UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA INGENIERÍA AGRÓNOMA
Lic. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY METEOROLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA AGRICOLA
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE ENERGÍA Y FÍSICA
METEOROLOGÍA Y CLIMATOLOGÍA
AGRICOLA
II UNIDAD
METEOROLOGÍA Y
CLIMATOLOGÍA
AGRÍCOLA
CICLO:
IV CICLO
E.A.P.:
INGENIERÍA AGRONOMA
DOCENTE:
LIC. CHRISTIAN PUICAN FARROÑAY
NUEVO CHIMBOTE – PERÚ
2 0 1 2
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CARACTERÍSTICAS DEL SUELO
La fertilidad es el conjunto de características físicas, químicas y biológicas que determinan
la capacidad del suelo para sostener el desarrollo de la vegetación. Aunque depende de
muchos factores, la fertilidad está muy asociada al contenido de materia orgánica (Calle,
2003).
La materia orgánica se puede definir como el total de compuestos orgánicos en el suelo
con excepción de los tejidos de plantas y animales sin descomponer, sus productos de
descomposición parcial y la biomasa del suelo. En zonas ganaderas la materia orgánica
suele estar alrededor del 7% al 8%.
La densidad aparente, junto con la resistencia a la penetración, es considerada la variable
más importante para evaluar el grado de compactación de los suelos. A medida que se
aumenta la densidad aparente se reducen la porosidad total, la humedad del suelo, la
conductividad del agua a través del perfil y la actividad del los microorganismos. La
ganadería se puede categorizar entre los sistemas con densidad aparente media que
fluctúan entre 0.98 y 1.09 g/cc.
La resistencia a la penetración es la forma como se mide el grado de compactación en los
suelos. Para medirla, se emplea un instrumento llamado penetrómetro. La compactación
también puede definirse como el aumento de la densidad de un suelo como resultado de
la presión o las cargas aplicadas.
Los suelos ricos en materia orgánica son menos susceptibles a la compactación. Estos
suelos menos compactados tienen más espacios porosos para retener un mayor volumen
de agua y realizar los intercambios gaseosos, facilitan la conductividad del agua y propician
un mejor ambiente para el desarrollo de los microorganismos. La ganadería, en los
primeros 10 cm de suelo presenta valores de resistencia a la penetración que van de 2.6 a
3.3 kg/cm² los cuales se consideran elevados.
La porosidad se refiere al volumen de espacios vacíos del suelo. La ganadería se caracteriza
por tener unos suelos de porosidad intermedia con valores alrededor del 57% en
promedio.
La conductividad hidráulica se define como la velocidad de filtración de fluidos en suelos
saturados (suelos con sus espacios porosos ocupados por agua). Los sistemas ganaderos
presentan valores bajos de conductividad hidráulica (de 8 a 18 cm³/hora). En sitios donde
una infiltración pobre es acompañada por pendientes pronunciadas, se pueden presentar
serios problemas de erosión, fenómeno caracterizado por el arrastre de suelo, fertilizantes
y enmiendas aplicadas hacia sitios más bajos y fuentes de agua, causando de esta manera
una contaminación de ríos y humedales.
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MEDICION DE LA HUMEDAD Y OTROS PARAMETROS EN SUELO
El Control del riego mediante la Tensión Matricial del Suelo:
Para comprobar el momento de aplicación del riego, se puede utilizar el tensiómetro que es un
instrumento que mide la fuerza con que el agua es retenida por el suelo (potencial matricial). En el
caso del riego por goteo donde la aplicación del agua es en general diaria, el tensiómetro sirve para
corroborar en forma cualitativa si la programación del riego es correcta. La instalación del
tensiómetro debe ser en la zona del bulbo húmedo, cercano a la tubería portagoteros. Una de las
herramientas más eficaces utilizadas las últimas dos décadas es el sensor matricial granular (o
GMS por sus siglas en inglés), el cual mide la humedad del suelo. El sensor tiene sólo 7,5 cm de
largo, y normalmente se entierra verticalmente en el suelo. De modo similar a los bloques de yeso,
los sensores GMS utilizan para su funcionamiento el principio de la resistencia eléctrica variable .
Por eso, cuando el sensor contiene mucha agua, la corriente eléctrica fluye bien. Cuando hay
mucha agua en el suelo, también hay mucha agua en el sensor. Mientras va secándose el suelo, el
sensor también se seca, y la resistencia al flujo de electricidad aumenta. La resistencia al flujo de
electricidad (expresada en Ohms) y la temperatura del suelo se utilizan para calcular la tensión de
humedad en el suelo en centibares (potencial mátrico). La tensión matricial del suelo (TMS) es la
fuerza que las raíces de las plantas deben emplear para extraer agua del suelo. Esta tensión refleja
el nivel de humedad en el suelo. Cuanto más alta la tensión, más seco está el suelo.
INFORMACION QUE PROVEEN LOS SENSORES MATRICIALES GRANULARES:
Hasta ahora, el productor había de aprender a reconocer el momento preciso en que el suelo se
había secado lo suficiente para regar. Incluso con años de experiencia y una intuición agrícola bien
desarrollada resulta difícil elegir el momento oportuno para regar, y también para determinar la
cantidad óptima de agua para maximizar la cosecha. Ayudaría mucho disponer de unos puntos de
referencia de TMS para programar el riego. La lectura digital de los GMS facilita precisamente estos
puntos de referencia y ayuda a mejorar el rendimiento y calidad de sus cultivos.
