Riego por-goteo-libro-cap 03 evaporacion1

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Riego por-goteo-libro-cap 03 evaporacion1

  1. 1. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCAPITULO IIIEVAPOTRANSPIRACION1Megh R. Goyal y Eladio A. González Fuentes1.0 Introducción ------------------------------------------------------------------------------- 0672.0 Evapotranspiración Potencial----------------------------------------------------------- 0683.0 Fórmulas: Evapotranspiración Potencial (PET) ------------------------------------- 0703.1 Método hidrológico o de balance de agua ----------------------------------- 0713.2 Métodos climatológicos--------------------------------------------------------- 0723.2.1 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 -------------------------------- 0753.2.7 Blaney- Criddle modificado por Shih --------------------------------- 0763.2.8 Jensen- Haise ------------------------------------------------------------- 0763.2.9 Stephens- Stewart ------------------------------------------------------- 0783.2.10 Bandeja de Evaporación ------------------------------------------------ 0783.2.11 Hargreaves ---------------------------------------------------------------- 0783.2.12 Hargreaves and Samani modificado ---------------------------------- 0803.2.13 Linacre -------------------------------------------------------------------- 0813.2.14 Makkink ------------------------------------------------------------------ 0813.2.15 Radiación ----------------------------------------------------------------- 0823.2.16 Regresión ----------------------------------------------------------------- 0823.2.17 Priestly- Taylor ---------------------------------------------------------- 0834.0 Calibración Local ----------------------------------------------------------------------- 0835.0 Evapotranspiración de Cosechas (ETC) ---------------------------------------------- 0856.0 Coeficientes de Cosecha (17) ---------------------------------------------------------- 0876.1 Cultivo de referencia --------------------------------------------------------------- 0876.2 Coeficiente de cosecha ------------------------------------------------------------ 0887.0 Bibliografía -------------------------------------------------------------------------------- 091065065
  2. 2. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración________________________1Este capítulo fue preparado para el libro “Manejo de Riego por Goteo”. Autor: Dr. MeghR. Goyal, Profesor en Ingeniería Agrícola y Biomédica, Universidad de Puerto Rico –Recinto de Mayagüez, P.O. Box 5984, Mayagüez, Puerto Rico 00681 – 5984. Para másdetalles puede comunicarse por correo electrónico:m_goyal@ece.uprm.edu o visitor la página de internet:http://www.ece.uprm.edu/~m_goyal/home.htm066
  3. 3. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración1.0 INTRODUCCIONLa evapotranspiración (ET) es la combinación de dos procesos: Evaporación ytranspiración. La evaporación es el proceso físico mediante el cual el agua se convierte a suforma gaseosa. La evaporación del agua a la atmósfera ocurre en la superficie de ríos, lagos,suelos y vegetación. La transpiración es el proceso mediante el cual el agua fluye desde el suelohacia la atmósfera a través del tejido de la planta.La transpiración es básicamente un proceso de evaporación. El agua se evapora dentro delas hojas y el vapor resultante se difunde hacia el exterior a través de las estomas. En estaevaporación del agua se produce un gradiente de energía el cual causa el movimiento del aguadentro y a través de las estomas de la planta. Las estomas de la mayor parte de las plantas verdespermanecen abiertas durante el día y cerradas en la noche. Si el suelo está muy seco las estomaspermanecerán cerradas durante el día para que la pérdida del agua sea más lenta.Por la necesidad de expandir la producción agrícola se han aumentado las áreas de cultivobajo riego en las regiones áridas y sub-húmedas del mundo. La agricultura ha comenzado acompetir por el agua con las industrias, municipios y otros sectores. Esta gran demanda junto alincremento en los costos del agua y de la energía ha hecho absolutamente necesario desarrollartecnologías para el manejo apropiado del agua.La evaporación, la transpiración y la evapotranspiración son importantes el estimar losrequisitos de riego y al programar el riego. Para determinar los requisitos de riego es necesarioestimar la ET por medidas directamente en el campo o utilizando datos meteorológicos. Lasmedidas directamente en el campo son muy costosas y se utilizan mayormente para calibrar losmétodos que estiman la ET utilizando datos de clima.067
