riego por goteo libro cap03evaporacion[1]

8/14/2019 RIEGO POR GOTEO Libro Cap03evaporacion[1]

1/28

Manejo de Riego Por Goteo Captulo 3: Evapotranspiracin

CAPITULO IIIEVAPOTRANSPIRACION 1

Megh R. Goyal y Eladio A. Gonzlez Fuentes

1.0 Introduccin ------------------------------------------------------------------------------- 0672.0 Evapotranspiracin Potencial----------------------------------------------------------- 0683.0 Frmulas: Evapotranspiracin Potencial (PET) ------------------------------------- 070

3.1 Mtodo hidrolgico o de balance de agua ----------------------------------- 0713.2 Mtodos climatolgicos--------------------------------------------------------- 072

3.2.1 Penman ------------------------------------------------------------------- 0723.2.2 Penman modificado por Monteith ----------------------------------- 0733.2.3 Penman modificado por Doorenbos y Pruitt ----------------------- 0733.2.4 Thorntwaite -------------------------------------------------------------- 0743.2.5 Blaney- Criddle ---------------------------------------------------------- 0753.2.6 Blaney- Criddle modificado por FAO -------------------------------- 075

3.2.7 Blaney- Criddle modificado por Shih --------------------------------- 0763.2.8 Jensen- Haise ------------------------------------------------------------- 0763.2.9 Stephens- Stewart ------------------------------------------------------- 0783.2.10 Bandeja de Evaporacin ------------------------------------------------ 0783.2.11 Hargreaves ---------------------------------------------------------------- 0783.2.12 Hargreaves and Samani modificado ---------------------------------- 0803.2.13 Linacre -------------------------------------------------------------------- 0813.2.14 Makkink ------------------------------------------------------------------ 0813.2.15 Radiacin ----------------------------------------------------------------- 0823.2.16 Regresin ----------------------------------------------------------------- 0823.2.17 Priestly- Taylor ---------------------------------------------------------- 083

4.0 Calibracin Local ----------------------------------------------------------------------- 0835.0 Evapotranspiracin de Cosechas (ET C) ---------------------------------------------- 0856.0 Coeficientes de Cosecha (17) ---------------------------------------------------------- 087

6.1 Cultivo de referencia --------------------------------------------------------------- 0876.2 Coeficiente de cosecha ------------------------------------------------------------ 088

7.0 Bibliografa -------------------------------------------------------------------------------- 091

065

065


2/28


________________________1 Este captulo fue preparado para el libro Manejo de Riego por Goteo . Autor: Dr. Megh

R. Goyal, Profesor en Ingeniera Agrcola y Biomdica, Universidad de Puerto Rico Recinto de Mayagez, P.O. Box 5984, Mayagez, Puerto Rico 00681 5984. Para msdetalles puede comunicarse por correo electrnico:[email protected] o visitor la pgina de internet:http://www.ece.uprm.edu/~m_goyal/home.htm

066
mailto:[email protected]://www.ece.uprm.edu/~m_goyal/home.htmhttp://www.ece.uprm.edu/~m_goyal/home.htmmailto:[email protected]


3/28


1.0 INTRODUCCION

La evapotranspiracin (ET) es la combinacin de dos procesos: Evaporacin y

transpiracin. La evaporacin es el proceso fsico mediante el cual el agua se convierte a su

forma gaseosa. La evaporacin del agua a la atmsfera ocurre en la superficie de ros, lagos,

suelos y vegetacin. La transpiracin es el proceso mediante el cual el agua fluye desde el suelo

hacia la atmsfera a travs del tejido de la planta.

La transpiracin es bsicamente un proceso de evaporacin. El agua se evapora dentro de

las hojas y el vapor resultante se difunde hacia el exterior a travs de las estomas. En esta

evaporacin del agua se produce un gradiente de energa el cual causa el movimiento del aguadentro y a travs de las estomas de la planta. Las estomas de la mayor parte de las plantas verdes

permanecen abiertas durante el da y cerradas en la noche. Si el suelo est muy seco las estomas

permanecern cerradas durante el da para que la prdida del agua sea ms lenta.

Por la necesidad de expandir la produccin agrcola se han aumentado las reas de cultivo

bajo riego en las regiones ridas y sub-hmedas del mundo. La agricultura ha comenzado a

competir por el agua con las industrias, municipios y otros sectores. Esta gran demanda junto al

incremento en los costos del agua y de la energa ha hecho absolutamente necesario desarrollar

tecnologas para el manejo apropiado del agua.

La evaporacin, la transpiracin y la evapotranspiracin son importantes el estimar los

requisitos de riego y al programar el riego. Para determinar los requisitos de riego es necesario

estimar la ET por medidas directamente en el campo o utilizando datos meteorolgicos. Las

medidas directamente en el campo son muy costosas y se utilizan mayormente para calibrar los

mtodos que estiman la ET utilizando datos de clima.

