 |
2.408 |
2.412 |
2.417 |
2.421 |
|
35 |
2.426 |
2.431 |
2.431 |
2.436 |
2.440 |
2.445 |
2.450 |
2.424 |
2.459 |
2.463 |
Tabla 3. Valor de “p” según la latitud y el mes
|
Lat. Norte |
Ene. |
Feb. |
Mar. |
Abr. |
May. |
Jun. |
Jul. |
Ago. |
Sep. |
Oct. |
Nov. |
Dic. |
|
20° |
7.74 |
7.26 |
8.41 |
8.53 |
9.14 |
9.00 |
9.23 |
8.95 |
8.29 |
8.17 |
7.59 |
7.66 |
|
21° |
7.71 |
7.24 |
8.40 |
8.54 |
9.18 |
9.05 |
9.29 |
8.98 |
8.29 |
8.15 |
7.54 |
7.62 |
|
22° |
7.66 |
7.21 |
8.40 |
8.56 |
9.92 |
9.09 |
9.33 |
9.00 |
8.30 |
8.13 |
7.50 |
7.55 |
|
23° |
7.62 |
7.19 |
8.40 |
8.57 |
9.24 |
9.12 |
9.35 |
9.02 |
8.30 |
8.11 |
7.47 |
7.50 |
|
24° |
7.58 |
7.17 |
8.40 |
8.60 |
9.30 |
9.20 |
9.41 |
9.05 |
8.31 |
8.09 |
7.43 |
7.46 |
|
25° |
7.53 |
7.13 |
8.30 |
8.61 |
9.32 |
9.22 |
9.43 |
9.08 |
8.30 |
8.08 |
7.40 |
7.41 |
|
26° |
7.49 |
7.12 |
8.40 |
8.64 |
9.38 |
9.30 |
9.49 |
9.10 |
8.31 |
8.06 |
7.36 |
7.35 |
|
27° |
7.43 |
7.09 |
8.38 |
8.65 |
9.40 |
9.32 |
9.52 |
9.13 |
8.32 |
8.03 |
7.36 |
7.31 |
|
28° |
7.40 |
7.07 |
8.30 |
9.68 |
9.46 |
9.38 |
9.58 |
9.16 |
8.32 |
8.02 |
7.22 |
7.27 |
|
29° |
7.35 |
7.04 |
8.37 |
8.70 |
9.49 |
9.43 |
9.61 |
9.19 |
8.32 |
8.00 |
7.24 |
7.20 |
|
30° |
7.30 |
7.03 |
8.38 |
8.72 |
9.53 |
9.49 |
9.67 |
9.22 |
8.34 |
7.99 |
7.19 |
7.14 |
|
31° |
7.25 |
7.00 |
8.36 |
8.73 |
9.57 |
9.54 |
9.72 |
9.24 |
8.33 |
7.95 |
7.15 |
7.09 |
|
32° |
7.20 |
6.97 |
8.37 |
8.75 |
9.63 |
9.60 |
9.77 |
9.28 |
8.34 |
7.95 |
7.11 |
7.05 |
Mientras no se cuente con gráficas de la región, el cálculo de los
valores parciales se hace con las gráficas elaboradas por el Departamento de Conservación
de Suelos de los Estados Unidos de América, en la región del centro de
California, que permiten obtener los coeficientes, en función del desarrollo de
las plantas, dividiendo en porcentajes el tiempo del ciclo total desde el
nacimiento de las mismas, hasta la cosecha.
Se
sugiere la siguiente metodología para el cálculo de la evapotranspiración
real utilizando los coeficientes de desarrollo, determinados de las gráficas
específicas del cultivo considerado:
1) Obtener en
cada uno de los meses el factor “f” de Blaney y Criddle, que es el producto de los factores “p”, porciento teórico de horas-luz en función de la latitud y
el mes, por el valor de la expresión:
2) Determinar
y calcular los valores de Kc o sea, los coeficientes
de la etapa de desarrollo en la gráfica de cultivo, para lo cual es necesario
seleccionar el tramo de curva que comprenda al periodo vegetativo y dividirlo
entre el número de meses que dura el ciclo del cultivo. Calcular para cada mes
una ordenada media de la curva (por medio de 3 o 4 ordenadas del intervalo), la
cual representa el valor mensual de Kc.