SENSADO DE MOJADURA FOLIAR:
Las condiciones climáticas imperantes durante la temporada de altas temperaturas y humedad
relativa permiten el desarrollo de enfermedades de origen fúngico, entre las que se destaca la
peronóspera (peronospora vitícola) que ocasiona fuertes pérdidas a nivel vegetativo así como
productivo, o la presencia de mildew (peronospora manshurica), roya asiática o sarna del
manzano, entre otras. Existen modelos matemáticos para estimar la probabilidad de
infección o tablas como la de Mills y sus variantes corregidas y adaptadas.
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SENSOR DE MOJADURA FOLIAR:
El sensor está fabricado a partir de una grilla interdigital recubierta de un polímero semiconductor
micro-poroso que le imparte características de comportamiento resistivo proporcional al grado de
humectación superficial detectada. Debido a esta característica, no solo detecta la presencia de
mojadura foliar en el formato “ON-OFF” dentro del valor de disparo o transición seco-mojado, si no
que permite además detectar la presencia de grados de humectación en el límite de lo perceptible
en forma visual
Características de suelo y usos tradicionales de especies vegetales en la Provincia de
Huaraz, Ancash, Perú
Desde tiempos remotos las necesidades energéticas de la población rural depende en gran parte
de los bosques. La presencia de las diversas plantas como parte integrante de la chacra del
campesino, y por lo tanto de las áreas agrícolas de nuestra serranía constituye un elemento
normal. El árbol o arbusto cumple una o varias funciones complementarias, como la protección y
conservación del suelo agrícola, además provee de varios productos: frutos, medicinas, tintes, etc.
al poblador rural. En tal sentido la vegetación natural usada racionalmente puede brindar en forma
continua los bienes y servicios mencionados.
Actualmente a nivel nacional e internacional, se notan las consecuencias causadas por la
explotación indiscriminada de las plantas en el pasado. En consecuencia, la ausencia de la cubierta
vegetal provocará la erosión de los suelos. Por otro lado, la interrelación existente entre los
diferentes factores que limitan o ayudan al desarrollo de las especies vegetales en nuestro país,
hace que se trabajen con especies adaptadas por las características que presentan.
A favor de nuestras especies tenemos que la mayoría son poco exigentes, pueden desarrollarse en
diferentes tipos y condiciones de suelos y pueden soportar variaciones de pH dependiendo de la
especie; además constituyen un hábitat adecuado para la fauna silvestre.
A continuación se presenta las características de textura y de pH de los suelos en los que crecen
algunas especies vegetales en la Provincia de Huaraz.
Acasia macracantha Humb. & Bompl. "huarango", "guarango", "faique", "espino". Se distribuye
entre los 950 -2250 m.s.n.m., crece en un rango de pH desde ligeramente ácido a ligeramente
alcalino. Textura del suelo está entre arena franca a franco arenosa. Es utilizado como componente
de cercos, construcciones, mangos de herramientas, alimento para ganado.
Alnus acuminata H.B.K. "aliso", "lambrán", "ramram", "rambrash". Se distribuye entre los 2800 -
3800 m.s.n.m., crece en pH de fuertemente ácido a neutro. La textura del suelo entre arena franca
a franco arenosa, se emplea en ebanistería, fabricación de cajones, puertas, tacos, yugos, leña,
colorante, protección de riberas, controlar la erosión del suelo. En medicina tradicional se utiliza
como cicatrizante, antiinflamatorio y para contener hemorragias.
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Ambrosia arborescens Mill. "marco", "malco", "marqui", "altamiza". Se distribuye entre los 2850 -
3600 m.s.n.m., el pH entre ácido a ligeramente alcalino. La textura del suelo: arena, arena franca y
franco arenoso. Es utilizado como cercos vivos, en la alimentación del ganado, y como emplastos
para los dolores causados por el frío y contra la sinusitis.
Baccharis latifolia (R.et P.). "chilco", "chilca". Distribución: 2800 - 4000 m.s.n.m., suelos de pH
entre muy ácido a ligeramente alcalino y textura: arena, arena franca y franco arenosa. Se utiliza
como leña, contra la erosión, y en medicina tradicional contra el reumatismo.
Baccharis sp. "pacllash". Se distribuye entre 3550 - 4200 m.s.n.m., los suelos con pH desde muy
ácido a ligeramente ácido. La textura del suelo: arena franca a franco arenosa. Se utiliza como leña
debido a que se obtiene carbón de muy buena calidad.
Barnadesia dombeyana Less. "contche". Se distribución entre 3000 - 4050 m.s.n.m., en suelos de
pH muy ácido a ligeramente ácido, y textura clasificada como arena franca y franco arenosa. Es
utilizada como leña, cercos y barreras vivas, junto con otras especies detienen la erosión
del suelo y protegen las propiedades.
Caesalpinia spinosa (Molina) Kuntze. "tara", "taya". Se distribuye entre 1250 - 3000 m.s.n.m., en
suelos de pH entre muy ácido a neutro. La textura del suelo varía entre arena, arena franca y franco
arenosa. Es utilizada para hacer artesanías, mangos de herramientas, leña y carbón, cercos vivos,
los frutos para teñir la lana. Las hojas se usan como astringente y las vainas para las infecciones de
garganta.