067


4/28


Se han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorolgicos y varias de

estas se usan comnmente para estimar la ET para perodos de un da o ms. Todas estas

ecuaciones son en algn modo empricas. Los mtodos ms simples requieren solamente datos

sobre la temperatura promedio del aire, largo del da y la cosecha. Otras ecuaciones requieren

datos de radiacin diaria, temperatura, presin de vapor y velocidad de ciento. La figura 1

muestra los instrumentos recomendados para una estacin de clima.

Ninguna ecuacin debe desecharse porque los datos no estn disponibles. No todas son

igualmente precisas y confiables para diferentes regiones. Adems, no existe un mtodo nico

que utilizando datos meteorolgicos sea adecuado universalmente bajo todas las condicionesclimatolgicas.

2.0 EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (PET)

La evapotranspiracin potencial es la prdida de agua de una superficie cubierta

completamente de vegetacin. La evapotranspiracin de una cosecha es determinada por los

procesos meteorolgicos. El cierre de las estomas y la reduccin en transpiracin usualmente

son importantes slo bajo condiciones de escasez de agua o condiciones de estrs de la planta.

La evapotranspiracin depender de tres factores: (1) vegetacin, (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 vegetacin cambia la cantidad de energa absorbida por el suelo. Las

propiedades del suelo, incluyendo el contenido de agua, tambin afectan la cantidad de

energa que fluye en el suelo. La altura y la densidad de la vegetacin influyen sobre la

eficiencia del intercambio turbulento del calor y vapor de agua del follaje.

068


5/28


Figura 1. Instrumentos recomendados para una estacin de clima.

069


6/28


Los cambios en el agua del suelo causan diferencias en la evaporacin directa del suelo y

en la disponibilidad del agua del suelo a las plantas. Segn les sobreviene el estrs de agua a las

plantas, sus estomas se cierran resultando en una reduccin de la prdida de agua y en la

obtencin de CO 2. Este es un factor que la ecuacin de evapotranspiracin potencial no toma en

cuenta. Bajo condiciones normales (con suficiente agua) existe gran variacin entre las estomas

de las distintas especies de plantas. Sin embargo, las diferencias en ET son usualmente pequeas

y el concepto de PET resulta til en la mayora de los tipos de vegetacin con follaje completo.

3.0 FORMULAS PARA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (PET)

Hay diferentes mtodos para estimar o medir la ET y la evapotranspiracin potencial(PET). La precisin y confiabilidad vara de unos a otros, muchos solo proveen una

aproximacin. Cada tcnica se ha desarrollado con los datos de clima disponibles para estimar

la ET.

Las medidas directas son muy costosas y mayormente se usan para calibrar los mtodos

que utilizan los datos climatolgicos. Las tcnicas ms frecuentes usadas son: Mtodo

hidrolgico o de balance de agua, mtodos climatolgicos y mtodos micrometeorolgicos.

Muchas de las investigaciones han dado lugar a modificaciones de las ecuaciones ya

establecidas. As encontramos modificaciones en las frmulas de Blaney-Criddle, Hargreaves,

Bandeja de evaporacin, etc. Allen [1] trabajo en la evaluacin de 13 variaciones de la ecuacin

de Penman, encontrando como ms precisa la frmula de Penman-Monteith. Actualmente se

recomiendan las ecuaciones modificadas por la FAO y el SCS como las ms confiables.

Todas las investigaciones coinciden al sealar las ecuaciones de Penman, Bandeja de

Evaporacin Clase A, Blaney-Criddle y Hargreaves-Samani, como las frmulas ms confiables.

En stas, con una calibracin local, se logra bastante precisin.

070


7/28


Cada investigador tiene su frmula preferida que le ha dado buenos resultados. As

Hargreaves y Samani [7] presentan su frmula como el mtodo ms simple y prctico y llegan a

decir que no existe evidencia de que haya otro mtodo superior. Allen y Pruitt [2] presentan el

mtodo de Blaney-Criddle modificado por la FAO como uno en que los cmputos son

relativamente fciles y dicen que obtienen excelentes estimados de la PET cuando est bien

calibrada localmente.

Cada investigador tiene un orden de preferencia que puede ser semejante o diferente a

otro, pero todas las frmulas, dependiendo del lugar en que se evalen puede resultar en el primer

o ltimo lugar.3.1 Mtodo hidrolgico o de balance de agua [14]

Esta tcnica conlleva el registro de lluvia, riego, drenaje y la determinacin peridica da

la humedad del suelo. El mtodo hidrolgico puede presentarse por medio de la siguiente

ecuacin:

PI + SW - RO D ET = 0 ------------------------------------------------------------- /1/

donde: PI = Precipitacin y/o riego.

