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

 

 

 

 

IT  =  300 + 25 T + 0.05 T3

 

 

 

 

 

 

 

 

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.