Cordia lutea Lam. "overo", "flor de overo", "overal". Se distribuye entre 1200 - 1900 m.s.n.m. El pH
varía entre ligeramente ácido a ligeramente alcalino. La textura del suelo es arena y franco
arenosa. Se usa como barreras y cercos vivos, protección de laderas, ornamentación y en medicina
tradicional las flores se usan contra la ictericia.
Fourcroya andina Trel. "penca negra", "cabuya". Se distribuye entre 1200 - 3100 m.s.n.m. En pH
muy ácido a ligeramente alcalino. La textura del suelo: arena, arena franca, franco arcillo arenosa y
franco arenosa. Se emplea en barreras, cercos vivos y de sus fibras se fabrican sogas.
Jungia paniculata (DC.) Gray. "matico", "caramati". Distribución entre 2300 - 3850 m.s.n.m. En pH
ácido a ligeramente alcalino. La textura del suelo es arena franca y franco arenosa. Se utiliza para
reforzar cercos y en medicina tradicional contra las afecciones de la garganta y resfriados.
Mutisia acuminata R. et P. "yunya", "rabo del diablo", huariuma","chinchilgume". Se distribuye
entre 2250 - 3700 m.s.n.m. El pH es ácido a ligeramente alcalino y las texturas del suelo son arena
franca y franco arenosa. Se utiliza como leña, planta melífera y en medicina tradicional las hojas se
utilizan para bajar la fiebre y contra el reumatismo.
Oreocallis grandiflora "cucharilla", "saltaperico", "chacpa", "llama-llama". Se distribuye entre 3350
- 3780 m.s.n.m., sobre pH fuertemente ácido a muy ácidos y textura del suelo tipo arena franca. Es
utilizado como leña, para proteger laderas, fabricación de canastas.
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Ophyosporos angustifolius Rob. “sheklla”. Su distribución va desde 2800 a 4150 m.s.n.m.. Los
suelos son de pH muy ácidos a ligeramente alcalinos, con textura entre arena franca y franco
arenosa. Se emplea como leña, reforzar las barreras y las hojas se utilizan para contrarrestar
dolores causados por el frío.
Polylepis incana H.B.K. “quenual”, ”queñua”, ”quenuina”, ”manzanita”, ”quinual”, ”lampaya”.
Distribución: 3300-4000 m.s.n.m. El pH varía entre fuertemente ácido a ácido. La textura del suelo:
arena franca y franco arenosa. Se emplea como leña y carbón, cercos vivos, cortinas rompevientos,
mejoramiento del suelo, artesanías, como planta ornamental, sus tallos secos como adornos;
también se utiliza contra el reumatismo.
Sambucus peruviana H.B.K. “sauco”, ”rayán”, ”uvas de judas”,”uvas de la sierra”. Se distribuye
entre 2800-3850 m.s.n.m., sobre pH ácido a neutro. La textura del suelo: arena franca y franco
arenosa. Se utiliza como leña, los frutos en mermeladas, y contra afecciones de la boca, garganta y
reumatismo.
Schinus molle L. “molle”, ”falsa pimienta”, ”cuyash”. Distribución: 1200-3100 m.s.n.m. Sobre pH
ligeramente ácidos a ligeramente alcalinos. La textura del suelo: arena franca y franco arenosa. Se
utiliza como leña, carbón, en carpintería, protección de riberas, rompevientos y en medicina
tradicional contra el reumatismo, repelente de insectos y preparación de chicha.
Senecio elatus H.B.K. “wishllack”, “wakorwa”, “lilao”. Su distribución varía entre 2800-4100
m.s.n.m. Crece sobre suelos de pH fuertemente ácido a neutro y textura entre arena franca y
franco arenosa. Se utiliza junto con otras especies en barreras vivas, reforzamiento de muros. En
medicina tradicional se usa contra dolores por el frío.
Spartium junceum L. “retama”. Se distribuye entre 2700-3250 m.s.n.m. Crece sobre suelos de pH
ligeramente ácido a alcalino, de textura arena franca y franco arenosa. Se utiliza como ornamental,
para fabricar sogas y en la alimentación de animales.
Tecoma sambucifolia H.B.K. “cando”, ”huaroma”, ”huarauya”. Su distribuciónes desde 2750-3450
m.s.n.m. Los suelos con de pH muy ácido a ligeramente alcalino. La textura del suelo es variado:
franco arcillo arenosa, arena franca y franco arenosa. Es usado como leña y ornamental.
Verbesina sp. H.B.K. “putka”. Distribución: 2950- 3800 m.s.n.m. El pH es muy ácido a neutro. La
textura del suelo: arena, arena franca y franco arenosa. Se utiliza como leña, barrera contra las
heladas, en la alimentación del ganado y protección de riberas.
El uso de especies vegetales propias, trae consigo un mejor balance hídrico, así como las
posibilidades de un uso medicinal, alimenticio, abonos orgánicos y menor riesgo de enfermedades;
en consecuencia brinda nuevas perspectivas para un desarrollo sostenible en términos no
solamente ecológicos, sino también económicos y humanos [7], [8].
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Considerando los condicionantes para el crecimiento y desarrollo de especies vegetales, este
trabajo responde a la necesidad de un conocimiento integral y profundo del problema que sirvan
para orientar programas diversos. En este sentido, la Provincia de Huaraz presenta condiciones
geográficas, altitudinales, edáficas y climáticas que la tipifican como una región de sierra [9].