RO = Escorrenta.

D = Percolacin.

SW = Cambio en el contenido de agua del suelo.

ET = Evapotranspiracin.

En la ecuacin /1/, todos los variables pueden medirse con precisin mediante el uso de

lismetros. En reas grandes estos pueden ser estimados y la ET calculada como un residual.

071


8/28


3.2 Mtodos climticos

Se han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorolgicos. Adems, se

han hecho numerosas modificaciones a las frmulas que sean aplicables a diferentes regiones.

3.2.1 Mtodos de Penman [1, 9, 10, 13, 14]

La frmula de Penman se present por primera vez en el 1948. Est basada en cuatro

factores climticos: Radiacin neta, temperatura del aire, velocidad del viento y dficit de presin

de vapor. La ecuacin es como sigue:

PET = R n /a + b E a ---------------------------------------------------------------- /2/ c + b

donde: PET = Evapotranspiracin potencial diaria, mm/da.C = Pendiente de la curva de la presin del vapor de aire saturado,

mb/C.

Rn = Radiacin neta, cal/cm2 da.

a = Energa latente de la vaporizacin del agua [59.59 0.055 T]cal/cm 2 -mm 58 cal/cm 2 - mm a 29C.

Ea

= 0.263 (ea

ed) (0.5 + 0.0062u2 -------------------------------------------- /2

a /

Ea = Presin promedio del vapor del aire, mb = (e max emin ) / 2

ed = Presin del vapor del aire a la temperatura mnima del aire, mb.

u2 = Velocidad del viento a 2 metros de altura, km/ da.

b = Constante psicromtrica = 0.66, en mb/ C.

T = (T max T min ) / 2, en los grados C.

(emax e min ) = Diferencia entre presin mxima y mnima del vapor del aire, mb.

(Tmax T min ) = Diferencia entre temperatura mxima y mnima diaria, C.

072


9/28


3.2.2 Mtodo de Penman modificado por Monteith [14]

La ecuacin resultante de la modificacin es como sigue:

LE = - s (R n S) + Pa Cp (es e a) / ra ------------------------------------------- /3/

[(s + b) ( ra + rc)] / radonde: LE = Flujo latente.

Rn = Radiacin neta.

S = Flujo de calor del suelo.

Cp = Energa especfica del aire a presin constante.

s = Pendiente de la curva de la presin de vapor saturado a la temperaturapromedio del aire del termmetro hmedo.

Pa = Densidad del aire hmedo.

es = Presin de vapor de agua saturado.

ea = Presin parcial del vapor de agua en el aire.

ra = Resistencia del aire.

rc = Resistencia del follaje.

b = Constante psicromtrica.

Este mtodo se ha usado con xito para estimar la ET de la cosecha. Esta ecuacin

Penman-Monteith est limitada a trabajos de investigacin (experimentos) ya que los datos de r a

y rc no estn siempre disponibles.

3.2.3 Mtodo de Penman modificado por Doorenbos y Pruitt [4]

PET = c [ W R n + (1 W) F(u) (e a ed) ] --------------------------------------- /4/

donde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/da.

W = Factor relacionado a temperatura y elevacin.

Rn = Radiacin neta, mm/ da.

F(u) = Funcin relacionada al viento.

073


10/28


(ea ed) = Diferencia entre la presin de vapor de aire saturado a temperaturapromedio y la presin de vapor del aire, mb.

c = Factor de ajuste.

La popularidad de la frmula de Penman resulta de que sta slo necesita datos que

se obtienen en la mayor parte de los observatorios meteorolgicos.

Los procedimientos para calcular la PET mediante la frmula de Penman pueden resultar

complicados. La ecuacin contiene muchos componentes, los cuales son necesarios medir o

estimar cuando no estn disponibles.

3.2.4 Mtodo de Thornwaite

Este mtodo utiliza la temperatura mensual promedio y el largo del da. La ecuacin es la

siguiente [10,14]:

PET = 16 L d [ 10 T / I]a

------------------------------------------------------ /5/

donde: PET = Evapotranspiracin estimada para 30 das, mm.

Ld = Horas de da dividido por 12.

I = i 1 + i2 + . . . + i 12 , en donde, i = [T m / 5] x 1.514 ----------------------- /5 a /

T = Temperatura promedio mensual, C.

a = (6.75 x 10-7

I3) (7.71 x 10 5 I2) + 0.01792 I + 0.49239 ----------------- /5 b /

El mtodo de Thornwaite subestima la PET calculada durante el verano cuando ocurre la

radiacin mxima del ao. Adems, la aplicacin de la ecuacin a perodos cortos de tiempo

puede llevar a errores serios. Durante perodos cortos la temperatura promedio no es una medida

propia de la radiacin recibida [14]. Durante trminos largos, la temperatura y la ET son

074


11/28


funciones similares de la radiacin neta. Estos se autorelacionan cuando los perodos

considerados son largos y la frmula los estima con precisin.

