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Escuela de Postgrado-Universidad Nacional Agraria La Molina Maestría en Recursos Hídricos Orientación : Ingeniería de Recursos Hídricos Curso : Métodos de Análisis en Recursos Hídricos Ing. Eduardo A. Chávarri Velarde 1 viernes, 09 de mayo de 2008 CLASE V EVAPOTRANSPIRACIÓN 1. Introducción Según Ven Te Chow ‘Hidrología Aplicada’, 1994. La evapotranspiración es la combinación de la evaporación desde la superficie de suelo y la transpiración de la vegetación. Los mismos factores que dominan la evaporación desde una superficie de agua abierta también dominan la evapotranspiración, los cuales son: el suministro de energía y el transporte de vapor mediante el viento. Además, el suministro de humedad a la superficie de evaporación es un tercer factor que se debe tener en cuenta. A medida que el suelo se seca, la tasa de evapotranspiración cae por debajo del nivel que generalmente mantiene en un suelo bien humedecido. Los cálculos de las tasas de evapotranspiración se efectúan utilizando los mismos métodos descritos para la evaporación en superficies de agua abierta, con ajustes que tienen en cuenta las condiciones de vegetación y de suelo (Van Bavel, 1996; Monteith, 1980). 2. La Transpiración Con respecto a la evaporación fisiológica o transpiración, es el resultado del proceso físico y biológico por el cual el agua cambia del estado líquido al gaseoso, a través del metabolismo de la planta y pasa a la atmósfera. Veihmeyer considera dos tipos de procesos de transpiración, el primero se realiza por medio de los estomas de las hojas y el segundo desde las membranas húmedas, a través de la cutícula. Además se debe de incluir en el concepto de transpiración el agua empleada en los procesos de incorporación de tejido vegetal. Los factores que influyen en la transpiración son los siguientes: - Factores ambientales El aspecto físico del proceso de transpiración, está influenciado por los mismos factores ambientales que rigen a la evaporación, sin embargo algunos factores meteorológicos como la iluminación, la temperatura y la humedad de la atmósfera, tienen un doble efecto en la transpiración debido a su influencia en la abertura de los estomas. En relación al contenido de humedad del suelo, existen opiniones contrapuestas respecto a su influencia en la intensidad de la transpiración, de manera que algunos autores indican que ésta es independiente del contenido de humedad hasta que se alcanza el punto de marchites permanente, mientras que otros suponen que es proporcional a la humedad disponible para las plantas. - Factores fisiológicos En su aspecto biológico, la transpiración es afectada por las características de la especie vegetal, edad, desarrollo, tipo de follaje y profundidad radicular. Una de las características de la especie vegetal, influenciada por las condiciones ambientales, es el número de estomas por unidad de área foliar, la cual varía de 7 750 a 124 000 por cm 2 , repartidas en una proporción de 3 a 1 entre la superficie inferior y la superficie de la hoja. Otra particularidad de la especie vegetal, está estrechamente relacionada con el tipo y desarrollo del sistema radicular. De manera práctica, la evaporación y la transpiración son procesos que se realizan en la naturaleza de forma simultánea, son interdependientes y es muy difícil su medición por

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    CLASE V

    EVAPOTRANSPIRACIN

    1. Introduccin Segn Ven Te Chow Hidrologa Aplicada, 1994. La evapotranspiracin es la combinacin de la evaporacin desde la superficie de suelo y la transpiracin de la vegetacin. Los mismos factores que dominan la evaporacin desde una superficie de agua abierta tambin dominan la evapotranspiracin, los cuales son: el suministro de energa y el transporte de vapor mediante el viento. Adems, el suministro de humedad a la superficie de evaporacin es un tercer factor que se debe tener en cuenta. A medida que el suelo se seca, la tasa de evapotranspiracin cae por debajo del nivel que generalmente mantiene en un suelo bien humedecido. Los clculos de las tasas de evapotranspiracin se efectan utilizando los mismos mtodos descritos para la evaporacin en superficies de agua abierta, con ajustes que tienen en cuenta las condiciones de vegetacin y de suelo (Van Bavel, 1996; Monteith, 1980). 2. La Transpiracin Con respecto a la evaporacin fisiolgica o transpiracin, es el resultado del proceso fsico y biolgico por el cual el agua cambia del estado lquido al gaseoso, a travs del metabolismo de la planta y pasa a la atmsfera. Veihmeyer considera dos tipos de procesos de transpiracin, el primero se realiza por medio de los estomas de las hojas y el segundo desde las membranas hmedas, a travs de la cutcula. Adems se debe de incluir en el concepto de transpiracin el agua empleada en los procesos de incorporacin de tejido vegetal. Los factores que influyen en la transpiracin son los siguientes: - Factores ambientales