Cuenta con especies, que son y pueden ser utilizadas en variedad de programas de reforestación,
protección ribereña y otras; entre las especies tenemos a Acasia macracantha, Alnus acuminata,
Ambrosia arborescens, Baccharis latifolia, Baccharis sp., Barnadesia dombeyana, Caesalpinia
spinosa, Cordia lutea, Fourcroya andina, Jungia paniculata, Mutisia acuminata, Oreocallis
grandiflora, Ophryosporus angustifolius, Polylepis incana, Schinus molle, Senecio elatus, Tecoma
sambucifolia, Sambucus peruviana, Verbesina sp, y como especie naturalizada se tiene a Spartium
junceum. Estas especies están adaptadas a diferentes factores, tales como Polylepis incana que
puede crecer cerca de la nieve perpetua de la cordillera, marcando así el límite absoluto de altitud
en la distribución de las especies altoandinas [3]. Las especies comprendidas en este trabajo
presentan una distribución latitudinal muy amplia que sobrepasa los límites latitudinales de la
provincia de Huaraz; en este caso tenemos a Alnus acuminata, Sambucus peruviana, Barnadasia
dombeyana, etc., las que se encuentran en muchos Departamentos del Perú e inclusive fuera del
país [3], [10].
En el caso de las plantas que se encuentran a grandes alturas, como Polylepis incana y Oreocallis
grandiflora, prefieren suelos con materia húmica, la que es transportada hacia abajo por agentes
biológicos; lo que conlleva a que se aflojen las arenas rígidas cuyas partículas son muy pequeñas y
constituyen poros que no permiten una fácil penetración de las raíces, pues disminuyen el grado de
compactación; las capas de humus o arcilla ofrecen poca resistencia a la penetración de las raíces.
Además la materia orgánica en las arenas aumenta la capacidad para retener agua y el contenido
de los elementos nutricios [11].
Los usos de las diferentes especies son parecidos en muchos lugares, pero también existen usos
desconocidos en la Provincia de Huaraz, como que Schinus molle se usa para la fabricación de
parquet, su ceniza rica en potasa, es usada como blanqueador de ropa y purificación del azúcar [3].
El “aliso” permite el incremento del nitrógeno total del suelo [12].
En el caso del pH, Sambucus peruviana prefiere suelos neutros a ligeramente alcalinos [3], por lo
que es considerado como un factor fundamental y limitante en el desarrollo de los vegetales.
Las especies reportadas desarrollan en suelos con diferentes texturas, entre los que destacan los
suelos franco arenoso y de arena franca. El pH en el que crecen las especies vegetales es
característico para cada una de ellas. Los usos de las plantas son distintos y varían de un lugar a
otro
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HUMEDAD ATMOSFÉRICA
La humedad atmosférica es la cantidad de vapor de agua existente en el aire. Depende de
la temperatura, de forma que resulta mucho más elevada en las masas de aire caliente que
en las de aire frío. Se mide mediante un aparato denominado higrómetro, y se expresa
mediante los conceptos de humedad absoluta, específica, o relativa del aire.
La humedad absoluta es la masa total de agua existente en el aire por unidad de volumen,
y se expresa en gramos por metro cúbico de aire. La humedad atmosférica terrestre
presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales
El aire contiene cantidades variables de agua, en forma de vapor, a esto se le conoce como
humedad atmosférica. La humedad del aire es la concentración de vapor de agua en el aire, es
decir, la cantidad, o el número de moléculas, de vapor de agua por unidad de volumen de aire.
Puede oscilar entre 0 y 4 % del volumen. Esta amplia variación se debe a que el agua puede
presentarse, a las temperaturas habituales del planeta en los tres estados.
La atmósfera transporta la humedad en dirección horizontal y en vertical.
Medir la humedad atmosférica es de gran importancia porque el vapor de agua:
- Afecta al balance de radiación (efecto invernadero)
- Comporta un almacenamiento y una transferencia de calor latente.
- Es el origen de los fenómenos de condensación y sublimación (nubes e hidrometeoros).
- Es uno de los elementos que condicionan el confort climático.
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La concentración del vapor de agua del aire puede expresarse con diferentes índices: humedad
absoluta, humedad específica, proporción de mezcla, presión parcial del vapor de agua, punto de
rocío y humedad relativa.
Se llama humedad absoluta al peso en gramos del vapor de agua contenido en 1 m3 de aire. Se
expresa en g/m3 (con valores medios de 10 a 12 g/m3, pero puede llegar hasta 40 g/m3)
En meteorología dinámica se prefiere utilizar el concepto de humedad específica, que expresa los
gramos de vapor de agua contenidos en 1 kg de aire húmedo a que se refiere. Se expresa en g/kg.
Difiere poco del anterior la proporción de la mezcla, o gramos de vapor de agua mezclados con 1
kg de aire seco. Se expresa igualmente en g/kg.
La presión parcial del vapor de agua es la parte de la presión atmosférica total ejercida por el vapor
de agua contenido en la atmósfera. se expresa en unidades de presión, milibares o cm o mm de
mercurio. Cuando el aire está saturado de vapor de agua, la presión parcial del vapor recibe el
nombre de presión de saturación, el cual depende de la temperatura.
Cuanto más caliente está una masa de aire, mayor es la cantidad de vapor de agua. a temperaturas
bajas puede almacenar menos vapor de agua. Cuando una masa de aire caliente se enfría se
desprende del vapor que le sobra en forma de precipitación.