3.2.5 Mtodo de Blaney- Criddle [2, 9, 10, 14]

La ecuacin original de Blaney- Criddle fue desarrollada para climas ridos para predecir

el uso consuntivo o PET. Esta frmula utiliza el porciento de horas de luz mensual y la

temperatura promedio mensual.

PET = K m F ----------------------------------------------------------------------------- /6/

donde: PET = Evapotranspiracin potencial mensual, mm.

Km = Coeficiente derivado empricamente para el mtodo de Blaney-Criddle.

F = Factor de la ET mensualmente = 25.4 PD (1.8 T +32) / 100 ------------ /6 a /


PD = Porciento de las horas de luz diaria en el mes.

Este mtodo es fcil de usar y los datos necesarios estn disponibles. Ha sido

ampliamente usado en el oeste de Estados Unidos con resultados precisos, pero no as en Florida,

donde sobreestima la ET para los meses de verano.

3.2.6 Mtodo de Blaney-Criddle modificado por FAO [4]

PET = C x P x [0.46 x T + 8] ------------------------------------------------------- /7/

donde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ da.

T = Temperatura promedio mensual.

P = Porciento de horas de luz de un da comparado con el entero, Cuadro 1.

C = Factor de ajuste, el cual depende de la humedad relativa, horas de luz yviento .

Doorenbos y Pruitt [4] recomiendan cmputos individuales para cada mes y puede ser

necesario incrementar el valor para elevaciones altas o latitudes altas.

075


12/28


3.2.7 Mtodo de Blaney y Criddle modificado por Shih [16]

PET = 25.4 K [MR s (1.8 T + 32) / TMR s] ----------------------------------------- /8/


K = Coeficiente para este mtodo modificado.

MR s = Radiacin solar mensual, cal/ cm2.


TMR s = Suma de la radiacin solar mensual durante el ao, cal/cm2.

3.2.8 Mtodo de Jensen- Haise [9] La ecuacin de Jensen-Haise [9] es el resultado de la revisin de unas 3,000 medidas de

ET hechas en el oeste de los Estados Unidos por un perodo de 35 aos. La ecuacin es la

siguiente:

PET = R s (0.025T + 0.08) --------------------------------------------------------------- /9/


Rs = Radiacin 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 atmosfrico, pero da buenos resultados en atmsferas tranquilas.

076


13/28


Cuadro 1. Por ciento promedio de horas de da diario (p) en base de horas de da anuales paradiferentes latitudes.

Latitud, gradosNorte enero febrero marzo abril mayo JunioSur* julio agosto sept. octubre nov. dic.

60 0.15 0.20 0.26 0.32 0.38 0.4158 0.16 0.21 0.26 0.32 0.37 0.4056 0.17 0.21 0.26 0.32 0.36 0.3954 0.18 0.22 0.26 0.31 0.36 0.3852 0.19 0.22 0.27 0.31 0.35 0.3750 0.19 0.23 0.27 0.31 0.34 0.3648 0.20 0.23 0.27 0.31 0.34 0.3646 0.20 0.23 0.27 0.30 0.34 0.3544 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.3542 0.21 0.24 0.27 0.30 0.33 0.3440 0.22 0.24 0.27 0.30 0.32 0.34

35 0.23 0.25 0.27 0.29 0.31 0.3230 0.24 0.25 0.27 0.29 0.31 0.3225 0.24 0.26 0.27 0.29 0.30 0.3120 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3015 0.26 0.27 0.27 0.28 0.29 0.2910 0.26 0.27 0.27 0.28 0.28 0.295 0.27 0.27 0.27 0.28 0.28 0.280 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27

Latitud, gradosNorte julio agosto sept. octubre nov. dic.Sur* enero feb. marzo abril mayo Junio

60 0.40 0.34 0.28 0.22 0.17 0.1358 0.39 0.34 0.28 0.23 0.18 0.1556 0.38 0.33 0.28 0.23 0.18 0.1654 0.37 0.33 0.28 0.23 0.19 0.1752 0.36 0.33 0.28 0.24 0.20 0.1750 0.35 0.32 0.28 0.24 0.20 0.1848 0.35 0.32 0.28 0.24 0.21 0.1946 0.34 0.32 0.28 0.24 0.21 0.2044 0.34 0.31 0.28 0.25 0.22 0.2042 0.33 0.31 0.28 0.25 0.22 0.2140 0.33 0.31 0.28 0.25 0.22 0.2135 0.32 0.30 0.28 0.25 0.23 0.2230 0.31 0.30 0.28 0.26 0.24 0.2325 0.31 0.29 0.28 0.26 0.25 0.2420 0.30 0.29 0.28 0.26 0.25 0.2515 0.29 0.28 0.28 0.27 0.26 0.2510 0.29 0.28 0.28 0.27 0.26 0.265 0.28 0.28 0.28 0.27 0.27 0.270 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27

* Las latitudes del sur tienen seis meses de diferencia como se muestra en el cuadro 1.