    El aspecto fsico del proceso de transpiracin, est influenciado por los mismos factores ambientales que rigen a la evaporacin, sin embargo algunos factores meteorolgicos como la iluminacin, la temperatura y la humedad de la atmsfera, tienen un doble efecto en la transpiracin debido a su influencia en la abertura de los estomas. En relacin al contenido de humedad del suelo, existen opiniones contrapuestas respecto a su influencia en la intensidad de la transpiracin, de manera que algunos autores indican que sta es independiente del contenido de humedad hasta que se alcanza el punto de marchites permanente, mientras que otros suponen que es proporcional a la humedad disponible para las plantas.

    - Factores fisiolgicos

    En su aspecto biolgico, la transpiracin es afectada por las caractersticas de la especie vegetal, edad, desarrollo, tipo de follaje y profundidad radicular. Una de las caractersticas de la especie vegetal, influenciada por las condiciones ambientales, es el nmero de estomas por unidad de rea foliar, la cual vara de 7 750 a 124 000 por cm2, repartidas en una proporcin de 3 a 1 entre la superficie inferior y la superficie de la hoja. Otra particularidad de la especie vegetal, est estrechamente relacionada con el tipo y desarrollo del sistema radicular.

    De manera prctica, la evaporacin y la transpiracin son procesos que se realizan en la naturaleza de forma simultnea, son interdependientes y es muy difcil su medicin por

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    separado. El clculo de la evapotranspiracin es fundamental para la estimacin de la demanda de riego de un cultivo y la estimacin del escurrimiento medio anual de una cuenca. 2.1 Transpiracin y el agua subterrnea En muchos lugares, la capa superior del suelo donde las races de las plantas se localizan est encima de la napa fretica y as es frecuente que se encuentre mojada, pero no totalmente saturada, como si sucede con el suelo debajo de la napa fretica. El suelo encima de la napa fretica se moja cuando llueve producto del agua que se infiltra y se desecara sin la precipitacin adicional. Ya que la napa fretica est por lo general debajo de la profundidad de las races de planta, las plantas son dependientes del agua suministrada por la precipitacin. La figura adjunta muestra los sitios donde la napa fretica est cerca de la superficie de la tierra, como sucede al lado de lagos y ocanos. Las races de las plantas pueden penetrar en la zona saturada debajo de la napa fretica, permitiendo a las plantas para transpirar el agua usar directamente el agua subterrnea. Comnmente la transpiracin de las plantas puede producir el abatimiento de la napa fretica, de manera similar al efecto del bombeo desde un pozo.

    3. Conceptos bsicos 3.1 Uso consuntivo Se expresa mediante la tasa de evapotranspiracin (Etc) en mm/da o mm/mes, la cual depende, adems de los factores del clima que afectan a la evaporacin (Temperatura, humedad del aire, viento e intensidad de radiacin solar), de las caractersticas fisiolgicas de la cobertura vegetal y de la disponibilidad de agua en el suelo para satisfacer la demanda hdrica de la planta (transpiracin y nutricin). Como la cantidad de agua que utiliza la planta para nutrirse es slo en 1% de la que transpira, los trminos uso consuntivo y evapotranspiracin se pueden tomar como sinnimos. 3.2 La evapotranspiracin potencial del cultivo de referencia (Eto). La evapotranspiracin potencial de un cultivo de referencia (Eto) en mm/da, fue definida por Doorembos y Pruit (FAO, 1975) como: La tasa de evaporacin en mm/da de una extensa superficie de pasto (grama) verde de 8 a 15 cm de altura, en crecimiento activo, que sombrea completamente la superficie del suelo y que no sufre de escasez de agua. 3.3 La evapotranspiracin real (Etr) En la prctica, los cultivos se desarrollan en condiciones de humedad muy lejanas de las ptimas. Por este motivo para calcular por ejemplo la demanda de riego se realiza en base a la evapotranspiracin real (Etr), la cual toma en consideracin al agua disponible en el suelo y las condiciones ambientales en las cuales se desarrolla un cultivo determinado.

