metodos para calcular la evapotranspiración

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UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO ESCUELA DE INGENIERÍA AMBIENTAL

TEMA: LÍSIMETRO Y METODOS PARA CALCULAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN CURSO: HIDROLOGIA I

PROFESOR GÓMEZ LORA, WALTER

AULA: B3.2 INTEGRANTES

SERNA VEGA, SALY SHAKIRA. “Código: 2008047861”

I.

INTRODUCCIÓN

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración La evaporación y transpiración sobre físicos similares. Transpiración es evaporación de la superficie de una planta. Evaporación es convección de agua a vapor y su subsiguiente transferencia de un suelo o superficie acuosa a atmosfera. Ambos procesos, evaporación y transpiración, se combinación en el termino “evapotranspiración”. Evapotranspiración potencial es la cantidad de agua que en una unidad de tiempo evapotranspiración un cultivo verde, bajo, de altura uniforme, que sombrea por completo el suelo al que en ningún momento le falta agua. Su utilidad de la evapotranspiración se da en el uso de un método meteorológico para programar irrigación. La desventaja principal de este método es que cada combinación de cultivo, suelo y clima requiere riego a distintos déficits de agua en el suelo. En su lugar se pueden usar tensiómetros y bloques de yeso. Otra utilidad esta en los datos sobre la transpiración para planear y diseñar sistemas de cañería y de riego. Se recomienda estimar las necesidades de agua, anuales y mensuales, a fin de diseñar sistemas de almacenamiento y distribución adecuados para manejar la cantidad de agua que necesita un determinado proyecto. Las estimaciones de evapotranspiración son útiles para predecir la frecuencia y severidad de las sequias agrícolas en áreas húmedas y subhúmedas. El método meteorológico par estimar la evapotranspiración tiene muchas ventajas comparado con los métodos que se basan en medidas hidrológicas o en el déficit del agua del suelo. Por lo general, es más fácil obtener datos meteorológicos que acerca de la humedad del suelo, o medidas hidrológicas. Sin embargo, en este método es necesario estimar o adivinar el factor / planta. También, se da la utilidad en regiones con limitaciones de agua, ésta puede preservarse para usos futuros con base en la evapotranspiración normal ó la esperada, y en el uso consuntivo.

ÍNDICE: PÁG INTRODUCCIÓN……………………………………………………………..3 OBJETIVOS………………………………………………………............... 5 3

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración EVAPOTRANSPITRASPIRACIÓN………………………………………….6 EVAPORACIÓN………………………………………………………..6 TRANSPIRACIÓN………………………………………………….. EVAPOTRANSPIRACIÓN………………………………………. EVAPOTRANSPIRACIÓN POTENCIAL (ETP)……………… EVAPOTRANSPIRACIÓN REFERENCIAL (ETO)…………

8 10 11 12

EVAPOTRANSPIRACION DE COSECHAS (ETC)…………...14 LISIMETRO……………………………………………………………………...17 PARÁMETROS UTILIZADOS PAR EL CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN…………………………………………………… 23 METODOS PARA HALLAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN……………….27 CONCORDANCIA ENTRE LOS MÉTODOS..….………………………...39 CONCLUSIÓN…………………………………………………………………..42 BIOGRAFIA………………………………………………………………...…...43

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I.

OBJETIVOS:

Determinar el uso evapotranspiración.

del

lisímetro

y

los

métodos

para

hallar

a

Objetivos específicos: o o Determinar la diferencia entre evapotranspiración real (ETR) y potencial (EPT). o Relacionar los diferentes métodos para hallar la evapotranspiración para ver cual nos es más factible. o Determinar los métodos de evapotranspiración para el uso en el riego o irrigación de un cultivo.

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II.

EVAPOTRANSPITRASPIRACIÓN III.1 EVAPORACIÓN

La evaporación se define como "el proceso físico por el cual un sólido o líquido pasa a estar en fase gaseosa." La evaporación del agua a la atmósfera ocurre a partir de superficies de agua libre como océanos, lagos y ríos, de zonas pantanosas, del suelo, y de la vegetación húmeda. La evaporación es el paso del agua del estado líquido al estado gaseoso, es decir, lo opuesto de la condensación. Puede producirse evaporación siempre que el agua líquida entre en contacto con la atmósfera. En las regiones áridas, pueden evaporar hasta 2.000mm al año de una superficie de agua. La cantidad de evaporación depende fundamentalmente de los siguientes factores:  

Disponibilidad de energía (radiación solar) Capacidad de la atmósfera de recibir humedad (poder evaporante de la atmósfera)

Los principales factores que controlan la evaporación son los siguientes: 

Radiación solar. Es, sin duda, el factor más importante. 6

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



 

Temperatura del aire. Cuanto más frío está el aire mayor será la convección térmica hacia el mismo y por tanto menos energía habrá disponible para la evaporación. Por otra parte, cuanto mayor sea la temperatura del aire, mayor es su presión de vapor de saturación. Humedad atmosférica. El aire seco se satura más tarde y tiene menor tensión de vapor (e), por lo que cuanto mayor es la humedad relativa menor será el déficit de saturación (D). Viento. El proceso de la evaporación implica un movimiento neto de agua hacia la atmósfera. Si el proceso perdura, las capas de aire más cercanas a la superficie libre se saturarán. Para que el flujo continúe, debe establecerse un gradiente depresiones de vapor en el aire. Por ello, cuanto mayor sea la renovación del aire, esto es el viento, mayor será la evaporación. Tamaño de la masa de agua. Salinidad.

La paradoja de la evaporación. La paradoja de la evaporación es producto del conflicto entre los resultados esperados y las observaciones reales. Los estudios indican que en los últimos 50 años la temperatura media de la superficie de la Tierra ha aumentado alrededor de 0,15 °C cada década. Sin embargo, los datos registrados en Estados Unidos y la antigua Unión Soviética muestran que al mismo tiempo se ha dado una reducción en los valores de evaporación registrados entre1950 y 1990. Si el aire cerca de la superficie terrestre es más cálido y más seco, la tasa de evaporación debería haber aumentado, pero esto no ha sucedido. Este resultado inesperado es la paradoja de la evaporación

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Existen varias maneras de medir la evaporación, todas las cuales sufren algún tipo delimitación. Uno de los métodos más sencillos es el tanque de evaporación. El descenso del nivel del agua es una indicación de la evaporación de una superficie de agua