077


14/28


3.2.9 Mtodo de Stephens-Stewart [14]

Stephens-Stewart propusieron un mtodo utilizando datos de radiacin solar que es

similar al mtodo original de Jensen-Haise [9]. La ecuacin es como sigue:

PET = 0.01476 (T + 4.905) MR s / b ------------------------------------------------- /10/



MR s = Radiacin solar mensual, cal/cm2.

b = Energa latente de vaporizacin de agua, [59.59 0.055 T m], cal/ cm 2-mm.

3.2.10 Mtodo de Bandeja de Evaporacin [4]

La bandeja de evaporacin es uno de los instrumentos que ms se utilizan hoy da. La

relacin entre la PET y la evaporacin de bandeja pueden ser expresadas como:

PET = K p PE ------------------------------------------------------------------------- /11/


Kp = Coeficiente de bandeja.

PE = Evaporacin de bandeja clase A.

La bandeja de evaporacin 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.

3.2.11 Mtodo de Hargreaves [6]

Hargreaves desarrollo un mtodo para estimar la PET el cual utiliza un mnimo de datos

climatolgicos. La frmula es como sigue:

078


15/28


Cuadro 2. Coeficiente de bandeja K P para bandeja de evaporacin clase A bajo diferentescondiciones.

BandejaClase A

Condicin ABandeja rodeada por

grama

Condicin B*Bandeja rodeada por tierra seca y

descubiertaPromediode HR%

Baja media alta40 40-70 70

Baja media alta40 40-70 70

Viento**km/da

Distanciade la

grama verde,m

Distancia delsuelo seco,

m

Suave175

010

1001000

0.55 0.55 0.750.65 0.75 0.859.70 0.80 0.850.75 0.85 0.85

010

1001000

0.7 0.80 0.850.6 0.70 0.800.55 0.65 0.750.50 0.60 0.70

Moderad

o175-425

0

10100

1000

0.5 0.6 0.650.6 0.7 0.750.65 0.75 0.80.7 0.8 0.8

0

10100

1000

0.65 0.75 0.80.55 0.65* 0.70.5 0.6 0.650.45 0.55 0.6

Fuerte425-700

010

1001000

0.45 0.5 0.600.55 0.6 0.65

0.6 0.65 0.70.65 0.7 0.75

010

1001000

0.6 0.65 0.70.5 0.55 0.650.45 0.45 0.60.4 0.45 0.55

Muyfuerte

010

1001000

0.4 0.45 0.50.45 0.55 0.60.5 0.6 0.650.55 0.6 0.65

010

1001000

0.5 0.6 0.650.45 0.5 0.550.4 0.45 0.50.35 0.4 0.45

* Para reas extensivas de suelos descubiertos y no desarrollados en la fase agrcola,reduzca los valores de K P en 20% bajo condiciones de viento caliente y en 5 a 10 %para condiciones moderadas de viento, temperatura y humedad.

** Movimiento de viento total en km/da.

079


16/28


PET = MF (1.8 T + 32) CH -------------------------------------------------------- /12/

donde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ mes.

MF = Factor mensual dependiente de la latitud.


CH = Factor de correccin para la humedad relativa (HR) a ser usado para la HRexcede el 64% = 0.166 (100 HR)

1/2------------------------------------ /12 a /

La frmula original de Hargreaves para PET, basada en radiacin y temperatura puede

presentarse como:

PET = (0.0135 x RS) x [T + 17.8] -------------------------------------------------- /13/

donde: RS = Radiacin solar, mm /da.

T = Temperatura promedio, C.

Para estimar RS de la radiacin extraterrestre (RA) Hargreaves y Samani [7, 8]

formularon la siguiente ecuacin:

RS = K rs x RA x TD0.50

------------------------------------------------------------ /13 a /

donde: T = Temperatura Promedio , C.

RS = Radiacin solar.

RA = Radiacin extraterrestre.

Krs = Coeficiente de calibracin.

TD = Temperatura maxima menos temperatura mnima.