Coeficiente de ajuste “J”
Aunque
el método de Blaney y Criddle
y sus coeficientes por cultivo han sido usados en diferentes partes del mundo
con relativa aproximación, estos valores deben estar ajustados cada vez que se
tengan referencias experimentales confiables.
J
= Kg / Kc
Método racional utilizando la
curva de Hansen
Todas
las plantas cultivadas presentan etapas de crecimiento, floración y
fructificación. Este método se basa en que las exigencias de humedad a través
del ciclo vegetativo se conjugan en una sola
curva determinada como promedio de todas las demás. Las etapas de
crecimiento están relacionadas con las demandas de agua aún más estrechamente,
que la edad misma de los cultivos.
Este
método tiene las siguientes ventajas:
a) Reúne en
una sola curva la información sobre las exigencias relativas de humedad de un
cultivo a través de un ciclo vegetativo, eliminando así la necesidad de usar
diferentes curvas para calcular los usos consuntivos.
b) El
factor climático “f” puede ser utilizado ventajosamente por el dato de
evaporación de cada distrito afinando dicho coeficiente con los estudios de
control gravimétrico de humedad.
c) El
coeficiente de requerimiento de humedad puede ser mejor adaptado a las
condiciones de cada distrito afinando dicho coeficiente con los estudios de
control gravimétrico de humedad del suelo, que se
hayan realizado en las parcelas de prueba para diferentes cultivos y
determinando en cada caso, los porcientos de hora-
luz de cada distrito o área por regar.
El
procedimiento de cálculo exige usar el siguiente camino:
1. Obténgase
para cada mes el factor "f" de Blaney y Criddle.
2. Defínase
el punto que limita el desarrollo de longitud de la curva según el cultivo
propuesto por Hansen.
3. Precise
en décimas el tramo de la curva sobre el eje de las abscisas, el cual se divide
en el número de meses que forman el ciclo vegetativo.
4. Determínese
el coeficiente de la etapa de desarrollo del cultivo (Kc)
de la curva única de Hansen.
5. El valor
de la coordenada media se obtiene en igual forma que en el método anterior.
Formación de la curva de
los consumos acumulados y frecuencias de los riegos
Obtenidas
las láminas que se consumirán mensualmente se procede a la formación de la
curva de consumos acumulados y se determinan las frecuencias con que deben
aplicarse los diferentes riegos, mediante el siguiente proceso:
1. Trace un
sistema de ejes coordenados y coloque en el eje de las ordenadas una escala en
centímetros que represente las láminas de agua acumuladas en cm, y en el eje de las abscisas el tiempo en días que dura
el ciclo vegetativo del cultivo.
2. Fije en
la gráfica los valores de los consumos mensuales en forma acumulativa.
3. Las
“láminas de agua de riego” requeridas para reponer la humedad consumida entre
riegos, en el espesor del suelo considerado para alojar el sistema radicular,
deberá ser del mismo valor.
4. Fije en
la curva los valores de las diferentes láminas de agua de consumos acumulados y
en cada uno de los puntos donde intersecta a la
curva, se trazan paralelas al eje de las ordenadas hasta cortar el eje de las
abscisas para fijar los diferentes intervalos en que deberán aplicarse los
riegos.
Ø
Método de Grassi y Christensen
Este método calcula el uso consuntivo de igual forma que lo hacen Blaney y Criddle. Se determinan
los factores evaporantes (f), se multiplican por los coeficientes periódicos (km) que se obtienen de una gráfica con los valores
propuestos por Grassi y Christensen,
de la manera siguiente:
1. Se
determina el coeficiente global (Kg) el cual
dependerá del cultivo y de las características climáticas del lugar, ya que los
valores para zonas húmedas y semi-húmedas son más
bajos que para las zonas áridas y semi-áridas, según
los valores de coeficientes globales propuestos por Blaney
y Criddle (Tabla 1).