  4. 4. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónSe han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorológicos y varias deestas se usan comúnmente para estimar la ET para períodos de un día o más. Todas estasecuaciones son en algún modo empíricas. Los métodos más simples requieren solamente datossobre la temperatura promedio del aire, largo del día y la cosecha. Otras ecuaciones requierendatos de radiación diaria, temperatura, presión de vapor y velocidad de ciento. La figura 1muestra los instrumentos recomendados para una estación de clima.Ninguna ecuación debe desecharse porque los datos no estén disponibles. No todas sonigualmente precisas y confiables para diferentes regiones. Además, no existe un método únicoque utilizando datos meteorológicos sea adecuado universalmente bajo todas las condicionesclimatológicas.2.0 EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (PET)La evapotranspiración potencial es la pérdida de agua de una superficie cubiertacompletamente de vegetación. La evapotranspiración de una cosecha es determinada por losprocesos meteorológicos. El cierre de las estomas y la reducción en transpiración usualmenteson importantes sólo bajo condiciones de escasez de agua o condiciones de estrés de la planta.La evapotranspiración dependerá de tres factores: (1) vegetación, (2) disponibilidad de aguaen el suelo y (3) comportamiento de las estomas.La cubierta vegetal afecta la ET de varias formas. Afecta la capacidad de reflejar laluz de la superficie. La vegetación cambia la cantidad de energía absorbida por el suelo. Laspropiedades del suelo, incluyendo el contenido de agua, también afectan la cantidad deenergía que fluye en el suelo. La altura y la densidad de la vegetación influyen sobre laeficiencia del intercambio turbulento del calor y vapor de agua del follaje.068
  5. 5. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónFigura 1. Instrumentos recomendados para una estación de clima.069
  6. 6. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónLos cambios en el agua del suelo causan diferencias en la evaporación directa del suelo yen la disponibilidad del agua del suelo a las plantas. Según les sobreviene el estrés de agua a lasplantas, sus estomas se cierran resultando en una reducción de la pérdida de agua y en laobtención de CO2. Este es un factor que la ecuación de evapotranspiración potencial no toma encuenta. Bajo condiciones normales (con suficiente agua) existe gran variación entre las estomasde las distintas especies de plantas. Sin embargo, las diferencias en ET son usualmente pequeñasy el concepto de PET resulta útil en la mayoría de los tipos de vegetación con follaje completo.3.0 FORMULAS PARA EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL (PET)Hay diferentes métodos para estimar o medir la ET y la evapotranspiración potencial(PET). La precisión y confiabilidad varía de unos a otros, muchos solo proveen unaaproximación. Cada técnica se ha desarrollado con los datos de clima disponibles para estimarla ET.Las medidas directas son muy costosas y mayormente se usan para calibrar los métodosque utilizan los datos climatológicos. Las técnicas más frecuentes usadas son: Métodohidrológico o de balance de agua, métodos climatológicos y métodos micrometeorológicos.Muchas de las investigaciones han dado lugar a modificaciones de las ecuaciones yaestablecidas. Así encontramos modificaciones en las fórmulas de Blaney-Criddle, Hargreaves,Bandeja de evaporación, etc. Allen [1] trabajo en la evaluación de 13 variaciones de la ecuaciónde Penman, encontrando como más precisa la fórmula de Penman-Monteith. Actualmente serecomiendan las ecuaciones modificadas por la FAO y el SCS como las más confiables.Todas las investigaciones coinciden al señalar las ecuaciones de Penman, Bandeja deEvaporación Clase A, Blaney-Criddle y Hargreaves-Samani, como las fórmulas más confiables.En éstas, con una calibración local, se logra bastante precisión.070