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    Siempre y cuando el cultivo en consideracin disponga de agua en abundancia (despus de un riego o de una lluvia intensa) y en condiciones de buena aireacin del suelo, Etr equivale a Etc. La Etr nunca ser mayor que Etc. Al aumentar la tensin del agua en el suelo, disminuye la capacidad de las plantas para obtener el volumen de agua requerido al ritmo impuesto por las condiciones del ambiente. Bajo estas condiciones disminuye la transpiracin del cultivo por lo tanto Etr es inferior a Etc y tambin inferior a Eto. La evapotranspiracin real de un cultivo, en cierto momento de su ciclo vegetativo, puede expresarse como:

    Etr = Eto * k (1) Donde : k : Coeficiente que corrige por la fase vegetativa del cultivo y por el nivel de humedad en el suelo. En un suelo sin limitacin alguna para la produccin, en lo que respecta a condiciones fsicas, fertilidad y salinidad, k puede discriminarse as:

    k = kc * kh (2) Donde : kc : Coeficiente de cultivo kh : coeficiente de humedad del suelo El coeficiente de cultivo kc, depende de las caractersticas anatomorfolgicas y fisiolgicas de la especie y expresa la variacin de su capacidad para extraer agua del suelo durante el ciclo vegetativo. La especie vegetal y el tamao de la planta representada por su volumen foliar y radical, gobierna el coeficiente kc. El periodo vegetativo de los cultivos normalmente se diferencia en cuatro etapas o fases:

    - INICIAL: Desde la siembra hasta un 10% de la cobertura del suelo aproximadamente. - DESARROLLO: Desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la

    planta. - MEDIA: Entre la floracin y fructificacin, correspondiente en la mayora de los casos al

    70 al 80% de la cobertura mxima de cada cultivo. - MADURACION: Desde la madurez hasta su cosecha.

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    El coeficiente de humedad, kh es una expresin del mecanismo de transporte de agua a la atmsfera a travs del suelo y de la planta, que depende del grado de disponibilidad de agua, del gradiente de potencial hdrico entre el suelo y la atmsfera circundante y de la capacidad de dicho sistema para conducir agua. Cuando el suelo se va secando, se incrementa la resistencia a la difusin a travs de los estomas de la vegetacin y del espacio poroso del suelo. 4. Mtodos para estimar la evapotranspiracin potencial Existen varios mtodos para determinar la evapotranspiracin potencial. Los ms comnmente aplicados son los siguientes: - Mtodo del Lismetro - Mtodo del tanque evapormetro - Mtodos empricos 4.1 Mtodo de Lismetro Un lismetro consiste en un recipiente enterrado y cerrado lateralmente, de modo que el agua drenada por gravedad (la que hubiera infiltrado hasta el acufero), es captada por un drenaje. En su construccin debe tenerse cuidado de restituir el suelo que se excavo en unas condiciones lo ms similares posibles a las que se encontraba. Prximo a l debe existir un pluvimetro. La Eto se despeja de la siguiente ecuacin de balance hdrico en el lismetro.

    Precipitacin = Eto + Infiltracin + almacenamiento (3) Para calcular almacenamiento, normalmente se mide la humedad del suelo y a partir de ah, se calcula una lmina de agua equivalente expresada en mm. Mediante riego el mtodo es ms simple, debido a que se debe mantener el suelo en condiciones de humedad ptima y la ecuacin sera la siguiente:

    Precipitacin + Riego = Eto + Infiltracin (4)

    Ha manera de referencia, el SENAMHI en la Pampas de Titijones y Huaytire ubicadas en las alturas de los departamentos de Moquegua y Tacna Per, instalaron lisimetros de drenaje elaborados con fibra de vidrio de 2.0 m de dimetro y 1.0 m de profundidad, los cuales se rellenaron con suelo natural y pasto. El control de la humedad se realiz con bloques de yeso. Se determin una tasa de evapotranspiracin potencial del orden de los 1400 mm/ao a 1500 mm/ao, con un valor mximo promedio mensual durante noviembre de 5.7 mm/da y valor mnimo promedio mensual durante junio de 2.7 mm/da. 4.2 Mtodo de tanque evapormetro Este mtodo consiste en encontrar una relacin entre la tasa de evapotranspiracin producida en un lismetro y la tasa de evaporacin producida en un tanque de evaporacin clase A, en base a la cual se determina un coeficiente emprico con el que se puede efectuar luego las lecturas de evaporacin y obtener indirectamente la evapotranspiracin potencial para condiciones ambientales especficas. El tanque de evaporacin clase A permite estimar los efectos integrados del clima (Radiacin, temperatura, viento y humedad relativa), en funcin de la evaporacin registrada de una superficie de agua libre de dimensiones estndar.