2. Una vez
obtenido este valor, se va a la Tabla 4 con los coeficientes propuestos por Grassi y Christensen, y se toman
los valores de los diferentes tantos porciento del
ciclo vegetativo correspondiente para el coeficiente global elegido.
3. Se
elabora una gráfica tomando como abscisas los valores del porciento
del ciclo vegetativo y en las ordenadas los valores de los coeficientes
periódicos (Km) de la Tabla 4.
4. Una vez
construida la gráfica, se divide en partes iguales la distancia que comprende
todo el ciclo vegetativo, como meses dure el cultivo desde la siembra a la
cosecha.
5. Se
levanta en cada división de la separación de meses en las abscisas, líneas
perpendiculares hasta la curva. Las áreas delimitadas en la curva deberán ser
igual al número de meses en que se haya dividido el ciclo vegetativo del
cultivo.
6. Se
localizan los centros de gravedad de estas áreas y se trazan por ellos
paralelas al eje de las abscisas obteniéndose en el eje de las ordenadas el
valor de Km para cada mes.
7. Finalmente
el valor determinado se multiplica por los valores de los (f) mensuales
correspondientes para obtener el valor del uso consuntivo de cada uno de ellos.
Tabla 4. Coeficientes periódicos de uso consuntivo
en función del ciclo vegetativo
|
CICLO |
Kg
= 0.35 |
Kg
= 0.40 |
Kg
= 0.45 |
Kg
= 0.50 |
Kg
= 0.55 |
Kg
= 0.60 |
Kg
= 0.65 |
|
VEGETATIVO |
|
|
|
|
|
|
|
|
(%) |
K |
K |
K |
K |
K |
K |
K |
|
10 |
0.158 |
0.181 |
0.204 |
0.226 |
0.249 |
0.272 |
0.294 |
|
20 |
0.255 |
0.292 |
0.328 |
0.365 |
0.401 |
0.438 |
0.474 |
|
30 |
0.333 |
0.380 |
0.428 |
0.425 |
0.523 |
0.571 |
0.618 |
|
40 |
0.391 |
0.447 |
0.503 |
0.559 |
0.615 |
0.671 |
0.727 |
|
50 |
0.430 |
0.492 |
0.553 |
0.615 |
0.676 |
0.738 |
0.799 |
|
60 |
0.450 |
0.514 |
0.578 |
0.643 |
0.707 |
0.771 |
0.836 |
|
70 |
0.450 |
0.515 |
0.579 |
0.643 |
0.708 |
0.772 |
0.837 |
|
80 |
0.431 |
0.493 |
0.555 |
0.616 |
0.678 |
0.740 |
0.801 |
|
90 |
0.393 |
0.450 |
0.406 |
0.562 |
0.618 |
0.674 |
0.731 |
|
100 |
0.336 |
0.384 |
0.432 |
0.480 |
0.528 |
0.576 |
0.624 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CICLO |
Kg
= 0.70 |
Kg
= 0.75 |
Kg
= 0.80 |
Kg
= 0.85 |
Kg
= 0.90 |
Kg
= 0.95 |
|
|
VEGETATIVO |
|
|
|
|
|
|
|
|
(%) |
K |
K |
K |
K |
K |
K |
|
|
10 |
0.317 |
0.340 |
0.362 |
0.385 |
0.407 |
0.430 |
|
|
20 |
0.511 |
0.547 |
0.584 |
0.620 |
0.657 |
0.693 |
|
|
30 |
0.666 |
0.713 |
0.761 |
0.809 |
0.856 |
0.904 |
|
|
40 |
0.783 |
0.839 |
0.895 |
0.951 |
1.006 |
1.063 |
|
|
50 |
0.861 |
0.922 |
0.984 |
1.045 |
1.107 |
1.168 |
|
|
60 |
0.900 |
0.964 |
1.028 |
1.093 |
1.157 |
1.221 |
|
|
70 |
0.901 |
0.965 |
1.030 |
1.094 |
1.158 |
1.222 |
|
|
80 |
0.863 |
0.925 |
0.986 |
1.048 |
1.109 |
1.171 |
|
|
90 |
0.787 |
0.843 |
0.899 |
0.956 |
1.012 |
1.068 |
|
|
100 |
0.672 |
0.720 |
0.768 |
0.816 |
0.864 |
0.912 |
|
Fuente: De la Peña (1987). "Manual del uso y
manejo del agua de riego". 186 p.