3.2.12. Mtodo de Hargreaves modificado [8]

Finalmente despus de varios aos de calibracin la ecuacin 13 qued como la siguiente

forma:

PET = 0.0023 R a x (T + 17.8) x (TD)0.50

--------------------------------- /14/

donde:

080


17/28


PET = Evapotranspiracin potencial.

Ra = Radiacin extraterrestre, mm/ da.

T = Temperatura Promedio del tiempo, C.

TD = Temperatura mxima menos temperatura mnima, C.

Esta ecuacin slo requiere datos de temperatura mxima y mnima, los cuales suelen

estar generalmente disponibles. Adems, esta frmula ha probado ser precisa y confiable.

3.2.13. Mtodo de Linacre [11, 14]

La ecuacin propuesta por Linacre es como sigue:

PET = 700 T m / [100 L a] + 15 [T- T d] --------------------------------- /15/

( 80 T)

donde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm.

Tm = T a + 0.0062 ------------------------------------------------------------------ /15 a /

Z = Elevacin, m.

T = Temperatura promedio, C.

La = Latitud, grados.

Td = Temperatura promedio diaria,0

C.

Los valores obtenidos mediante esta frmula difieren en 0.3 mm/ da en base anual y en

1.7 mm/ da en base diaria.

3.2.14 Mtodo de Makkink [14]

Makkink desarroll la siguiente ecuacin tipo regresin para estimar PET de medidas de

radiacin.

PET = R s {s/(a + b)} + 0.12 -------------------------------------------------------- /16/


Rs = Radiacin solar total diaria.

b = Constante psicromtrica.

081


18/28


s = Pendiente de la curva de presin de vapor saturado a la temperatura promedio delaire.

Esta frmula da buenos resultados en climas hmedos y fros, pero no en regiones ridas.

3.2.15 Mtodo de Radiacin [4, 14]

La ecuacin de radiacin presentada por Doorenbos y Pruitt [4] es esencialmente una

adaptacin de la frmula de Makkink [16]. La relacin se expresa como:

PET = c x (W R s) ------------------------------------------------------------------- /17/

donde: PET = Evapotranspiracin potencial en mm/ da, para el perodo considerado.

Rs = Radiacin solar, mm/ da.

W = Factor relacionado a temperatura y a elevacin.

c = Factor de ajuste el cual depende de la humedad promedio y velocidadpromedio del viento.

Este mtodo es confiable en la zona del ecuador, en islas pequeas y a altas latitudes. Los

mapas de radiacin solar proveen los datos necesarios para la frmula.

3.2.16 Mtodo de Regresin [14]

La regresin lineal simple se establece empricamente como sigue:

PET = [a * R s ] + b ------------------------------------------------------------------- /18/


a y b = Constantes empricas que cambian con la localidad y estacin (coeficientede regresin).

Rs = Radiacin solar, mm/ da.

Este mtodo de regresin es sencillo y fcil de usar, pero por su naturaleza altamente

emprica es de aplicacin limitada.

082


19/28


3.2.17 Mtodo de Priestly-Taylor [14]

Priestly y Taylor mostraron que en la ausencia de movimiento de masas de aire

atmosfrico, la PET est directamente relacionado al equilibrio de evaporacin:

PET = A [s/( S + B)] (R n + S) ----------------------------------------------------- /19/


A = Constante derivada empricamente.

s = Pendiente de la curva de la presin de vapor saturado a la temperaturapromedio del aire.

B = Constante psicromtrica.

Rn = Radiacin neta, mm/ da.

Este mtodo es de naturaza semi-emprica. Es confiable en zonas hmedas, pero no

adecuado para regiones ridas.

El cuadro 3 muestra las ventajas y desventajas de los mtodos utilizados para estimar

PET.

4.0 CALIBRACION LOCAL

Los mtodos que utilizan datos meteorolgicos no son adecuados para todas las

localidades, especialmente en reas tropicales y a altas elevaciones. Siempre es necesaria alguna

calibracin local para obtener mayor precisin y confiabilidad en los estimados de los requisitos

de agua.

La calibracin conlleva obtener datos de ET en el campo as como los correspondientes

datos de clima. El cuadro 4 muestra los datos utilizados en las distintas ecuaciones.

083


20/28


Cuadro 3. Ventajas y desventajas de los mtodos utilizados para estimar PET.

Mtodo Ventajas Desventajas

1.

2.

Penman

Penman (FAO)

Fcil de aplicar.

Provee resultadossatisfactorios

Subestima la ET bajo condiciones de alto movimiento demasas de aire atmosfrico. La formula contiene muchoscomponentes lo cual puede resultar complicado al hacer lascalculaciones.

3. Balance de agua Fcil procesar losdatos e integrarloscon lasobservaciones

Baja precisin en las medidas diarias y difciles obtener laET durante tiempo lluvioso.