  7. 7. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCada investigador tiene su fórmula preferida que le ha dado buenos resultados. AsíHargreaves y Samani [7] presentan su fórmula como el método más simple y práctico y llegan adecir que “no existe evidencia de que haya otro método superior”. Allen y Pruitt [2] presentan elmétodo de Blaney-Criddle modificado por la FAO como uno en que los cómputos sonrelativamente fáciles y dicen que obtienen excelentes estimados de la PET cuando está biencalibrada localmente.Cada investigador tiene un orden de preferencia que puede ser semejante o diferente aotro, pero todas las fórmulas, dependiendo del lugar en que se evalúen puede resultar en el primero último lugar.3.1 Método hidrológico o de balance de agua [14]Esta técnica conlleva el registro de lluvia, riego, drenaje y la determinación periódica dala humedad del suelo. El método hidrológico puede presentarse por medio de la siguienteecuación:PI + SW - RO – D – ET = 0 ------------------------------------------------------------- /1/donde: PI = Precipitación y/o riego.RO = Escorrentía.D = Percolación.SW = Cambio en el contenido de agua del suelo.ET = Evapotranspiración.En la ecuación /1/, todos los variables pueden medirse con precisión mediante el uso delisímetros. En áreas grandes estos pueden ser estimados y la ET calculada como un residual.071
  8. 8. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración3.2 Métodos climáticosSe han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorológicos. Además, sehan hecho numerosas modificaciones a las fórmulas que sean aplicables a diferentes regiones.3.2.1 Métodos de Penman [1, 9, 10, 13, 14]La fórmula de Penman se presentó por primera vez en el 1948. Está basada en cuatrofactores climáticos: Radiación neta, temperatura del aire, velocidad del viento y déficit de presiónde vapor. La ecuación es como sigue:PET = Rn /a + b Ea ---------------------------------------------------------------- /2/c + bdonde: PET = Evapotranspiración potencial diaria, mm/día.C = Pendiente de la curva de la presión del vapor de aire saturado,mb/°C.Rn = Radiación neta, cal/cm2día.a = Energía latente de la vaporización del agua [59.59 – 0.055 T]cal/cm2-mm ó 58 cal/cm2- mm a 29°C.Ea = 0.263 (ea – ed) (0.5 + 0.0062u2 -------------------------------------------- /2a/Ea = Presión promedio del vapor del aire, mb = (emax – emin) / 2ed = Presión del vapor del aire a la temperatura mínima del aire, mb.u2 = Velocidad del viento a 2 metros de altura, km/ día.b = Constante psicrométrica = 0.66, en mb/ °C.T = (Tmax – Tmin) / 2, en los grados °C.(emax – emin) = Diferencia entre presión máxima y mínima del vapor del aire, mb.(Tmax – Tmin) = Diferencia entre temperatura máxima y mínima diaria, °C.072
  9. 9. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración3.2.2 Método de Penman modificado por Monteith [14]La ecuación resultante de la modificación es como sigue:LE = - s (Rn – S) + Pa · Cp (es – ea) / ra ------------------------------------------- /3/[(s + b) · ( ra + rc)] / radonde: LE = Flujo latente.Rn = Radiación neta.S = Flujo de calor del suelo.Cp = Energía específica del aire a presión constante.s = Pendiente de la curva de la presión de vapor saturado a la temperaturapromedio del aire del termómetro húmedo.Pa = Densidad del aire húmedo.es = Presión de vapor de agua saturado.ea = Presión parcial del vapor de agua en el aire.ra = Resistencia del aire.rc = Resistencia del follaje.b = Constante psicrométrica.Este método se ha usado con éxito para estimar la ET de la cosecha. Esta ecuaciónPenman-Monteith está limitada a trabajos de investigación (experimentos) ya que los datos de ray rc no están siempre disponibles.3.2.3 Método de Penman modificado por Doorenbos y Pruitt [4]PET = c · [ W· Rn + (1 – W) · F(u) · (ea – ed) ] --------------------------------------- /4/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/día.W = Factor relacionado a temperatura y elevación.Rn = Radiación neta, mm/ día.F(u) = Función relacionada al viento.073