La temperatura a la que el aire está saturado se llama punto de rocío, se alcanza cuando el aire ya
no puede contener más vapor de agua y éste se condensa en forma de gotas. el rocío se forma
sobre aquellos objetos que, por un intenso enfriamiento, alcanzan la temperatura que marca el
punto de rocío.
la atmósfera no contiene, normalmente, la cantidad máxima de vapor de agua, por eso tiene
mucha importancia conocer la humedad relativa. es decir, la relación entre la cantidad de vapor de
agua que contiene el aire en un momento dado y la que contendría si estuviese saturado a la
misma temeperatura. se expresa en % de humedad; no indica la cantidad de gramos de agua que
hay en la atmósfera, sino la cantidad de agua que puede admitir (así si es del 20%, podrá adquirir
un 80% más) la humedad relativa es muy sensible a las variaciones de temperatura, aún sin
modificarse la cantidad de vapor de agua del aire.
la humedad relativa, hr, es la medida de la humedad del aire más empleada. es el cociente,
expresado en porcentaje, de la presión parcial del vapor de agua y la presión de saturación del
vapor de agua para la misma temperatura y presión atmosférica:
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Variaciones de las humedades relativa y absoluta
Al aumentar la temperatura, se incrementa la presi ón de saturación, con lo que la
humedad relativa, que tiene por denominador a la anterior variable, disminuye. Si
por el contrario la temperatura desciende, disminuye también la presión de
saturación, con lo cual la humedad relativa aumenta.
Por tanto en un día los valores máximos de humedad relativa suelen alcanzarse hacia
la salida del Sol, momento en que se registra la temperatura mínima; los valores
mínimos después del mediodía, cuando las temperaturas alcanzan los valores
máximos.
Del mismo modo, la humedad relativa es máxima en invierno y mínima en verano.
La humedad absoluta sigue una marcha relativamente parecida a la temperatura, dado que al
aumentar ésta se favorece la evaporación con lo que el aire ganará vapor de agua.
En ocasiones se dan irregularidades tanto en la humedad absoluta como en la relativa, con la
llegada de una masa de aire cálida de procedencia marítima, puede acompañarse de una subida de
la humedad relativa con respecto a la de un aire frío y muy seco de origen continental.
La variación de la humedad absoluta teniendo en cuenta la altitud, está en concordancia con la
temperatura, máximos valores en las latitudes ecuatoriales y mínimos en los polares. El aire muy
frío de las latitudes altas tiene un escaso contenido de vapor de agua, lo que traduce también en
precipitaciones escasas.
La variación de la humedad relativa según la latitud, aparece un máximo en las zonas ecuatoriales,
porque aunque el aire allí sea cálido su contenido en vapor de agua es considerable; y otro polar,
ya que basta un poco vapor de agua para saturar el aire frío de las altas latitudes.
Los sectores continentales de las zonas de 30-35º de latitud de los dos hemisferios presentan
humedades relativas muy bajas (en las primeras horas de la tarde en los desiertos cálidos, como en
el Sahara, la humedad relativa puede ser 0%)
El origen del vapor de agua
El vapor de agua contenido en la atmósfera procede de:
- Evaporación directa de los océanos, mares, ríos o lagos.
- La evaporación del agua existente en el suelo en forma de rocío o escarcha.
- La transpiración que las plantas realizan a través de los estomas de las hojas.
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El intercambio de humedad Tierra-atmósfera es debido a dos procesos: evaporación y
transpiración.
La evaporación es el proceso físico mediante el cual el agua pasa del estado líquido al gaseoso y
retorna a la atmósfera directamente en forma de vapor. La evaporación depende de las
características climáticas.
La transpiración es el resultado de un proceso mediante el cual el agua cambia del estado líquido al
gaseoso en el interior de las plantas y retorna a la atmósfera a través de los estomas de las hojas.
La transpiración depende de numerosos factores, asociados a las especies vegetales o
disponibilidades hídricas.
Thorthwaite acuñó un nuevo concepto integrador de los dos anteriores: la evapotranspiración, es
decir la cantidad de agua necesaria para la transpiración de una cubierta vegetal en una zona con
agua suficiente.
De manera muy reducida se pueden resumir en tres los puntos que intervienen en la
evapotranspiración:
- El consumo de energía necesario para producir el cambio de estado del agua de líquido a
gas, se produce por radiación solar y es la temperatura el elemento más importante que
interviene en el proceso.
- Las características de la atmósfera como receptora del agua evaporada en la superficie de la
Tierra, es decir la capacidad del aire para contener vapor.
- Las características del suelo como superficie que se evapora. En un suelo sin vegetación, la
evaporación afecta a la capa de agua superficial y después al agua infiltrada, que asciende
por capilaridad. Si el suelo tiene vegetación, interviene además la transpiración.
Aparatos que miden la humedad Se utiliza el higroscopio de cabello para tener una idea aproximada de la humedad relativa de la
atmósfera. Según un mayor o menor grado de humedad se produce un alargamiento o
acortamiento del cabello o una cuerda de guitarra. En el higrómetro registrador se transmiten las
variaciones y se van marcando sobre un papel.