    Eto = Ktanque * E (5)

    Eto : Evapotranspiracin potencial (mm/da) Ktanque : Coeficiente emprico de tanque

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    E : evaporacin libre de tanque clase A (mm/da) Existe una metodologa alternativa propuesta por FAO para determinar la evapotranspiracin potencial a partir de registros de evaporacin de tanque clase A. Las caractersticas fsicas del tanque clase A son: - Dimetro externo = 120.5 cm. - Altura = 25.4 cm - Base a 5.0 cm del suelo - Estar rodeado de pasto corto en un radio de 50.0 m. - Debe ser llenado hasta 5.0 cm por debajo de su borde y evitar que el nivel baje ms all de

    7.5 cm por debajo del mismo. Se utiliza las figuras 2.7 (A y B) y la tabla 2.1 adjuntas para determinar Ktanque. 4.3 Mtodos Empricos 4.3.1 Mtodo de Thorntwaite El procedimiento de clculo es el siguiente: a. Se calcula el ndice de calor mensual ,i, a partir de la temperatura media mensual (C):

    514.1

    5ti

    = (6) b. Se calcula el ndice de calor anual, I, sumando los 12 valores de i.

    = iI (7) c. Se calcula la Eto mensual sin corregir mediante la siguiente ecuacin:

    a

    It1016Eto

    = (8) Donde a = 675 * 10-9 I3 771 * 10-7 I2 + 1792 * 10-5 I + 0.49239 d. Correccin para el N de das del mes y N de horas de sol.

    =30d

    12NEtoEto (9)

    El mtodo de Thornthwaite reporta resultados ms o menos aceptables en regiones hmedas, dando valores demasiado bajos en regiones secas, agravndose an ms en regiones desrticas.

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    Ejemplo:

    4.3.2 Mtodo de Blaney-Criddle (Modificado por FAO) La frmula original de Blaney-Criddle (Blaney H.F. & Criddle W.D, 1950), fue desarrollada en la regin rida al Oeste de los Estados Unidos, para calcular la evaporacin potencial durante un periodo dado. Esta frmula toma en cuenta la temperatura media del periodo considerado y las horas de luz de da, expresadas como un porcentaje del total anual de horas luz. (Ver Tabla 2.10 A y B). Esta frmula sencilla y fcil de aplicar, es ms adecuada para zonas ridas y semi ridas y para periodos que no sean inferiores a un mes. Segn la modificacin hecha por FAO, primero se calcula el factor de uso consuntivo de Blaney-Criddle en mm/da :

    f = p * [ 0.46 * Tm + 8.13 ] (10) Donde : p : Porcentaje de horas de luz diaria. (Tabla 2.10 A y B) Tm : Temperatura media diaria en C. Posteriormente se utiliza la siguiente ecuacin de regresin lineal:

    Eto (mm/da) = a + b * f (11) Donde : a y b son los coeficientes de regresin lineal entre Eto y f (Tabla 2.5)

    Para aplicar este mtodo es necesario obtener los siguientes datos (por medicin o estimacin) de la velocidad del viento diurno (durante las horas de luz nicamente), la humedad relativa mnima (HRmn), el nmero de horas de insolacin real (n) y el mximo posible de horas de insolacin (N) segn la tabla 2.11 A y B. Segn Papadakis, J. (1962), el mtodo de Blaney-Criddle, arroja cifras inadmisibles tanto en regiones hmedas como en desrticas o muy secas, en las primeras son demasiado altas y en las segundas demasiado bajas.