  10. 10. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración(ea – ed) = Diferencia entre la presión de vapor de aire saturado a temperaturapromedio y la presión de vapor del aire, mb.c = Factor de ajuste.La popularidad de la fórmula de Penman resulta de que ésta sólo necesita datos quese obtienen en la mayor parte de los observatorios meteorológicos.Los procedimientos para calcular la PET mediante la fórmula de Penman pueden resultarcomplicados. La ecuación contiene muchos componentes, los cuales son necesarios medir oestimar cuando no están disponibles.3.2.4 Método de ThornwaiteEste método utiliza la temperatura mensual promedio y el largo del día. La ecuación es lasiguiente [10,14]:PET = 16 Ld [ 10 T / I]a------------------------------------------------------ /5/donde: PET = Evapotranspiración estimada para 30 días, mm.Ld = Horas de día dividido por 12.I = i1 + i2 + . . . + i12, en donde, i = [Tm/ 5] x 1.514 ----------------------- /5a/T = Temperatura promedio mensual, °C.a = (6.75 x 10-7I3) – (7.71 x 105I2) + 0.01792 I + 0.49239 ----------------- /5b/El método de Thornwaite subestima la PET calculada durante el verano cuando ocurre laradiación máxima del año. Además, la aplicación de la ecuación a períodos cortos de tiempopuede llevar a errores serios. Durante períodos cortos la temperatura promedio no es una medidapropia de la radiación recibida [14]. Durante términos largos, la temperatura y la ET son074
  11. 11. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiraciónfunciones similares de la radiación neta. Estos se autorelacionan cuando los períodosconsiderados son largos y la fórmula los estima con precisión.3.2.5 Método de Blaney- Criddle [2, 9, 10, 14]La ecuación original de Blaney- Criddle fue desarrollada para climas áridos para predecirel uso consuntivo o PET. Esta fórmula utiliza el porciento de horas de luz mensual y latemperatura promedio mensual.PET = Km F ----------------------------------------------------------------------------- /6/donde: PET = Evapotranspiración potencial mensual, mm.Km = Coeficiente derivado empíricamente para el método de Blaney-Criddle.F = Factor de la ET mensualmente = 25.4 PD (1.8 T +32) / 100 ------------ /6a/T = Temperatura promedio mensual, °C.PD = Porciento de las horas de luz diaria en el mes.Este método es fácil de usar y los datos necesarios están disponibles. Ha sidoampliamente usado en el oeste de Estados Unidos con resultados precisos, pero no así en Florida,donde sobreestima la ET para los meses de verano.3.2.6 Método de Blaney-Criddle modificado por FAO [4]PET = C x P x [0.46 x T + 8] ------------------------------------------------------- /7/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día.T = Temperatura promedio mensual.P = Porciento de horas de luz de un día comparado con el entero, Cuadro 1.C = Factor de ajuste, el cual depende de la humedad relativa, horas de luz yviento .Doorenbos y Pruitt [4] recomiendan cómputos individuales para cada mes y puede sernecesario incrementar el valor para elevaciones altas o latitudes altas.075
  12. 12. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración3.2.7 Método de Blaney y Criddle modificado por Shih [16]PET = 25.4 K [MRs (1.8 T + 32) / TMRs] ----------------------------------------- /8/donde: PET = Evapotranspiración potencial mensual, mm.K = Coeficiente para este método modificado.MRs = Radiación solar mensual, cal/ cm2.T = Temperatura promedio mensual, °C.TMRs = Suma de la radiación solar mensual durante el año, cal/cm2.3.2.8 Método de Jensen- Haise [9]La ecuación de Jensen-Haise [9] es el resultado de la revisión de unas 3,000 medidas deET hechas en el oeste de los Estados Unidos por un período de 35 años. La ecuación es lasiguiente:PET = Rs (0.025T + 0.08) --------------------------------------------------------------- /9/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/día.Rs = Radiación solar total diaria, mm de agua.T = Temperatura promedio del aire, °C.Esta temperatura subestima seriamente la ET bajo condiciones de alto movimiento demasas de aire atmosférico, pero da buenos resultados en atmósferas tranquilas.076