4. Thornwaite Es confiable paratrminos largos

Subestima la ET durante el verano. No es precisa paratrminos cortos.

5. Blaney- Criddle Fcil de usar y losdatos suelen estardisponibles.

El coeficiente de cosecha depende mucho del clima.

6. Blaney- Criddle(FAO)

El coeficiente decosecha dadodepende poco delclima.

En altas elevaciones, costas e islas pequeas no existe unarelacin entre temperatura y radiacin solar.

7. Stephens- Stewart Es confiable en eloeste de EstadosUnidos (donde sedesarroll)

Necesita ser evaluada en otras localidades.

8. Jensen- Haise Bajo condicionesatmosfricastranquilas esconfiable.

Subestima la ET bajo condiciones de alto movimiento demasas de aire atmosfrico.

9. Bandeja deevaporacin

Integra todos losfactores

climatolgicos

Durante la noche la evaporacin continua en la bandeja loque afecta los estimados de la PET.

10. Hargreaves Requiere unmnimo de datosclimatolgicos.

Sobreestima la PET en las costas y la subestima bajo altomovimiento de masas de aire.

11. Hargreaves ySamani

Solo requiere datosde temperaturamxima y mnima.

Necesita ser evaluada en muchas localidades para suaceptacin.

12. Radiacin Es confiable en elEcuador, islaspequeas y altasaltitudes.

Estimados mensuales suelen ser necesarios fuera delEcuador.

13. Makkink Bueno para climas

hmedas y fros.

No es confiable en regiones ridas.

14. Linacre Es preciso en baseanual.

La precisin disminuye en base diaria.

15. Priestly- Taylor Confiable en reashmedas.

No es adecuado para zonas ridas.

084


21/28


Para el mtodo de Blaney- Criddle se pueden hacer medidas de la ET usando medidas de

la humedad del suelo, lismetros o tcnicas que midan las entradas y salidas. Solamente son

necesarios datos de la temperatura del aire y de la lluvia para completar la calibracin al

determinar el coeficiente de cosecha mensual apropiado.

El mtodo Jensen- Haise [9] es recomendado para perodos de 5 a 30 das. Para perodos

de 5 das se pueden utilizar lismetros o los datos en el campo para hacer una calibracin local.

Para una calibracin mensual la ET se puede estimar por medidas de la humedad del suelo,

entradas y salidas, lismetros, etc.

La ecuacin de Penman puede proveer estimados precisos de un mes a una horadependiendo del mtodo de calibracin. Para perodos cortos los lismetros de peso pueden

proveer los datos necesarios de ET. Usualmente la calibracin local se completa mediante la

calibracin del factor de ajuste.

5.0 EVAPOTRANSPIRACION DE COSECHAS (ET c)

Para obtener la ETc

(uso consuntivo) ms 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 extensin del suelo cubierto por la cosecha. La ET c indica

cuanta agua necesita un cultivo en un momento dado y as se determinan sus requisitos de riego.

El procedimiento envuelve el uso del PET estimado y un coeficiente de cosecha desarrollado

experimentalmente para ET. Este mtodo se usa extensamente hoy da para programar el riego

as como para estimar los requisitos de riego de los cultivos.

El mtodo comn de Blaney- Criddle no requiere un coeficiente de cosecha. El estimado

de la ET c se hace en un solo paso.

085


22/28


Cuadro 4. Parmetros utilizados en las distintas frmulas para estimar PET.

Mtodo Temp. HR Viento Sol Radia--cin

Evapo--racinClase A

Ambiente

1. Blaney-Criddle

* 0 0 0 0

2. Radiacin * 0 0 * 0 (*)

3. Penman * * * * 0 (*)

4. Bandeja deClase A

0 0 * *

5. Thornwaite * *

6. Hargreaves * 0 0

7. Linacre * *

8. Jensen-Haise

* *

9. Makkink * *

10. Priestly -Taylor

* *

11. Regresin *

086


23/28


Este mtodo fue revisado por Doorenbos y Pruitt [4], quienes proveyeron un coeficiente

de cosecha apropiado para estimar la ET para cultivos especficos. Estos procedimientos resultan

en estimados de presicin adecuada para perodos de diez das a un mes.

6.0 COEFICIENTES DE COSECHA [17]

Los coeficientes de cosecha (K c) desarrollados experimentalmente reflejan la fisiologa

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 empricas de la ET c y de la PET:

Kc = [ET c / PET] ----------------------------------------------------------------------------- /20/

El K c combinado incluye evaporacin del suelo y de la superficie de la planta. La

evaporacin del suelo depende de la humedad en el suelo y de la exposicin. La transpiracin

depende de la cantidad y naturaleza del rea de hojas de la planta y de la disponibilidad del agua

en la zona radical. El K c puede ser ajustado a la disponibilidad de agua en el suelo y evaporacin

de la superficie. La distribucin de K c vs. tiempo es conocida como la curva de cosecha (Figura

2).