    MesTemperatura

    media mensual(C)

    indice de calor

    mensual i

    Eto mensual (mm/mes) Das del mes

    Nhoras de luz/da

    Eto mensual corregida (mm/mes)

    Enero 28.0 13.6 155.9 31 11.0 147.6Febrero 30.0 15.1 185.6 28 11.5 166.0Marzo 29.0 14.3 170.3 31 11.3 165.7Abril 25.0 11.4 117.0 30 11.0 107.2Mayo 20.0 8.2 66.5 31 10.5 60.1Junio 17.0 6.4 44.1 30 10.4 38.2Julio 15.0 5.3 32.1 31 10.0 27.6Agosto 12.0 3.8 18.2 31 10.3 16.2Septiembre 18.0 7.0 50.9 30 10.3 43.7Octubre 20.0 8.2 66.5 31 10.4 59.5Noviembre 22.0 9.4 84.6 30 10.8 76.2Diciembre 25.0 11.4 117.0 31 11.0 110.8

    113.92.5

    I = a =

    Mtodo de Thorntwaite

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    No se recomienda para regiones elevadas (donde las temperaturas mnimas diarias son bajas), ni para las regiones ecuatoriales (en las cuales la variacin diaria de la temperatura es reducida). Ejemplo:

    4.3.3 Mtodo de Hargreaves La siguiente frmula fue desarrollada por Hargreaves (Hargreaves G.L, Hargreaves G.H & Riley J.P, 1985) y (Hargreaves G.H. & Samani Z.A, 1991), a base de mediciones realizadas en lismetros (Universidad de California).

    TD*)8.17Tm(*Ra*0023.0Eto += Donde : Eto : Evapotranspiracin del cultivo de referencia (mm/da) Ra : Radiacin extraterrestre (mm/da) (Tabla 2.4 A y B) Tm : Temperatura media diaria en C. TD : Diferencia de temperatura promedio diaria en el periodo considerado (C). TD = Temperatura mxima media (C) Temperatura mnima media (C) Finalmente, la Evapotranspiracin para el cultivo dado se calcular mediante la ecuacin:

    Eto = Eto * Kc Donde Kc: Coeficiente del cultivo de Hargreaves (Tabla 2.25). Ejemplo:

    Latitud 12SAltitud 100 m.Mes JulioHR Mnima > 50% (Alta)n/N 0.7 (media)(u) diurno > 5 m/s (Alta)Tm (C) 23.8

    p 0.26f (mm/da) 4.96

    a -1.70b 1.16

    Eto (mm/da) 4.1

    Datos

    Solucin

    Latitud Sur 12Mes JulioCultivo predominante Caa de AzcarPeriodo Vegetativo Medio

    Ra (mm/da) 12.0Tm (C) 23.8T.Mx.media (C) 27.5T.Mn.media (C) 18.3TD (C) 9.2Kc Caa de Azucar 1.2Eto 3.42

    Datos

    Solucin

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    4.3.4 Mtodo de Turc La ecuacin es:

    2

    29.0

    LP

    PETo

    +=

    Donde: P = Precipitacin total anual (mm/ao) L = 300 + 25T + 0.05T3 T = Temperatura media anual (C) 4.4 Mtodo semi-emprico Las metodologas propuestas por FAO en relacin al clculo del requerimiento de agua de los cultivos fueron inicialmente expuestas en la publicacin Crop Water Requirements de Doorenbos y Pruitt (1973), posteriormente en la publicacin FAO-24 como Irrigacin y drenaje y finalmente en la publicacin FAO-33 Yield Response to Water por Doorenbos y Kassam (1979). Los procedimientos de clculo para el planeamiento y manejo del requerimiento de agua en Proyectos de Irrigacin fueron automatizados en el programa CROPWAT, expuesto en la publicacin FAO-46 por Smith (1992). Fuente: FAO Methodologies on Crop Water Use and Crop Water Productivity por Amir Kassam y Martn

    Smith, 2001. 3.4.1 Mtodo de Penman (FAO) La ecuacin de Penman, modificada por la FAO, estima el uso consultivo del cultivo de referencia (pasto o grama) y predice la Eto, no solamente en las regiones fras y humedas, sino tambin, en las zonas calientes y ridas. En dichas zonas ridas, los factores aerodinmicos o advectivos (la humedad y el viento) predomina sobre el trmino energtico (la radiacin). El mtodo de Penman distingue entre la influencia del viento durante las horas del da Uda y la del viento durante las horas de la noche Unoche, toma en consideracin a la humedad relativa y a la radiacin solar. Por lo tanto el mtodo de Penman (modificado por la FAO) incluye un factor de ajuste 'c' , basado en la humedad relativa mxima, la radiacin solar y la relacin entre la velocidad del viento durante las horas del da y de la noche. La ecuacin general del Mtodo de Penman es la siguiente: [ ][ ])).(().1().( edeaufwRnwcEto += Donde: Eto : Evapotranspiracin potencial del cultivo de referencia (mm/da) c : Factor de Ajuste de Penman w : Factor de ponderacin de Penman (Tabla 2.18) Rn : Radiacin neta total (mm/da) f(u) : Funcin del viento ea : Presin del vapor del agua a saturacin (mbar) ed : Presin del vapor del agua ambiente (mbar)