El higroscopio colorimétrico se basa en el cambio de coloración de las sales (cloruro) de cobalto,
según el nivel de humedad. En aire seco estas sales son de color azul, que pasa al violeta en un aire
algo húmedo o al rosa cuando se llega al punto de saturación.
Los psicrómetros están formados por dos termómetros, en uno de los cuales su depósito está
rodeado de muselina humedecida. La evaporación será tanto mayor cuanto menor sea la humedad
relativa, robando calor al termometro húmedo que al seco. Una vez hecha la lectura de ambos
termómetros mediante unas tablas se obtiene el valor de la humedad relativa.
Para medir la evaporación durante un período de tiempo se utiliza el evaporímetro. Las unidades
utilizadas son el ml y el mm de agua evaporada.
Humedad atmosférica (higrometría)
Existen diversas formas para medir el contenido de vapor de agua en la atmósfera. La medición
más frecuente es la de humedad relativa, que corresponde a la fracción porcentual entre la presión
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parcial del vapor de agua y la presión de vapor de agua en el punto de saturación a la temperatura
ambiente.
PSICROMETRO
El psicrómetro está formado por dos termómetros. El bulbo de uno de ellos está envuelto en un
tejido que se mantiene siempre humedecido. Ambos termómetros se exponen a una corriente de
aire, ya sea mediante un ventilador mecánico o por agitación. La evaporación en el tejido que
envuelve al bulbo húmedo hace descender la temperatura. Si la atmósfera está saturada (humedad
relativa = 100%) la evaporación es nula y por lo tanto ambas temperaturas coinciden. La relación
entre la diferencia de temperatura que miden los dos termómetros y la humedad relativa no se
directa, ya que depende de la temperatura real del aire, y de la presión atmosférica. En el diagrama
adjunto se muestra esta relación para una presión de 1000 hPa (mb).
HIGROMETROS MECANICOS
Están basados en la propiedad de algunos materiales (cabello humano, algodón, seda, papel, etc.)
de cambiar su dimensión física dependiendo de la humedad relativa del aire. El cabello humano fue
ampliamente utilizado como sensor de humedad relativa en los higrógrafos de estaciones
meteorológicas convencionales, así como también en los primeros equipos de radiosondeo.
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HIGROMETRO BASADO EN EL USO DE COMPONENTE ELECTRONICA
Se utiliza la capacidad de ciertos materiales de absorber moléculas de vapor de agua a través de su
superficie. Este proceso, al modificar las propiedades eléctricas de una componente de un circuito
electrónico (resistencia o condensador), permite crear una señal eléctrica que es proporcional a la
humedad. Este tipo de sensor se utiliza en estaciones meteorológicas automáticas y en equipos de
radiosondeos.
HIGROMETRO ESPECTROSCOPICO
Son equipos relativamente caros pero de alta precisión. Se basan en la propiedad del vapor de agua
en la atmósfera de absorber radiación infrarroja en bandas específicas del espectro
electromagnético. La mayor o menor radiación absorbida se relaciona con el nivel de humedad del
aire. Se utilizan en mediciones de humedad donde se requiere una alta tasa de muestreo (por
ejemplo en mediciones de turbulencia del vapor de agua).
TERMOHIGRÓGRAFO
Un termohigrógrafo utilizado para medir sobre una banda de papel la temperatura de bulbo seco y
la humedad relativa.
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PRESIÓN ATMOSFÉRICA
Es el peso del aire que ejerce sobre todos los cuerpos que están debajo o sometidos a su acción.
Así por ejemplo, cuando sorbemos una bebida gaseosa con un cañita al succionar el líquido sube
debido a una presión del aire sobre la superficie de la bebida.
El valor de presión atmosférica fue medido por el físico italiano Evangelista Torricelli quien en el
año de 1634, demostró la presión del aire, al tratar de conocer por que el agua no subía más de 10
m por el tubo de una bomba; el experimento es el siguiente:
Lugar Altitud Presión Atmosférica
Cerro de Pasco
Puno
La Oroya
Cusco
Huamanga
Arequipa
Vitor
Moquegua
Tacna
Lima
Camaná
Zorritos
4 300 m
3 827 m
3 700 m
3 300 m
2 761 m
2 539 m
1 552 m
1 412 m
569 m
203 m
15 m
7 m
455 cm
470 mm
493 mm
520 mm
551 mm
576 mm
629 mm
640 mm
710 mm
752 mm
755 mm
757 mm
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EFECTO INVERNADERO
Se denomina efecto invernadero al fenómeno por el cual determinados gases , que son
componentes de la atmósfera planetaria, retienen parte de la energía que la superficie
planetaria emite por haber sido calentada por la radiación estelar. Afecta a todos los cuerpos
planetarios rocosos dotados de atmósfera. Este fenómeno evita que la energía recibida
constantemente vuelva inmediatamente al espacio, produciendo a escala planetaria un efecto
similar al observado en un invernadero. En el sistema solar, los planetas que presentan efecto
invernadero son Venus, la Tierra y Marte.
De acuerdo con la mayoría de la comunidad científica, el efecto invernadero se está viendo
acentuado en la Tierra por la emisión de ciertos gases, como el dióxido de carbono y el metano,
debido a la actividad humana.
Efecto invernadero
Dentro de un invernadero la temperatura es más alta que en el exterior porque entra más energía
de la que sale, por la misma estructura del habitáculo, sin necesidad de que empleemos calefacción
para calentarlo.