Tanque de evaporación. Los métodos comentados anteriormente no toman en cuenta todos los factores climáticos que pueden influir en la evapotranspiración del agua. En regiones áridas y semiáridas, el viento puede llegar de áreas secas adyacentes hasta el área que se considera. El efecto de la exposición del terreno, de los vientos, de la humedad relativa puede omitirse parcialmente. La influencia del contenido de humedad del suelo, si es que se toman en cuenta, aparecen como factores empíricos. Todos los métodos incluyen observaciones meteorológicas, suposiciones y términos de corrección empírica. Por consiguiente, se ha sugerido que se mida la evaporación de tanques abiertos como estimación de la evaporación o uso consuntivo. Los que usan este método suponen que la evaporación que mide íntegra, en una solo medida, todos los factores meteorológicos que afectan la pérdida de agua de un suelo cultivado. Los que contradicen el método dicen que evaporación de un tanque de un tanque abierto es proceso muy diferente a la transpiración de un tejido vivo; que la exposición de las hojas de las plantas es siempre muy diferente a la de una superficie de agua, plana y abierta. A pesar de todas las objeciones, se informado a pesar de muy experimentos en que se uso la evaporación de 8

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración superficie abierta y, la concordancia obtenida entre la evaporación de tanque es, con frecuencia tan buena como la de los otros métodos. Se usa mucho el coeficiente estándar de 0.70 para convertir evaporación anual de campo abierto a evaporación de un lago. Este coeficiente es muy grande para las proporciones de verano del año, y muy pequeño para el invierno, cuando la evaporación del lago puede exceder a la del tanque. Estos coeficientes varían según el cultivo y fracción de la superficie del suelo cubierta. También se usan lisímetros, pueden ocurrir errores debido al cambio de temperatura y a limitaciones en el crecimiento de raíces. III.2 TRANSPIRACIÓN Es el proceso por el cual el agua, absorbida desde el suelo, por la vegetación pasa a la atmosfera en forma de vapor. Las diferencias de concentración entre la savia de las células de la raíz de una planta y el agua en el suelo, causan una presión osmótica capaz de mover el agua del suelo a través de la membrana de la raíz hacia las células de ésta. El agua es transportada a través de la planta al espacio intercelular dentro de las hojas. El aire entra a la hoja a través de las estomas, y los cloroplastos en el interior de la hoja usan el dióxido de carbono del aire y una pequeña porción del agua disponible para producir los carbohidratos necesarios para el crecimiento de la planta (fotosíntesis). Al entrar el aire a la hoja, parte del agua escapa a través de las estomas abiertas (Figura 1). Este es el proceso de transpiración. (Goehring Hube, 1989). La transpiración es básicamente un proceso mediante el cual el agua se evapora de los espacios aéreos en las hojas de la planta. Por lo tanto, está controlada fundamentalmente por los mismos factores que dominan la evaporación, es decir, la radiación solar, temperatura, velocidad del viento, y los gradientes de presión de vapor. Además, la transpiración se ve afectada en alguna medida por el tipo de planta y su densidad. Cuando el contenido de humedad del suelo se reduce hasta el punto de marchitez (etapa en la que las plantas se marchitan y no se recuperan en un ambiente húmedo), también afecta a la transpiración. Los efectos de la disminución de la humedad del suelo por encima del 6 punto de marchitez no están claramente establecidos. Sin embargo, parece que mientras la humedad del suelo se encuentra entre los límites del punto de marchitez y la capacidad de campo (Contenido de humedad que alcanza el suelo cuando no puede absorber más agua de forma natural de la lluvia), la transpiración no es materialmente afectada. 9

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración La transpiración ocurre casi en su totalidad en el día bajo la radiación solar. Por la noche, los poros o estomas de las plantas se cierran y un porcentaje muy pequeño de humedad se libera desde la superficie de la planta (Wilson, 1990).

En la Figura se presenta el balance de agua en el suelo de la zona radicular, en él se pueden ver los flujos de agua que entran y salen de la zona radicular del cultivo dentro de un determinado periodo de tiempo (Allen et al., 1998).

III.3 EVAPOTRANSPITRASPIRACIÓN La evapotranspiración está constituida por las pérdidas totales, es decir: evaporación de la superficie evaporante (del suelo y agua) + transpiración de las plantas. El término evapotranspiración potencial fue introducido por Thornthwaite, y se define como la perdida total del agua, que ocurriría si en ningún momento existiera deficiencia de agua en el suelo, para el uso de la vegetación. Se define como el uso consuntivo, la suma de la evapotranspiración y el agua utilizada directamente para construir los tejidos de las plantas. Como el agua para construir los tejidos, comparada con la evapotranspiración es despreciable es despreciable, se puede tomar: Uso consuntivo= evapotranspiración

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración En los proyectos de irrigación, interesa hacer cálculos previos de las necesidades de agua de los cultivos. Estas necesidades de agua, que van a ser satisfechas mediante el riego, viene a constituir la evapotranspiración o el uso- consuntivo. Para el cálculo de estas cantidades de agua de agua se han desarrollados métodos basados en datos meteorológicos, de los cuales los más conocidos son el Thornthwaite y el Blaney- Clidde.

a. Evapotranspiración Potencial (ETp) El concepto de evapotranspiración potencial fue definido de forma paralela en 1948 tanto por Thornthwaite como por Penman. Desde entonces este concepto es ampliamente utilizado, y ha tomado una gran importancia para los estudios geográficos sobre climatología mundial y, en general, en las investigaciones hidrológicas y en la predicción de necesidades de agua para la agricultura, tanto en secano como en regadío. Así, es frecuente ver clasificaciones de índices de aridez en función de la precipitación – ETp. También se usa como variable en correlaciones para estimar el rendimiento de los cultivos, incluso se considera también para definir la aridez en los estudios de recarga. Se define la evapotranspiración potencial como la evaporación a partir de una superficie extensa con césped corto que ensombrece totalmente el suelo, y siempre está bien regado con agua. La evapotranspiración potencial no puede ser nunca superior a la de una superficie libre de agua en las mismas condiciones meteorológicas. Esta consideración de que la ETp no puede ser superior a la de una superficie de agua libre probablemente sea sólo aplicable en regiones húmedas. Pruitt y Lawrence (1968), por ejemplo, midieron en cultivos de centeno en Davis (California) que la cantidad de agua utilizada era del 80 % de la evaporada por tanque de evaporación, excepto cuando los vientos eran fuertes y el aire seco y cálido, aunque, en ese caso, las plantas consumen relativamente menos agua, debido aparentemente a una mayor resistencia de los estomas. En las grandes planicies de los Estados Unidos, y en otras muchas regiones áridas, cultivos bien regados que ejercen una débil cubierta resistente, pueden consumir más energía y transpirar más agua que la evaporada por una superficie libre de agua. La ET máxima viene determinada por el clima y el desarrollo de las plantas y su fisiología cuando están bien abastecidas de agua. En esencia, la diferencia ETpETm es una medida de la resistencia de la cubierta vegetal. La ETr es resultado de un suelo poco regado o con poca disponibilidad de agua, provocando una falta 11

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración de disponibilidad de agua para la planta. La relación ETr/ ETp puede expresarse como una función del potencial del agua en el suelo y se ha utilizado como parámetro para cuantificar el riego en función de la demanda. La evapotranspiración dependerá de tres factores: (1) vegetación, (2) disponibilidad de agua en el suelo y (3) comportamiento de las estomas. La cubierta vegetal afecta la ET de varias formas. Afecta la capacidad de reflejar la luz de la superficie. La vegetación cambia la cantidad de energía absorbida por el suelo. Las propiedades del suelo, incluyendo el contenido de agua, también afectan la cantidad de energía que fluye en el suelo. La altura y la densidad de la vegetación influyen sobre la eficiencia del intercambio turbulento del calor y vapor de agua del follaje.