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    - Rn = Rns - Rnl

    Rns : Radiacin neta onda corta (mm/da) Rnl : Radiacin neta onda larga (mm/da)

    - Rns = (1 - ) . Rs

    : Albedo del cultivo ( 0.25) Rs : Radiacin de onda corta (mm/da)

    RaNnRs

    += 50.025.0 n : Duracin media de las horas de sol (horas/da) N : Duracin mxima de las horas de sol (horas/da) (Tabla 2.20 B) Ra : Radiacin extra-terrestre (mm/da) (Tabla 2.19 B)

    - Rnl = f(t) x f(ed) x f(n/N) (mm/da) (Tabla 2.22)

    f(t) : Funcin de la temperatura del aire f(ed) : Funcin de la presin del vapor de agua f(n/N) : Funcin de las horas de sol reales y mximas.

    - f(u) : Funcin del viento

    +=100

    2127.0)( Uuf

    UzfU *)(2 = U2 : Velocidad del viento media diaria, medida a 2.0 m de altura sobre el nivel del

    suelo (km/da). f(z) : Tabla 2.17

    - ed = ea * HR(%)/100

    ed : presin de vapor de agua ambiente (mbar) ea : Presin del vapor de agua a saturacin (mbar) (Tabla 2.16) Tener en cuenta que 1 mm Hg = 1.3333 mbar

    - Factor c (Tabla 2.23) - Los valores del Kc se encuentran las tablas respectivamente. Ejemplo:

    ea (mbar) 20.6 f(z) 0.93Tmed (C) 18 Albedo 0.25 ed (mbar) 11.1 U2 (Km/da) 120.9HR med (%) 54 N 11.5 f(t) 14.2 f(u) 0.59643HR mx (%) 90 n/N 0.78 f(ed) 0.195Alt.med.viento (m) 3 Ra (mm/da) 12 f(n/N) 0.8 V.viento 5.0U (Km/da) 130 Rs 7.7 Rnl 2.2 Uda/Unoche 2/1Altitud 2761 Rns 5.8 Rs 7.7n 9 Rn 3.6 Factor c 0.95Latitud Sur 12Mes Julio w 0.72

    Eto (mm/da) 3.94

    Datos Solucin

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    Teniendo en cuenta nuevos trabajos de investigacin en relacin al requerimiento de agua de los cultivos, la FAO en 1990 propone la revisin de la publicacin 24. Dichos estudios fueron realizados por Jensen, Burman y Allen mediante la comparacin de 20 diferentes estimaciones de clculo de la Eto, demostrando la superioridad de los procedimientos introducidos por Monteith en 1965 en la ecuacin de Penman. Dichos procedimientos tuvieron que ver con la mejor simulacin de los efectos del viento y la turbulencia en el comportamiento de los estomas de las plantas. De esta manera la FAO en 1990 recomiendan el mtodo Penman-Monteith para el clculo de la Eto y expresa textualmente La Evapotranspiracin de Referencia es la tasa de evapotranspiracin de un hipottico cultivo de referencia con una altura de crecimiento de 12 cm, una resistencia de follaje (canopy resistance) de 70 s/m y un albedo de 0.23, semejante a la evapotranspiracin de una extensa superficie con cobertura de grass, con altura uniforme, en activo crecimiento, cubriendo completamente el suelo y con un adecuado suministro de agua. La publicacin FAO-56 por Allen, Pereira, Raes y Smith (1998), contiene el detalle de los procedimientos de clculo de la Eto por el mtodo Penman-Monteith. Fuente: FAO Methodologies on Crop Water Use and Crop Water Productivity por Amir Kassam y Martn Smith, 2001. 4.5 Mtodo para calcular la evapotranspiracin de un cultivo de referencia (Grass) El mtodo para estimar la tasa de evapotranspiracin desde un cultivo de referencia (grass), puede ser descrito por la siguiente ecuacin.

    DFAFEETo rcrcrc21 +== , en mm/da

    Donde A es la energa disponible para la evaporacin y D el dficit promedio de presin de vapor . (Revisar Clase IV Evaporacin).

    El coeficiente 1rcF est en funcin de la temperatura, velocidad del viento y altitud del lugar.