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En el conjunto de la Tierra se produce un efecto natural similar de retención del calor gracias a
algunos gases atmosféricos. La temperatura media en la Tierra es de unos 15º C y si la atmósfera
no existiera sería de unos -18º C.
Se le llama efecto invernadero por similitud, porque en realidad la acción física por la que se
produce es totalmente distinta a la que sucede en el invernadero de plantas.
El efecto invernadero hace que la temperatura media de la superficie de la
Tierra sea 33º C mayor que la que tendría si no existieran gases con efecto
invernadero en la atmósfera.
¿Por qué se produce el efecto invernadero?
A: Absorción de la radiación emitida por el Sol en las capas atmosféricas.
B: Reflexión de la radiación solar absorbida (aproximadamente un 30 por ciento).
C: Captación de la radiación solar reflejada por los gases invernaderos.
D: Expulsión de la radiación solar al espacio.
El ciclo formado por los puntos B y C, es el responsable del aumento en la temperatura de las capas
más cercanas a la superficie terrestre.
El efecto invernadero se origina porque la energía que llega del sol, al proceder de un cuerpo de
muy elevada temperatura, está formada por ondas de frecuencias altas que traspasan la atmósfera
con gran facilidad. A su vez, la energía remitida hacia el exterior, desde la Tierra, al proceder de un
cuerpo mucho más frío, está en forma de ondas de frecuencias más bajas, y es absorbida por los
gases con efecto invernadero.
Esta retención de la energía hace que la temperatura sea más alta, aunque hay que entender bien
que, al final, en condiciones normales, es igual la cantidad de energía que llega a la Tierra que la
que esta emite. Si no fuera así, la temperatura de nuestro planeta habría ido aumentando
continuamente, cosa que, por fortuna, no ha sucedido.
Podríamos decir, de una forma muy simplificada, que el efecto invernadero lo que hace es provocar
que la energía que llega a la Tierra sea "devuelta" más lentamente, por lo que es "mantenida" más
tiempo junto a la superficie y así se mantiene la elevación de temperatura.
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Gases con efecto invernadero
Acción relativa Contribución real
CO2 (dióxido de Carbono) 1 (referencia) 76 por ciento
CFCs 15.000 5 por ciento
CH4 (metano) 25 13 por ciento
N2O (óxido nitroso) 230 6 por ciento
Como se indica en la columna de acción relativa, un gramo de clorofluorocarbono (CFC) produce un
efecto invernadero 15.000 veces mayor que un gramo de dióxido de Carbono (CO2) , pero como la
cantidad de CO2 es mucho mayor que la del resto de los gases, la contribución real al efecto
invernadero (en porcentaje) es la que señala la columna de la derecha
Otros gases como el oxígeno y el nitrógeno, aunque se encuentran en proporciones
mucho mayores, no son capaces de generar efecto invernadero.
Aumento de la concentración de gases con efecto invernadero
Durante el siglo veinte la concentración de anhídrido carbónico y
otros gases invernadero en la atmósfera creció constantemente
debido a la actividad humana:
A comienzos de siglo, por la quema de grandes masas
de vegetación para ampliar las tierras de cultivo
En los últimos decenios, por el uso masivo
de combustibles fósiles como el petróleo, carbón y gas
natural, para obtener energía y por los procesos
industriales.
La concentración media de dióxido de carbono se ha incrementado desde unas 275 ppm (partículas por millón) antes de la revolución industrial, a 315 ppm cuando se empezaron a usar las primeras estaciones de medida exactas en 1958, hasta 361 ppm en 1996.
El dióxido de carbono explica más del 60 por ciento del “efecto invernadero”. El hombre quema carbón, petróleo y gas natural a una velocidad muchísimo mayor que el ritmo con que se crearon dichos recursos.
En ese proceso, el carbono almacenado en los combustibles se libera en la atmósfera y perturba el
ciclo del carbono, sistema con miles de años de antigüedad y perfectamente equilibrado a través
del cual se produce un intercambio de carbono con el aire, los océanos y la vegetación terrestre.
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En la actualidad, los niveles atmosféricos de dióxido de carbono están aumentando más del diez
por ciento cada veinte años.
Los niveles de metano se han doblado en los últimos cien años. En 1800 la concentración era de
aproximadamente 0,8 ppmv (partes por millón en volumen) y en 1992 era de 17 ppmv.
La cantidad de óxido de dinitrógeno se incrementa en 0,25 por ciento anual. En la época
preindustrial sus niveles serían de alrededor de 0,275 ppmv y alcanzaron los 0, 310 ppmv en 1992.
Cambio climático
Por lógica, muchos científicos piensan que a mayor concentración de gases con efecto invernadero
se producirá mayor aumento en la temperatura en la Tierra.
A partir de 1979 los científicos comenzaron a afirmar que un aumento al doble en la concentración del CO2 en la atmósfera supondría un calentamiento medio de la superficie de la Tierra de entre 1,5 y 4,5º C.
Estudios más recientes sugieren que el calentamiento se produciría más rápidamente sobre tierra firme que sobre los mares. Asimismo, el calentamiento se produciría con retraso respecto al incremento en la concentración de los gases con efecto invernadero.
Al principio, los océanos más fríos tenderán a absorber una gran parte del calor adicional retrasando el calentamiento de la atmósfera. Sólo cuando los océanos lleguen a un nivel de equilibrio con los más altos niveles de CO2se producirá el calentamiento final.