b. Evapotranspiración de referencia (ETo) La Organización Mundial de las Naciones Unidas para la Alimentación y Agricultura (FAO) adoptó el concepto de evapotranspiración de referencia (ETo) en su Guía para las necesidades hídricas de los cultivos. Esta evapotranspiración de cultivos es ampliamente aceptada por todos los colectivos agrícolas para las prácticas agrarias, proyectos e investigaciones. El concepto de evapotranspiración de referencia se define como la tasa de evapotranspiración de una superficie cultivada de césped verde extenso, de unos 8 a 12 cm de altura, bien desarrollado y uniforme, que cubre totalmente el suelo y tiene un crecimiento activo, estando siempre bien regado (Pruitt y Doorembos, 1977). Numerosos investigadores han tratado de determinar la ETo en diferentes localidades de todo el mundo, pero muchos de ellos han demostrado las carencias y dificultades del método propuesto. En primer lugar, la principal dificultad ha sido encontrar un cultivo de referencia. La definición de un césped de referencia no ha sido estandarizada; no se especifica la variedad de césped ni las características morfológicas para las diferentes condiciones climáticas. Además, las prácticas y costumbres de cultivo del césped cambian de unos lugares a otros, incluso, en el tiempo, para una misma localización geográfica. Otros autores propusieron la alfalfa como cultivo de referencia debido a que hay menos variedades y es un cultivo mucho más similar a otros cultivos que el césped. Además, estos cultivos bajos tienen grandes problemas micro climáticos y de representatividad en lisímetros que los hacen muy susceptibles a pequeñas variaciones, mostrando resultados con grandes desviaciones derivadas de las condiciones ambientales. En Allen et al. (1991) se recopilan los principales errores que se cometen en el cálculo con lisímetros derivados de las condiciones del 12

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración entorno. Amatya et al., (1995) presentan una comparación de los seis métodos de cálculo de ETo más utilizados en la literatura para tres localidades de Estados Unidos y se comparan con las estimaciones del método de Penman-Monteith, que se utiliza como método más fiable cuando no se tienen datos de evapotranspiración, observándose que no hay un método claro que sea mejor que otros, aunque, parece deducirse que el peor de todos es el método de Thornthwaite. Por todo esto, la FAO, en colaboración con la Comisión Internacional de Riego y Drenaje (ICID), recomendaron una revisión de la metodología de cálculo de las necesidades hídricas de los cultivos. Tras una consulta a expertos de la FAO, en Roma (28-31 de mayo de 1990), se propuso cambiar el concepto de cultivo de referencia y revisar los métodos de cálculo. Se creó el concepto de un cultivo hipotético de referencia que se adapta muy bien a la ecuación de PenmanMonteith, y que ha sustituido al cultivo vivo de referencia evitando todos sus inconvenientes. Allen et al. (1994 b) definen la nueva evapotranspiración de referencia como la tasa de evapotranspiración de un cultivo hipotético de referencia que tiene una altura uniforme de 0.12 m, una resistencia de la superficie de 70 s/m y un albedo de 0.23, que es próximo a las características de una superficie de césped verde de altura uniforme, crecimiento activo, que cubre totalmente al suelo y que está bien abastecido hídricamente.

Diferencia entre Evapotranspiración Real(ETR) y Potencial(EPT) Se producirá la EPT si la humedad del suelo y la cobertura vegetal estuvieran en óptimas condiciones. Por el contrario, la Evapotranspiración Real (ETR) es la que se produce realmente en las condiciones existentes en cada caso. Es evidente que ETR≤ EPT.En un lugar desertico la ETP puede ser de 6mm/ día y la ETR de 0, puesto que no hay agua para evapotranspirar. Serán iguales siempre que la humedad del suelo sea óptima y que exista un buen desarrollo vegetal. Esto sucede en un campo de cultivo bien recargado o en un área de vegetación natural en un periodo de suficientes precipitaciones. Se trata de un concepto impreciso, pues cada tipo de planta evapotraspira distintas cantidades agua. Cuando se estudia el tema con detalles se habla de ETPALFALFA o de ETPGRAMÍNEAS, tomando alguno de estos cultivos como referencia.

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Factores que influyen en la evapotranspiración: La evaporación depende del poder evaporante de la atmósfera, que a su vez depende de los siguientes factores: Radicación solar    

Temperatura Humedad Presión atmosférica (y la altitud en relación con ella): A menor presión (y/o mayor altitud) habrá más evaporación. Viento: mas viento entonces más evaporación

En la evaporación desde lámina de agua libre influye:   

El poder evaporante de la atmósfera. La salinidad del agua( inversamente) La temperatura del agua

Evaporación desde un suelo desnudo depende de:   

El vapor evaporante de la atmosfera El tipo de suelo ( textura, estructura,etc) El grado de humedad del suelo

Finalmente la transpiración esta en función de:    



El poder evaporante de la atmósfera El grado de humedad del suelo El tipo de planta Variaciones estacionales: en un cultivo, del desarrollo de las plantas, en zonas de bosque de hojas caduca, la caída de la hoja paraliza la transpiración Variaciones interanuales: en áreas de bosques la ET aumenta con el desarrollo de los árboles.



EVAPOTRANSPIRACION DE COSECHAS (ETc) Para obtener la ETc (uso consuntivo) más precisa posible, es necesario tomar en cuenta todas las condiciones del cultivo y ambiente. Esto incluye clima, humedad del suelo, tipo de cosecha, etapa de crecimiento y extensión del suelo cubierto por 14

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración la cosecha. La ETc indica cuanta agua necesita un cultivo en un momento dado y así se determinan sus requisitos de riego. El procedimiento envuelve el uso del PET estimado y un coeficiente de cosecha desarrollado experimentalmente para ET. Este método se usa extensamente hoy día para programar el riego así como para estimar los requisitos de riego de los cultivos. El método común de Blaney- Criddle no requiere un coeficiente de cosecha. El estimado de la ETc se hace en un solo paso. Este método fue revisado por Doorenbos y Pruitt , quienes proveyeron un coeficiente de cosecha apropiado para estimar la ET para cultivos específicos. Estos procedimientos resultan en estimados de precisión adecuada para períodos de diez días a un mes. Los coeficientes de cosecha (Kc) desarrollados experimentalmente reflejan la fisiología del cultivo, el grado de cubierta y la PET. Al utilizar los coeficientes es importante conocer como fueron derivados, puesto que son relaciones o razones empíricas de la ETc y de la PET: Kc= [ETc / PET] ----------------------------------------------------------------------------- /20/ El Kc combinado incluye evaporación del suelo y de la superficie de la planta. La evaporación del suelo depende de la humedad en el suelo y de la exposición. La transpiración depende de la cantidad y naturaleza del área de hojas de la planta y de la disponibilidad del agua en la zona radical.