    *1

    +=rcF

    Donde es el gradiente de la curva de presin de saturacin del vapor a una temperatura de aire T (C) y ( )2* 33.01 U+= El coeficiente

    2rcF es similarmente funcin de la temperatura, velocidad del viento y elevacin

    del lugar.

    275900 2

    *2

    +

    += TU

    Frc

    Por ejemplo, para la siguiente informacin: - Radiacin neta (MJm-2da-1) = 17.0 - Tmx.aire (C) = 35 - Tmn.aire (C) = 4 - T del agua (C) = T.punto roco (C) = 5 - HR(%) = 80 - Vel.Viento a 2m. (m/s) = 3.0 - Horas de sol (hr) = 9 - Altitud (msnm) = 1000 - Latitud Sur () = 12 - Albedo = 0.08 - Q1(mm) = 4, Q0 (mm) = 2, Pp (mm) = 3 - T1(C) = 10, T0(C) = 9, Tp(C) = 8

    La evapotranspiracin de un cultivo de referencia como el grass, calculada por el mtodo prctico es: 2.382 mm/da

  • Escuela de Postgrado-Universidad Nacional Agraria La Molina Maestra en Recursos Hdricos

    Orientacin : Ingeniera de Recursos Hdricos Curso : Mtodos de Anlisis en Recursos Hdricos

    Ing. Eduardo A. Chvarri Velarde

    11 viernes, 09 de mayo de 2008

    Para el caso de clculo de la demanda de agua agrcola de algn valle, el clculo puede ser realizado considerando la metodologa expresada en el siguiente cuadro:

    Fuente: Memoria Final del Estudio integral de los recursos hdricos de la cuenca del ro Chilln Hidrologa

    Superficial, Eduardo Chavarri V., Oct-2003.

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    12 viernes, 09 de mayo de 2008

    5. Estimacin de la evapotranspiracin real o dficit de escurrimiento en una cuenca 5.1 Balance hdrico en una cuenca Para calcular la evapotranspiracin real de una cuenca debe tomarse en cuenta la cantidad de agua que efectivamente existe en la zona para evapotranspirarse. Para una cuenca cualquiera la ecuacin de balance hdrico para un intervalo determinado, ser igual a:

    P = Etr + Q + R

    Donde : P : Lmina precipitada (mm) Etr : Evapotranspiracin real (mm) Q : Excedentes de agua, escurrimiento e infiltracin (mm) R : Incremento o decremento en la reserva de agua utilizable por la vegetacin (mm) Si se considera que el valor de las reservas al inicio y al final del periodo son iguales o despreciables en comparacin con los valores de P y Q para un intervalo de gran duracin (por ejemplo un ao), se tiene que:

    Etr = P - Q

    El trmino Etr tambin se conoce como Dficit de Escurrimiento (D). Por otra parte, se ha observado que el dficit de escurrimiento vara mucho menos que el llamado coeficiente de escurrimiento (Q / P). 5.2 Estimacin de la evapotranspiracin real a partir de la humedad en el suelo Sin el humedecimiento de suelo por la lluvia, la evapotranspiracin reducir su contenido de humedad hasta que la prdida de agua ya no pueda ocurrir a nivel potencial. Uno de los mtodos ms populares para estimar la evapotranspiracin real (Etr) se basa en el clculo de la evapotranspiracin potencial (Eto), de manera que si se tiene abundante humedad en el suelo, las dos magnitudes sern iguales y cuando la humedad es escasa la evapotranspiracin potencial ser reducida por un factor que depende de la cantidad de agua en el suelo, esto es:

    Etr = Eto * (HD/HU)

    Donde HD : Contenido de humedad disponible en el suelo y HU : Contenido de humedad lmite en relacin con la textura del suelo.

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    Ing. Eduardo A. Chvarri Velarde

    13 viernes, 09 de mayo de 2008

    6. Ejemplo de Clculo Los siguientes resultados corresponden a las condiciones del valle de Caete Per. La informacin meteorolgica utilizada fue la registrada en la campaa agrcola 2003-2004 en la Estacin Climatolgica Caete.

    Trabajo encargado N05

    1. Aplique los mtodos revisados en la presente separata para el caso de algn valle agrcola que tenga informacin de demanda agrcola. Compare los resultados.

    Otras referencias: 1. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements - FAO

    Irrigation and drainage paper 56 http://www.fao.org/docrep/X0490E/x0490e06.htm#TopOfPage