Ø
Método usando un tanque evaporímetro
tipo “A”
Se basa
en la consideración propuesta por Grassi en la que
estipula que las medidas de evaporación en una superficie de agua en un tanque evaporímetro integra
los efectos de los diferentes factores meteorológicos que influyen en la
evaporación.
Basado
en esto, se puede estimar con cierta precisión la evapotranspiración
de un cultivo utilizando la siguiente expresión:
EtR = EtP KC
si consideramos que EtP
= C Ev tenemos:
EtR =
C EV KC
Donde:
EtR = evapotranspiración real
EtP = evapotranspiración
potencial
C = coeficiente de ajuste de la evaporación por
la posición del tanque, la intensidad del
viento y
por el porciento de la humedad relativa mensual sobre
el tanque
EV
= evaporación media en tanque
tipo A
KC
= coeficiente de ajuste en función
del desarrollo vegetativo del cultivo
El
tanque tipo “A”, es el más utilizado por el Servicio Meteorológico Nacional y
estipula que las tinas tengan un diámetro de 1.22 m por 0.26 m de altura.
Su
colocación está condicionada a ciertas normas que cubren la altura sobre el
suelo fijándola a 0.50 m sobre la superficie del terreno sobre tablones de 4” x
4” cuyo tanque de aluminio deber ser pintado de color generalmente blanco,
recomendándose no utilizar colores obscuros o negros.
Puede
estar rodeado de pasto o en tierra seca. El nivel del agua dentro de la tina se
debe conservar de 15 a 20 cm y teniendo cuidado de
que no se formen en la superficie capas de nata que modifiquen el valor de la
evaporación.
Método de Penman
simplificado
Con este
método puede obtenerse fácilmente la evaporación potencial diaria en mm/día, mediante el uso de un nomograma y tablas formadas
en función de la radiación extraterrestre, la temperatura media del aire y el
porcentaje de brillo solar. Para este porcentaje se calcula un valor esperado
en la zona o se determina por medio de un piroheliógrafo
(quemador de papel).
Metodología para obtener la
evapotranspiración potencial
1. Se
obtiene el valor de la radiación extraterrestre expresada en evaporación
equivalente en mm/día de cada mes en atención a la
latitud del lugar (Tabla 5).
Tabla 5. Radiación (Latitud Norte)
|
Mes |
20 |
22 |
24 |
26 |
28 |
30 |
32 |
34 |
|
Enero |
11.2 |
10.7 |
10.2 |
9.8 |
9.3 |
8.8 |
8.3 |
7.9 |
|
Febrero |
12.7 |
12.3 |
11.9 |
11.5 |
11.1 |
10.7 |
10.2 |
9.8 |
|
Marzo |
14.4 |
14.2 |
13.9 |
13.7 |
13.4 |
13.1 |
12.8 |
12.4 |
|
Abril |
15.6 |
15.5 |
15.4 |
15.3 |
15.3 |
15.2 |
15.0 |
14.8 |
|
Mayo |
16.3 |
16.3 |
16.4 |
16.4 |
16.5 |
16.5 |
16.5 |
16.5 |
|
Junio |
16.4 |
16.4 |
16.6 |
16.7 |
16.8 |
17.0 |
17.0 |
17.1 |
|
Julio |
16.3 |
16.4 |
16.5 |
16.6 |
16.7 |
16.8 |
16.8 |
16.8 |
|
Agosto |
15.9 |
15.8 |
15.8 |
15.7 |
15.7 |
15.7 |
15.6 |
15.5 |
|
Septiembre |
14.8 |
14.6 |
14.6 |
14.3 |
14.1 |
13.9 |
13.6 |
13.4 |
|
Octubre |
13.3 |
13.0 |
12.6 |
12.3 |
12.0 |
11.6 |
11.2 |
10.8 |
|
Noviembre |
11.6 |
11.1 |
10.7 |
10.3 |
9.9 |
9.9 |
9.0 |
8.5 |
|
Diciembre |
10.7 |
10.2 |
9.7 |
9.3 |
8.8 |
8.3 |
7.8 |
7.2 |
Fuente:
“Guidelines for predicting crop water requirements” por
J. Doorenbos y W. O. Pruit Fao Roma, 1975.
2. Se
calcula el porcentaje de brillo solar del lugar mediante la relación del vapor
del brillo solar, según el reporte medio mensual obtenido en el piroheliógrafo instalado y el valor del brillo solar
esperado en cada uno de los meses dados en la Tabla 6.
Tabla 6. Porcentaje de brillo solar (Latitud Norte)
|
Mes |
20 |
25 |
30 |
35 |
|
Enero |
11.0 |
10.7 |
10.4 |
10.1 |
|
Febrero |
11.5 |
11.3 |
11.1 |
11.0 |
|
Marzo |
12.0 |
12.0 |
12.0 |
11.9 |
|
Abril |
12.6 |
12.7 |
12.9 |
13.1 |
|
Mayo |
13.1 |
13.3 |
13.6 |
14.0 |
|
Junio |
13.3 |
13.7 |
14.0 |
14.5 |
|
Julio |
13.2 |
13.5 |
13.9 |
14.3 |
|
Agosto |
12.8 |
13.0 |
13.2 |
13.5 |
|
Septiembre |
2.3 |
12.3 |
12.4 |
12.4 |
|
Octubre |
1.8 |
11.6 |
11.5 |
11.2 |
|
Noviembre |
1.2 |
10.9 |
10.6 |
10.3 |
|
Diciembre |
10.9 |
10.6 |
10.2 |
9.8 |
Fuente:
“Guidelines for predicting crop water requirements” por
J. Doorenbos y W. O. Pruit Fao Roma, 1975.
3. Para
encontrar el valor de la evapotranspiración potencial
en el nomograma, se traza una línea que una el punto que representa al valor de
la radiación extraterrestre expresada en evaporación equivalente en mm/día con el punto de la escala donde está el valor del
porcentaje de brillo solar, prolongándola hasta la escala pivote, cuyo cruce
determinará el siguiente trazo.
4. Del
punto base de la escala pivote, se traza una línea que una el valor obtenido en
la línea pivote con el valor de la temperatura media mensual expresada en °C, la cual deberá prolongarse hasta encontrar la escala en
que están los valores de la evapotranspiración
potencial dada en mm/día. El cruce de dicha línea y
la escala encontrada, fija el valor de la evaporación potencial diaria en mm/día.
5. El valor
de la evapotranspiración potencial en mm/día se multiplica por el número de días que tiene el mes
y/o por los días que cubre el cultivo y se tiene el valor de evapotranspiración mensual en mm/día
y/o en mm/ciclo.
Estudio de caso:
Cuenca del Río Mátape
Se obtuvo una precipitación promedio de 250 mm/año
y una temperatura del aire promedio anual de 35°C
para la Cuenca del Río Mátape en Sonora central.
Obtenga la evapotranspiración anual real por el
Método de Turc.
|
De acuerdo a la ecuación propuesta por Turc:
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ET real = P / (0.9 + (P/ IT
)2 )1/2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Usando los datos calculados previamente para la Cuenca del Mátape: |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P
= PRECIPITACION |
T
= TEMPERATURA |
IT
|
ET
= EVAPOTRANS- |
|
|
|
ANUAL
(mm) |
AIRE
(°C) |
|
PIRACION
REAL (mm) |
|
|
|
250 |
35 |
3,318.75 |
262.70 |
|
Bibliografía
consultada
De la
Peña, Ildefonso. 1987. Manual del uso y manejo del agua de riego.
Patronato para la producción y extensión agrícola y ganadera. Cd. Obregón, Sonora, México. 186 p.
Flores, E.Z. 1978. Hidrología Superficial. Ed. Univ. Son. México. 183 p.