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración El Kc puede ser ajustado a la disponibilidad de agua en el suelo y evaporación de la superficie. La distribución de Kc vs. Tiempo es conocida como la curva de cosecha.

Cultivo de referencia Frecuentemente se selecciona a la alfalfa como cultivo de frecuencia debido, entre otras cosas, a que tiene razones de ET altas en áreas áridas [9]. En ésta, la PET es igual a la ET diaria cuando el cultivo ocupa una superficie extensa, está creciendo activamente. Tiene una altura de unos 20 cm. y tiene suficiente agua disponible en el suelo. La PET obtenida con alfalfa es usualmente más alta que para la grama de tijerilla, particularmente en zonas áridas de mucho viento. Las razones de ET diarias pueden medirse con lisímetros de peso que sean sensitivos. Coeficiente de cosecha Los coeficientes de cosecha para distintos cultivos aparecen cuadro.

tabulados en el

Utilizando el coeficiente de cosecha y la PET calculada es posible estimar el uso consuntivo 16

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración (ETc) mediante la siguiente relación: ETc = Kc · PET ----------------------------------------------------------------------- /21/ Donde: ETc = Evapotranspiración de cosecha (uso consuntivo). Kc = Coeficiente de cosecha. PET = Evapotranspiración potencial

III.

LISIMETRO

Un lisímetro es un gran recipiente que encierra una determinada porción de suelo con superficie desnuda o con cubierta vegetal, ubicado en campo para representar condiciones naturales y que se utiliza para determinar la evapotranspiración de un cultivo en crecimiento, de una cubierta vegetal de referencia, o la evaporación de un suelo desnudo (Aboukhaled, et al., 1986). Los lisímetros pueden ser divididos en dos grandes grupos: -

Los lisímetros de pesada Los de drenaje

Dentro de los lisímetros de drenaje se pueden encontrar con o sin succión, la diferencia entre estos es que los de drenaje sin succión recolectan el agua del suelo que se filtra naturalmente hacia abajo por los suelos, es decir, el agua que se mueve por efecto de la gravedad y en los lisímetros de drenaje con succión se aplica una succión para extraer el agua del suelo despacio a través de un material poroso

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Los lisímetros fueron diseñados para recoger el agua de infiltración, y los de pesada, (mucho más costosos que los de drenaje), fueron concebidos para el cálculo de la evapotranspiración. El lisímetro de pesada se apoya sobre un

Sistema hidráulico o una balanza de precisión. Los lisímetros de drenaje tienen una salida en el fondo, de manera que el agua que se infiltra es recogida en un recipiente que se pueda aforar (Tuñón, 2000). La gran diferencia entre ambos lisímetros es que los de drenaje miden la evapotranspiración de forma indirecta, resolviendo la ecuación de balance del suelo, mientras en los de pesada la evaporación se mide directamente, y según la exactitud de la balanza puede dar precisiones de hasta 0,1mm (Gee & Hillel, 1988). Para la utilización de los lisímetros se deben tener las siguientes precauciones: Se deben mantener las condiciones naturales que tendría el cultivo si creciera libremente en el suelo. -

-

El campo adyacente al lisímetro debe someterse a idéntico manejo que el que se encuentra en el instrumento. El borde del lisímetro debe ser tan pequeño como sea posible a objeto de equilibrar el flujo de calor y temperatura del suelo entre el lisímetro y el terreno adyacente. Para los lisímetros de pesada, el mecanismo de pesada se sugiere que dentro de lo posible sea electrónico y de reducido tamaño.

18

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración 

Descripción general de los lisímetros

El diseño dela estación lisimetrica se muestra en la figura. En los lisímetros 6, 7, 8, 10, 11 y 12 se plantó un cítrico; el lisímetro 17 no tiene drenaje y ha estado sometido a saturación constante; en el lisímetro 9, de mayor superficie, se instalaron sondas fijas de humedad y tensiómetros.

Esquema del diseño original de la estación de Lisímetrica.

MEDIDA DE LA EVAPOTRANSPIRACION

Balance del suelo

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Se requiere conocer la ETP, capacidad de campo, reserva de agua utilizable (RAU) y el agua disponible por el suelo. La ETP es necesario calcularla previamente. La capacidad de campo, que es el agua que un suelo puede retener, en mm, se puede determinar experimentalmente mediante las denominadas curvas de retención, que se verán más adelante, aunque con frecuencia se adoptan valores más o menos estandarizados en función de la textura del suelo, como por ejemplo, en suelos arcillosos, 100 mm ó más, en arenas muy permeables, 10 mm y en suelos intermedios, 50 mm. La reserva de agua utilizable (RAU) es la cantidad de agua que un suelo contiene en un momento dado; varía entre cero (suelo seco) y la capacidad de campo. Ejemplo: balance de un suelo con CC=50 mm

Características de los lisímetros: Dependerá las características del tipo de experiencia se tenga por ejemplo puede ser: riego de agua de pozo o sin riego, con cítrico, con vegetación o sin vegetación, con fertilización química o sin fertilización.

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Como podemos observas en la figuras una red, esta formada por 17 lisímetros y cada una de ellas tienes las

siguientes características:

  

Superficie Peso total de relleno-m2 Densidad Parente-kg

 

Capacidad de campo-kg/cm3 Ensayo Boyoucos-% Total de finos Fracción limo Fracción de arcilla

Evapotranspiración:  Entradas: … en litros  Salidas: … en litros  ETR: … en litros 21

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración  

ETR ( por m2): … en litros ETR(% Entradas): … %

Un ejemplo de un lisímetro: tenemos al Lisímetro de Demostración, Equipo diseñado para la medición de la evapotranspiración por el método de balance de agua. El Lisímetro de Demostración (PL) consta de recipientes en los cuales se coloca suelo de cualquier tipo y se cultiva una variedad de cultivos. Cada recipiente a su vez se coloca sobre una placa montada hidráulicamente que se utiliza para observar cambios en el peso del sistema debidos a la evapotranspiración.