6.1 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 reas ridas [9]. En sta, la PET es igual a la ET diaria

cuando el cultivo ocupa una superficie extensa, est creciendo activamente. Tiene una altura de

unos 20 cm. y tiene suficiente agua disponible en el suelo. La PET obtenida con alfalfa es

usualmente ms alta que para la grama de tijerilla, particularmente en zonas ridas de mucho

viento. Las razones de ET diarias pueden medirse con lismetros de peso que sean sensitivos.

087


24/28


6.2 Coeficiente de cosecha

Los coeficientes de cosecha para distintos cultivos aparecen tabulados en el cuadro 5.

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

(ET c) mediante la siguiente relacin:

ETc = Kc PET ----------------------------------------------------------------------- /21/

donde: ET c = Evapotranspiracin de cosecha (uso consuntivo).

Kc = Coeficiente de cosecha.

PET = Evapotranspiracin potencial.

7.0 BIBLIOGRAFIA

1. Allen, R. G., 1986. A Penman for all seasons. J. Irrig. And Drain. Div. ASCE,112 (4): 348- 368.

2. Allen, R. G. and W. O. Pruitt, 1986. Rational use of the FAO Blaney- Criddleformula. J. Irrig. and Drain. Div., 112 (2): 139 155.

3. Climatic Summary of the United States . Supplement for 1951 through 1960 Puerto Ricoand United States, Virgin Islands, 1965. Climatography of the United States No. 86- 45.U.S. Dept. of Commerce, Washington, D. C., pp. 40.

4. Doorenbos, J. and W. O. Pruitt, 1977. Crop Water Requirements . FAO Irrig. And Drain.Paper 24, Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome. Pages 156.

5. ________, ________, 1979. Yield response to water. FAO Irrig. and Drain. Paper 33.

6. Goyal, M. R., 1988. Potential evapotranspiration for the South Coast Puerto Rico withthe Hargreaves Samani technique. J. Agric. Univ. P.R., 72 (1): 41- 50

7. Hargreaves, G. H., 1974. Estimation of potential and crop evapotranspiration. Trans.ASAE 17: 701- 704.

8. Hargreaves, G. H., and S. A. Samani, 1985. Reference crop evapotranspiration fromtemperature. Applied Eng. in Agric. ASAE, 1 (2) : 96- 99.

088


25/28


Figura 2. Ejemplo de una curva de coeficiente de cosecha.

089


26/28


090


27/28


9. Hargreaves, G. H. and Z. A. Samani, 1986. World Water for AgriculturePrecipitation Management . International Irrigation Center, Utah State University,Logan - Utah, U.S.A., pp. 617

10. Jensen, M. E., 1980. Design and Operation of Farm Irrigation Systems. ASAE

Monograph #3, American Society of Agricultural Engineers, Chapter 6: 189- 225.

11. Jones, J. W., L. H. Allen, S. F. Shih, J. S. Rogers, L. C. Hammond, A. G. Smajstralaand J. D. Martsolf, 1984. Estimated and Measured Evapotranspiration for FloridaClimatic, Crops and Soils. Agric. Expt. Sta. Inst. of Food and Agric. Sci., Univ. of Florida, Gainesville, F. A. Wood, Bull. 840, pp. 65.

12. Linacre, E. T., 1977. A simple formula for estimating evapotranspiration rates in variousclimates, using temperature data along. Agric. Meteorol. 18: 409 424.

13. Michael, A. M., 1978. Irrigation Theory and Practice . Vikas Publishing House Pvt.

Ltd., Chapter 7: 448 584.14. Penman, H. L., 1949. The dependence of transpiring on weather and soil conditions. J.

Soil Sci. 1: 74 89.

15. Rosenberg, N. J., B. L. Blad and S. B. Verma, 1983. Microclimate the Biological Environment . A Wiley- Interscience Publ. Chapter 7: 209 287.

16. Salih, A. M. and U. Sendil, 1984. Evapotranspiration under extremely arid climates.J. Irrig. And Drain., ASCE, 110 (3): 289 303.

17. Shih, S. F., 1984. Data requirement for evapotranspiration estimation. J. Irrig. and Drain.Div., ASCE, 110 (3): 263 274.

18. Wright, J. L., 1982. New evapotranspiration crop coefficients. J. Irrig. and Drain. Div.,108 (Iri) : 57 74.

091


28/28


riego por goteo libro cap03evaporacion[1]

Documents