En la actualidad el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) predice un calentamiento de 1,0 – 3,5º C para el año 2100.
La temperatura media de la Tierra ha crecido unos 0,6º C en los últimos 130 años
Los estudios más recientes indican que en los últimos años se está produciendo, de hecho, un aumento de la
temperatura media de la Tierra de algunas décimas de
grado.
Debido a la enorme complejidad de los factores que
afectan al clima es muy difícil saber si este ascenso de
temperatura entra dentro de la variabilidad natural
(debida a factores naturales) o si es debida al aumento
del efecto invernadero provocado por la actividad
humana.
Hay diversos modelos de este tipo y, aunque hay
algunas diferencias entre ellos, es significativo ver que
todos ellos predicen relación directa entre incremento
en la temperatura media del planeta y aumento de las
concentraciones de gases con efecto invernadero.
Consecuencias del cambio climático
No es posible predecir con gran seguridad lo que pasaría en los distintos lugares, pero es previsible que los
desiertos se hagan más cálidos pero no más húmedos, lo que tendría graves consecuencias en el Oriente
Medio y en África donde el agua es escasa.
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INVERNADERO
Un invernadero (o invernáculo) es un lugar cerrado, estático y accesible a pie, que se destina a la
producción de cultivos, dotado habitualmente de una cubierta exterior translúcida de vidrio o
plástico, que permite el control de la temperatura, la humedad y otros factores ambientales para
favorecer el desarrollo de las plantas. En la jardinería antigua española, el invernadero se
llamaba estufa fría.
Aprovecha el efecto producido por la radiación solar producida por el sol que, al atravesar un
vidrio u otro material traslúcido, calienta los objetos que hay adentro; estos, a su vez, emiten
radiación infrarroja, con una longitud de onda mayor que la solar, por lo cual no pueden atravesar
los vidrios a su regreso quedando atrapados y produciendo el calentamiento. Las emisiones del sol
hacia la tierra son en onda corta mientras que de la tierra al exterior son en onda larga. La
radiación visible puede traspasar el vidrio mientras que una parte de la infrarroja no lo puede
hacer.
El cristal o plástico usado para un invernadero trabaja como medio selectivo de la transmisión para
diversas frecuencias espectrales, y su efecto es atrapar energía dentro del invernadero, que
calienta el ambiente interior. También sirve para evitar la pérdida de calor por convección. Esto
puede ser demostrada abriendo una ventana pequeña cerca de la azotea de un invernadero: la
temperatura cae considerablemente. Este principio es la base del sistema de enfriamiento
automático autoventilación.
En ausencia de un recubrimiento, el calor absorbido se eliminaría por corrientes convectivas y por
la emisión de radiación infrarroja (longitud de onda superior a la visible). La presencia de los
cristales o plásticos impide el transporte del calor acumulado hacia el exterior por convección y
obstruye la salida de una parte de la radiación infrarroja. El efecto neto es la acumulación de calor
y el aumento de la temperatura del recinto.
Los vidrios tienen muy poca resistencia al paso del calor por transmisión (de hecho, para el
acristalamiento sencillo, el coeficiente de transmisión térmica se considera nulo y solo se tiene en
cuenta la suma de las resistencias superficiales), de modo que, contra lo que algunos creen, al
tener dos temperaturas distintas a cada lado, hay notables pérdidas por transmisión (el vidrio tiene
una transmitancia U = 6,4 W/m2·°K, aun mayor si está en posición inclinada respecto a la vertical).
El resultado es que, a mayor temperatura, menor será el efecto de retención del calor, es decir que
al aumentar la temperatura aumentarán las pérdidas disminuyendo el rendimiento del sistema.
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Un ejemplo de este efecto es el aumento de temperatura que toma el interior de los coches
cuando están al sol. Basta una chapa metálica (los sombrajos habituales de los estacionamientos,
sin ningún tipo de aislamiento térmico) que dé sombra, impidiendo el paso del sol por el vidrio,
para que no se caliente tanto.
Desde la antigüedad se ha aprovechado este efecto en la construcción, no solo en jardinería. Las
ventanas de las casas en países fríos son más grandes que las de los cálidos, y están situadas en los
haces exteriores, para que el espesor del muro no produzca sombra. Los miradores acristalados
son otro medio de ayudar al calentamiento de los locales.
Referencia bibliográfica
CASAS; R.R., A. PITTALUGA. 1984. Efecto de una pastura de Agropiro bajo clausura en la
recuperación de suelos salinizados en el Partido de Carlos Tejedor. INTA; ACINTACNIA; año 1, N°
12. Castelar.
CASAS; R.R., A. PITTALUGA. 1990. Anegamiento y salinización de los suelos en el noroeste de la
provincia de Buenos Aires. EN: Manejo de tierras Anegadizas. PROSA, FECIC. Gráfica Guadalupe.
Buenos Aires.
FUSCHINI MEJÍA, M. 1994. El agua en las llanuras. UNESCO - Programa Hidrológico Internacional. 58
p. Montevideo.
UNIDAD PROYECTO RÍO SALADO 2000. Plan Maestro Integral Cuenca del Río Salado.
Gobierno de la Pcia. de Buenos aires. Ministerio de Obras y Servicios Públicos
- http://revistas.concytec.gob.pe/scielo.php?pid=S1813-01942011000100008&script=sci_arttext
- http://www.astromia.com/glosario/humedad.htm