Especificaciones:   

   



Estructura de aluminio anodizado. Paneles y principales elementos metálicos en acero inoxidable. Diagrama en el panel frontal con distribución similar a la de los elementos en el equipo real. 2 bases y 2 discos interiores sobre los que se colocan los recipientes llenos de suelo y plantas. 2 dispositivos sensores hidráulicos situados en las bases y conectados a las columnas de agua graduadas. 2 columnas de agua graduadas montadas por encima de los lisímetros. Dos recipientes de 300 mm. De diámetro aprox. Cada recipiente a su vez se coloca sobre una placa montada hidráulicamente que se utiliza para observar y monitorizar cambios en el peso del sistema debidos a la evapotranspiración. Conjunto de pesos de calibración ( 2 de 2,5 Kg., 1 de 0,5 Kg., 2 de 200 gr., y 2 de 100 gr.). El equipo dispone de ruedas para su movilidad. 22

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Manuales: Este equipo se suministra con los siguientes manuales: Servicios Requeridos, Montaje e Instalación, Puesta en marcha, Seguridad, Mantenimiento y manual de Prácticas. Ejercicios y posibilidades practicas: 1.- Estudio de la medida de evapotranspiración por el método de balance de agua. 2.- Usar un lisímetro. 3.- Determinar el uso de agua por las plantas 4.- Estudiar y comprender la relación entre la transpiración Parámetros utilizados par el cálculo de la evapotranspiración 1. Calor de la evaporización () = 2.501- (2.36x10-3)T Donde: = calor latente de evaporización expresado en (kj/kg) T = temperatura del aire expresada en 8(°c) El valor del calor latente varía sólo ligeramente con la temperatura muy por cima del valor normal El valor para 20°C es de =2.45 Referencia: Harrinson,(1963). 2. Pendiente de la curva de presión de vapor (Δ) La pendiente de la curva de presión de vapor con la temperatura se pude obtener a partir de la presión de la presión de saturación de vapor del aire a una temperatura con la siguiente expresión: Δ= 4099ea Donde: Δ= calor latente de evaporización expresado en (kj/kg) 23

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración T = temperatura del aire (°c) ea= presión de saturación de vapor a la temperatura T (kPa) 3. Constante Psicrométrica (γ) Viene a ser una variable que depende de la presión atmosférica y del calor latente de vaporización. Se puede expresar como: Y= CpP o E

lo que es lo mismo, Y= 0.00163p/ 

γ = constante Psicrométrica (kPa/°C) Cp= calor especifico de la humedad del aire = 1.013(KJ/Kg°C) P= Presión atmosférica (kPa) E= Relación entre el peso molecular del vapor de agua y el aire seco= 0.622 = calor latente de vaporización 4. Presión de saturación de vapor (ea) La presión de saturación de vapor es una función exponencial de la temperatura. Los valores de la presión de saturación para cada temperatura, en intervalos de un grado, se hallan publicados Handbook of Chemsitry and Physics(Lide,1991) desde 0 a 373°C. según Haar et al., (1984). Esta tabla adjunta valores de la presión de saturación de vapor a temperaturas de 0 a 40°C. En este figura se representa los valores de saturación de vapor (KPa) con la temperatura a los valores que se ha ajustado una ecuación exponencial con la que se puede obtener el valor de la presión de saturación de vapor a una 24

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración temperatura comprendida entre esos valores.

Esta figura representa la curva de la función de la presión de vapor con la temperatura, y en rojo curva exponencial ajustada.

5. Presión de vapor Real (ed) También denominada presión de vapor en el punto de rocío, la presión real de vapor se obtiene para cálculos horarios en función de la humedad relativa como ed=ea * H.R./100 6. Radiación Neta Se calcula aplicando el modelo sugerido por Dong et al.(1992). La ecuación para el cálculo de Rn horaria es:

Donde: Rs= La radiación solar, en W/m2 α= albedo de la superficie E a(O) = emisivilidad del cielo en fracciones del cielo despejado C= Fracción de cielo cubierto σ= constante de Stefano – Boltzman T= es la temperatura media horaria en °K

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7. El coeficiente de albedo (α) Este depende de la superficie y del ángulo de incidencia de la ración. Por lo tanto el albedo depende de la altitud solar, para el calculo de la ETo de referencia, la superficie es una cubierta de césped bien regado, por lo que se utiliza el calculo realizado pro Morgan et al. (1970) para determinar el albedo. Este cálculo de albedo se divide en dos grupos, en función de la transmisidad aparente de las ondas cortas en la atmosfera, que se expresa como la relación Rs/I, Siendo Rs la radiación Solar e I la irradiación en una superficie horizontal fuera de la atmosfera.

El ángulo de elevación solar o altitud solar depende de la hora del día y de la declinación solar. La relación existente es:

Donde: Β es el ángulo de elevación solar,& es la declinación solar,  es la altitud y W el ángulo horario. 8. El coeficiente de emisivilidad del cielo despejado (ϵα(O)) Se escogido la ecuación de Satterlund (1979), aunque puede escoger entre cualquiera de las formas propuestas por brustsaert (1975) e Idso (1981) Ecuación:

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Donde: Ed es la presión de vapor a la temperatura T, que se expresa en °k.

La radiación extraterrestre (Ra) se puede obtener de forma sencilla a partir de la relación entre la irradiación (I) y el ángulo de elevación solo(β), de modo que: Ra=(0.79-3.75/ β) I Su uso esta limitado para ángulos β mayores de 10°, igual que se ha hecho para el calculo del coeficiente de albelo. Cuando C es mayor de 1 se considera c=1, y cuando C es inferior a cero se toma C=0. 9. La Constante de Stefan- Boltzman (σ) El valor de la constante de Stefano- Boltzman para cálculos de horarios es de 5.67 x10-8 (w/m2 °k4).

IV.

METODOS PARA HALLAR LA EVAPOTRANSPIRACIÓN V.1. Métodos de balance de agua Esencialmente, toda el agua que cae en la superficie terrestre es devuelta a la atmósfera por evaporación y transpiración. Por tanto, es fácil estimar el balance de agua en el ciclo hidrológico: P + E + I + ET ± DSW = 0 Donde: P = la recarga, bien por precipitación o bien por riegos, E es la escorrentía, I =la infiltración ET = la evapotranspiración y DSW= la variación en el contenido de agua en el suelo. V.2. Métodos Climatológicos

Se han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorológicos. Además, se han hecho numerosas modificaciones a las fórmulas que sean aplicables a diferentes regiones.

V.2.1. Método de Penman modificado por Doorenbos y Pruitt 27

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración EPT = c · [W· Rn + (1 – W) · F (u) · (ea – ed)] --------------------------------------- /4/ Donde: EPT = Evapotranspiración potencial, mm/día. W = Factor relacionado a temperatura y elevación. Rn = Radiación neta, mm/ día. F(u) = Función relacionada al viento (ea – ed) = Diferencia entre la presión de vapor de aire saturado a temperatura promedio y la presión de vapor del aire, mb. c = Factor de ajuste. La popularidad de la fórmula de Penman resulta que ésta sólo necesita datos que se obtienen en la mayor parte de los observatorios meteorológicos. Los procedimientos para calcular la PET mediante la fórmula de Penman pueden resultar complicados. La ecuación contiene muchos componentes, los cuales son necesarios medir o estimar cuando no están disponibles. V.2.2. Método de Thornwaite Fue desarrollada en los Estados unidos, se pueden aplicar con relativa confianza en regiones húmedas como Costa Rica. Para su cálculo se requieren datos de temperaturas medidas mensuales. Este método utiliza la temperatura mensual promedio y el largo del día. ecuación es la

La

El método de Thornwaite subestima la PET calculada durante el verano cuando ocurre la radiación máxima del año. Además, la aplicación de la ecuación a períodos cortos de tiempo puede llevar a errores serios. Durante períodos cortos la temperatura promedio no es una medida propia de la radiación recibida. Durante términos largos, la temperatura y la ET son funciones similares de la radiación neta. Estos se autorelacionan cuando los períodos considerados son largos y la fórmula los estima con precisión. Para el cálculo de la evapotranspiración por el método de Thornwaite, hacer lo siguiente: 1. Calcular la evapotranspiración mensual e, en mm por mes de 30 días de 12 horas de duración.

28

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración ϵ= 16(10 T )a ………………………………………………….. a.1 I Donde: ϵ= Evapotranspiración mensual en mm por mes de 30 días, y 12 horas de duración. T= Temperatura promedio mensual, °C. I= ∑i= índice térmica anual……………………………………………. a.2 ….i i= [ T]1.514 i= índice térmico mensual………………………… a.3 5 ….a= 0.6751x10-6 I2 + 0.017921 + 0.49239…………………………. a.4 …a= exponente que varía con el índice anual de calor de la localidad.

2. Corregir el valor de e, de acuerdo con el mes considerado y a latitud de la localidad que determinan las horas de sol, cuyos valores se obtienen de la tabla A.1.

Tabla A.1 Factor de corrección f, por duraciones medidas de las horas de sol expresadas en unidades de 30 días, con 12 horas de sol cada una.

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración

Ejemplo, como Costa rica se encuentra a 10°C latitud norte, de la a.1, el factor de corrección para el mes de enero es 0.98, febrero 0.91 y así sucesivamente, luego: ec= evaporación mensual corregida, en mm f= factor de corrección e= evapotranspiración mensual sin corregir, en mm

Ejemplo ilustrativo: En la estación Tilan, se obtienen datos de temperaturas medias mesuales, para el período 1980-2000, las cuales se muestran en la tabla a.2 Tabla A.2 Temperaturas medias mesuales de la estación Tilarán Mes T °C Mes T °C

E 22.6 J 23.8

F 22.9 A 23.8

M 23.7 S 23.8

A 24.7 O 28.7

M 23.7 N 23.2

J 23.9 D 22.7

Utilizando el método de Thornthwaire estimar la evapotranspiración potencial diaria. SOLUCIÓN: Los cálculos se muestran en la tabla A.3, siendo cada una de las columnas como se indica: 2a C: T promedio mensual en °C. 3a C: índice térmico mensual, calculado con la ecuación (a.3), siendo además I = ∑i= 128.860 4a C: evapotranspiración mensual en mm, sin corregir, calculado con la ecuación a.1, donde el valor de la ecuación (a.4), siendo su valor a= 2.96584. 5a C: factor de corrección f, obtenida de la tabla A.1, para una altitud 10° Norte. 6a C: evaporación mensual corregida en mm, con ecuación (a.5) 7 a C: evaporación diaria corregida en mm, que se obtiene dividiendo la columna 6 entre el número de días que tiene el mes. 30

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Tabla A.3 calculo de la evapotranspiración diaría, método de Thornthwaite. mes E F M A M J J A S O N D

T (2) 22.6 22.9 23.7 24.7 23.7 23.9 23.8 23.8 23.8 28.7 23.2 22.7

Indice i (3) 9.85 10.013 10.547 11.228 10.547 10.682 10.614 10.614 10.614 14.093 10.212 9.881

e (mm) (4) 84.675 88.053 97.492 110.206 97.492 99.953 98.718 98.718 98.718 172.001 91.518 85.791

Factor f (5) 0.98 0.91 1.03 1.03 1.08 1.06 1.08 10.7 1.02 1.02 0.98 0.99

ec(mm) (6) 82.982 80.1278 100.4 113.51 105.29 105.95 105.6 100.6 100.7 175.44 89.69 84.933

ediara (7) 2.68 2.86 3.24 3.78 3.40 3.53 3.44 3.41 3.36 5.66 2.99 2.74

V.2.3. Método de Blaney- Criddle La ecuación original de Blaney- Criddle fue desarrollada para climas áridos para predecir el uso consuntivo o PET. Esta fórmula utiliza el porciento de horas de luz mensual y la temperatura promedio mensual. PET = Km F Donde: PET Km F /6a/ T PD

----------------------------------------------------------------------------- /6/

= Evapotranspiración potencial mensual, mm. = Coeficiente derivado empíricamente para el método de Blaney-Criddle. = Factor de la ET mensualmente = 25.4 PD (1.8 T +32) / 100 -----------= Temperatura promedio mensual, °C. = Porciento de las horas de luz diaria en el mes.

Este método es fácil de usar y los datos necesarios están disponibles. Ha sido ampliamente usado en el oeste de Estados Unidos con resultados precisos, pero no así en Florida, donde sobre estima la ET para los meses de verano. V.2.4. Método de Blaney-Criddle modificado por FAO

31

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración EPT = C x P x [0.46 x T + 8]

------------------------------------------------------- /7/

Donde: EPT = Evapotranspiración potencial, mm/ día. T

= Temperatura promedio mensual.

P

=

Porciento de horas de luz de un día comparado con el entero, Cuadro 1.

C = Factor de ajuste, el cual depende de la humedad relativa, horas de luz y viento. Doorenbos y Pruitt [4] recomiendan cómputos individuales para cada mes y puede ser necesario incrementar el valor para elevaciones altas o latitudes altas.

B.5. Método de Blaney y Criddle modificado por Shih EPT

= 25.4 K [MRs (1.8 T + 32) / TMRs] ----------------------------------------- /8/

Donde: PET

= Evapotranspiración potencial mensual, mm.

K

= Coeficiente para este método modificado.

MRs= Radiación solar mensual, cal/ cm2. T

= Temperatura promedio mensual, °C.

TMRs= Suma de la radiación solar mensual durante el año, cal/cm 2.

V.2.6. Método de Jensen- Haise La ecuación de Jensen-Haise [9] es el resultado de la revisión de unas 3,000 medidas de ET hechas en el oeste de los Estados Unidos por un período de 35 años. La ecuación es la Siguiente: EPT = Rs (0.025T + 0.08) --------------------------------------------------------------- /9/ 32

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Donde: EPT= Evapotranspiración potencial, mm/día. Rs = Radiación solar total diaria, mm de agua. T

= Temperatura promedio del aire, °C.

Esta temperatura subestima seriamente la ET bajo condiciones de alto movimiento de masas de aire atmosférico, pero da buenos resultados en atmósferas tranquilas. V.2.7. Método de Stephens-Stewart Stephens-Stewart propusieron un método utilizando datos de radiación solar que es similar al método original de Jensen-Haise [9]. La ecuación es como sigue: PET = 0.01476 (T + 4.905) MRs/ b ------------------------------------------------- /10/ Donde: PET = Evapotranspiración potencial mensual, mm. T

= Temperatura promedio mensual, °C.

MRs = Radiación solar mensual, cal/cm2. b mm.

= Energía latente de vaporización de agua, [59.59 – 0.055 Tm], cal/ cm2-

V.2.8. Método de Bandeja de Evaporación La bandeja de evaporación es uno de los instrumentos que más se utilizan hoy día. La relación entre la PET y la evaporación de bandeja pueden ser expresadas como: EPT = Kp · PE ------------------------------------------------------------------------- /11/ Donde:

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U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración EPT = Evapotranspiración potencial, mm/ día. Kp

= Coeficiente de bandeja.

PE

= Evaporación de bandeja clase A.

La bandeja de evaporación integra los factores de clima y proveen un buen estimado de la PET si se le da buen servicio de mantenimiento y manejo. Los coeficientes de bandeja clase A dados por Doorenbos y Pruitt [4], para diferentes condiciones alrededor de la bandeja, aparecen en el cuadro 2. V.2.9. Método de Hargreaves Hargreaves desarrollo un método para estimar la PET el cual utiliza un mínimo de datos climatológicos. La fórmula es como sigue: Cuadro 2. Coeficiente de bandeja KP para bandeja de evaporación clase A bajo

diferentes condiciones.

EPT = MF (1.8 T + 32) CH

-------------------------------------------------------- /12/

Donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ mes.

34

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración MF = Factor mensual dependiente de la latitud. T

= Temperatura promedio mensual, °C.

CH = Factor de corrección para la humedad relativa (HR) a ser usado para la HR excede el 64% = 0.166 (100 – HR)1/2 ------------------------------------ /12a/ La fórmula original de Hargreaves para PET, basada en radiación y temperatura puede presentarse como: EPT = (0.0135 x RS) x [T + 17.8] --------------------------------------------------

/13/

Donde: RS

= Radiación solar, mm /día.

T

= Temperatura promedio, °C.

Para estimar RS de la radiación extraterrestre (RA) Hargreaves y Samani [7, 8] formularon la siguiente ecuación: RS = Krs x RA x TD0.50------------------------------------------------------------ /13a/ Donde: T

= Temperatura Promedio, °C.

RS = Radiación solar. RA = Radiación extraterrestre. Krs = Coeficiente de calibración. TD = Temperatura máxima menos temperatura mínima

V.2.10. Método de Hargreaves modificado Finalmente después de varios años de calibración la ecuación 13 quedó como la siguiente forma: EPT = 0.0023 Ra x (T + 17.8) x (TD) 0.50 --------------------------------- /14/ Donde: PET = Evapotranspiración potencial. Ra = Radiación extraterrestre, mm/ día. 35

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración T

= Temperatura Promedio del tiempo, °C.

TD = Temperatura máxima menos temperatura mínima, °C. Esta ecuación sólo requiere datos de temperatura máxima y mínima, los cuales suelen estar generalmente disponibles. Además, esta fórmula ha probado ser precisa y confiable. b.11 Método de Linacre La ecuación propuesta por Linacre es como sigue: PET = 700 Tm / [100 – La] + 15 [T- Td] --------------------------------- /15/ (80 – T) Donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm. Tm

= Ta + 0.0062

------------------------------------------------------------------ /15a/

Z

= Elevación, m.

T

= Temperatura promedio, °C.

La = Latitud, grados. Td

= Temperatura promedio diaria, 0C.

Los valores obtenidos mediante esta fórmula difieren en 0.3 mm/ día en base anual y en 1.7 mm/ día en base diaria. V.2.12. Método de Makkink Makkink desarrolló la siguiente ecuación tipo regresión para estimar PET de medidas de radiación. PET = Rs {s/(a + b)} + 0.12 --------------------------------------------------------

/16/

Donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/día. Rs= Radiación solar total diaria. b = Constante psicrométrica. s = Pendiente de la curva de presión de vapor saturado a la temperatura promedio del aire. 36

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración Esta fórmula da buenos resultados en climas húmedos y fríos, pero no en regiones áridas. v.2.13. Método de Radiación La ecuación de radiación presentada por Doorenbos y Pruitt [4] es esencialmente una adaptación de la fórmula de Makkink [16]. La relación se expresa como: PET = c x (W · Rs) ------------------------------------------------------------------- /17/ Donde: PET = Evapotranspiración potencial en mm/ día, para el período considerado. Rs = Radiación solar, mm/ día. W= Factor relacionado a temperatura y a elevación. c = Factor de ajuste el cual depende de la humedad promedio y velocidad promedio del viento. Este método es confiable en la zona del ecuador, en islas pequeñas y a altas latitudes. Los mapas de radiación solar proveen los datos necesarios para la fórmula

V.2.14. Método de Regresión [14] La regresión lineal simple se establece empíricamente como sigue: PET = [a * Rs] + b ------------------------------------------------------------------- /18/ Donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día. a y b = Constantes empíricas que cambian con la localidad y estación (coeficiente de regresión). Rs

= Radiación solar, mm/ día.

Este método de regresión es sencillo y fácil de usar, pero por su naturaleza altamente empírica es de aplicación limitada. b.17 Método de Priestly-Taylor [14] Priestly y Taylor mostraron que en la ausencia de movimiento de masas de aire 37

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración atmosférico, la PET está directamente relacionado al equilibrio de evaporación: PET = A [s/( S + B)] (Rn + S) ----------------------------------------------------- /19/ Donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día. A

= Constante derivada empíricamente.

s = Pendiente de la curva de la presión de vapor saturado a la temperatura promedio del aire. B Rn

= Constante psicrométrica. = Radiación neta, mm/ día.

Este método es de naturaza semi-empírica. Es confiable en zonas húmedas, pero no adecuado para regiones áridas. El cuadro 3 muestra las ventajas y desventajas de los métodos utilizados para estimar EPT V.3. Métodos basados en la radiación solar. V.3.1. Métodos de Penman La fórmula de Penman se presentó por primera vez en el 1948. Está basada en cuatro factores climáticos: Radiación neta, temperatura del aire, velocidad del viento y déficit de presión de vapor. La ecuación es como sigue: EPT = Rn /a + b Ea ---------------------------------------------------------------c+b

/2/

Donde: PET = Evapotranspiración potencial diaria, mm/día. C = Pendiente de la curva de la presión del vapor de aire saturado, mb/°C. Rn = Radiación neta, cal/cm2día. a = Energía latente de la vaporización del agua [59.59 – 0.055 T] cal/cm2 mm ó 58 cal/cm2 - mm a 29°C. Ea= 0.263 (ea – ed) (0.5 + 0.0062u2 -------------------------------------------- /2a/ Ea = Presión promedio del vapor del aire, mb = (emax – emin) / 2 ed = Presión del vapor del aire a la temperatura mínima del aire, mb. 38

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración u2 = Velocidad del viento a 2 metros de altura, km/ día. b = Constante psicrométrica = 0.66, en mb/ °C. T = (Tmax – Tmin) / 2, en los grados °C. (emax – emin) = Diferencia entre presión máxima y mínima del vapor del aire, mb. (Tmax – Tmin) = Diferencia entre temperatura máxima y mínima diaria, °C.

V.3.2. Método de Penman modificado por Monteith La ecuación resultante de la modificación es como sigue: LE = - s (Rn – S) + pa · Cp (es – ea) / ra ------------------------------------------- /3/ [(s + b) · ( ra + rc)] / ra DONDE: LE = Flujo latente. Rn = Radiación neta. S = Flujo de calor del suelo. Cp = Energía específica del aire a presión constante. s = Pendiente de la curva de la presión de vapor saturado a la temperatura promedio del aire del termómetro húmedo. pa = Densidad del aire húmedo. es = Presión de vapor de agua saturado. ea = Presión parcial del vapor de agua en el aire. ra = Resistencia del aire. rc = Resistencia del follaje. b = Constante psicrométrica. Este método se ha usado con éxito para estimar la ET de la cosecha. Esta ecuación Penman-Monteith está limitada a trabajos de investigación (experimentos) ya que los datos de ra y rc no están siempre disponibles. CONCORDANCIA ENTRE LOS MÉTODOS Todos los métodos concordaron con los valores medidos por el método de muestreos del suelo con un grado satisfactorio de variación, para un cultivo en una finca con riego. La aproximación de Blaney-Cridle tiene a estimar a estimar la evapotranspiración máximo que ocurre en parcelas húmedas. La aproximación de Thornthwaite tiende a subestimar la evapotranspiración máxima y corresponde más cerca de 39

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración las pérdidas de parcelas secas, lo cual pude ser consecuencia de que el método no toma en cuenta la energía (advectiva) existente en la regiones áridas y semiáridas. El método del tanque de evaporación también parece dar estimaciones bajas, lo cual sugiere que los coeficientes empíricos usados no fueron suficientemente grandes para esa estimación particular. La estimación de Penman es intermedia entre la evapotranspiración media en parcelas húmedas y secas. Mientras no se encuentren métodos mejores, la formula de Penman para preferible a los otros métodos para estimar la evapotranspiración potencial, por cuanto en gran parte se basa en principios físicos. La cantidad de datos necesarios para aplicar la formula de Penman, así como la cantidad de trabajo que se requiere para cálculos, hacen que, en algunas situaciones, la formula de Thornthwaite o la de Blaney-Criddle dé estimaciones satisfactorias. Los que trabajan en irrigación deberían usarlas para estimar la cantidad de agua que se necesita para irrigación, o para hacer pruebas para averiguar los coeficientes empíricos apropiados. En la literatura existen revisiones excelentes sobre métodos para medir la evapotranspiración y factores que la afectan especialmente, tales como el clima, suelo y practicas culturales ( Tanner, 1957 y Eker y otros, 1987). Para aplicaciones prácticas y detalles en el cálculo de estos métodos se puede consultar el trabajo de Israelson y Hansen (1965).

Nota: Uso del lisímetro en el cultivo de paltas en Horario de aplicación de agua y minerales Los de El Alto incorporaron lisímetros (de Armfield) en cada uno de los huertos que manejan de forma intensiva. El lisímetro les ha servido para monitorear los cambios en el peso del sistema planta-suelo-agua, debidos a la evapotranspiración. Con él pudieron determinar el inicio y el final del consumo de agua por la planta. Consumo que está asociado, entre otros factores, a: latitud- longitud, topografía local, temperatura y radiación. El lisímetro sirve para monitorear los cambios de peso del sistema planta-suelo-agua, por 40

U.N.F.V Lisímetro y métodos de Evapotranspiración evapotranspiración. El lisímetro implementado en cada huerto permitió definir el horario de inicio y fin de la actividad estomática, y con ello el horario de consumo efectivo de agua. Si bien el lisímetro no permite determinar la cantidad de agua a suministrar al huerto, sí define el horario de consumo de agua, que en el palto va de las 8:30 a las 18:30 horas en el verano y de 9:30 a 16:30 en el invierno; con variaciones que dependen de la topografía de cada huerto. El lisímetro sirve para monitorear lo cambios de peso del sistema planta suelo-agua por evaporación. Se observó que el palto absorbe agua sólo de día, lo que implica que la apertura estomática es diurna y, por tanto, un estrés por aumento de la temperatura foliar sólo puede ocurrir de día. Entre las11:00 y las 18:00 horas el palto absorbe el 77% del consumo total de agua del día. Al optimizar la apertura de estomas se potencia la vida media del follaje y así también el metabolismo de la fotosíntesis. Sin embargo el crecimiento de estructuras y de los frutos, asociado a la turgencia celular, ocurre en durante la noche. La máxima eficiencia en la aplicación de agua está dada por los riegos diurnos, de manera de aproximarse de la forma más eficiente a las necesidades del cultivo. Sin embargo, en la realidad nacional, los sistemas de riego obligan a hacer aportes nocturnos de agua, lo que necesariamente implica considerar al suelo como un elemento esencial para obtener el menor estrés posible.

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V.

CONCLUSION

Podemos concluir en que la evaporación, transpiración y la evapotranspiración son muy importantes al estimar los requisitos de riego y al programar el riego. Por ello, es importante estimar la evapotranspiración potencial, ya que, viene hacer la pérdida de agua de una superficie cubierta completamente de vegetación. También, decimos que el uso consuntivo viene a ser igual a la suma de la evapotranspiración y el agua utilizada directamente para construir los tejidos de las plantas. En los proyectos de irrigación interesa hacer cálculos previos de las necesidades de agua de los cultivos. Y estas necesidades van hacer satisfechas mediante el riego, y éste ultimo esta netamente relacionado con la evapotranspiración. El uso del lisímetro nos sirve para monitorear los cambios de peso del sistema planta-suelo-agua, por evapotranspiración. Por ende, su uso nos permite definir el inicio y el fin de la actividad agrícola.

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VI.

Biografía. DÍAZ, ROSENDO. Hidrología para Ingenieros. Pontificia Universidad Católica del Perú. Fondo Editorial 1994. Páginas 99-108. GARCÍA VILLANUEVA, Jerónimo. Principios físicos de climatología. Universidad Agraria La Molina. Lima 1994. Páginas 99-110. LINSLEY, KOHLER, PAUL HUS. Hidrología para Ingenieros. Mc Graw Hill. Impreso en México. Segunda edición. Páginas 146-149. SAMPAT A. GAVANDE. Física de suelos: Principios y Aplicación. Capítulo 10. Octava impresión. Editorial Limusa. Impreso en México. Páginas 233-243. http://www.olivos.cl/blog/riego-y-nutricion-en-paltos/ http://www.agua.uji.es/pdf/leccionRH04.pdf http://www.tesisenred.net/bitstream/handle/10803/10405/tunyon.pdf?seque nce=1 http://es.scribd.com/doc/42850179/12/A-fondo-tipos-de-lisimetros#page=11 http://civil.ucsc.cl/investigacion/memorias/mbochetti.pdf

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