  13. 13. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCuadro 1. Por ciento promedio de horas de día diario (p) en base de horas de día 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 0.3435 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 0.27Latitud, gradosNorte julio agosto sept. octubre nov. dic.Sur* enero feb. marzo abril mayo Junio60 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. 14. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración3.2.9 Método de Stephens-Stewart [14]Stephens-Stewart propusieron un método utilizando datos de radiación solar que essimilar al método original de Jensen-Haise [9]. La ecuación es como sigue:PET = 0.01476 (T + 4.905) MRs/ b ------------------------------------------------- /10/donde: PET = Evapotranspiración potencial mensual, mm.T = Temperatura promedio mensual, °C.MRs = Radiación solar mensual, cal/cm2.b = Energía latente de vaporización de agua, [59.59 – 0.055 Tm], cal/ cm2-mm.3.2.10 Método de Bandeja de Evaporación [4]La bandeja de evaporación es uno de los instrumentos que más se utilizan hoy día. Larelación entre la PET y la evaporación de bandeja pueden ser expresadas como:PET = Kp · PE ------------------------------------------------------------------------- /11/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día.Kp = Coeficiente de bandeja.PE = Evaporación de bandeja clase A.La bandeja de evaporación integra los factores de clima y proveen un buen estimado de laPET si se le da buen servicio de mantenimiento y manejo. Los coeficientes de bandeja clase Adados por Doorenbos y Pruitt [4], para diferentes condiciones alrededor de la bandeja, aparecenen el cuadro 2.3.2.11 Método de Hargreaves [6]Hargreaves desarrollo un método para estimar la PET el cual utiliza un mínimo de datosclimatológicos. La fórmula es como sigue:078
  15. 15. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCuadro 2. Coeficiente de bandeja KP para bandeja de evaporación clase A bajo diferentescondiciones.BandejaClase ACondición ABandeja rodeada porgramaCondición B*Bandeja rodeada por tierra seca ydescubiertaPromediode HR%Baja media alta40 40-70 70Baja media alta40 40-70 70Viento**km/díaDistanciade lagrama verde,mDistancia delsuelo seco,mSuave17501010010000.55 0.55 0.750.65 0.75 0.859.70 0.80 0.850.75 0.85 0.8501010010000.7 0.80 0.850.6 0.70 0.800.55 0.65 0.750.50 0.60 0.70Moderado175-42501010010000.5 0.6 0.650.6 0.7 0.750.65 0.75 0.80.7 0.8 0.801010010000.65 0.75 0.80.55 0.65* 0.70.5 0.6 0.650.45 0.55 0.6Fuerte425-70001010010000.45 0.5 0.600.55 0.6 0.650.6 0.65 0.70.65 0.7 0.7501010010000.6 0.65 0.70.5 0.55 0.650.45 0.45 0.60.4 0.45 0.55Muyfuerte01010010000.4 0.45 0.50.45 0.55 0.60.5 0.6 0.650.55 0.6 0.6501010010000.5 0.6 0.650.45 0.5 0.550.4 0.45 0.50.35 0.4 0.45* Para áreas extensivas de suelos descubiertos y no desarrollados en la fase agrícola,reduzca los valores de KP 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/día.079
  16. 16. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónPET = MF (1.8 T + 32) CH -------------------------------------------------------- /12/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ mes.MF = Factor mensual dependiente de la latitud.T = Temperatura promedio mensual, °C.CH = Factor de corrección para la humedad relativa (HR) a ser usado para la HRexcede el 64% = 0.166 (100 – HR)1/2------------------------------------ /12a/La fórmula original de Hargreaves para PET, basada en radiación y temperatura puedepresentarse como:PET = (0.0135 x RS) x [T + 17.8] -------------------------------------------------- /13/donde: RS = Radiación solar, mm /día.T = Temperatura promedio, °C.Para estimar RS de la radiación extraterrestre (RA) Hargreaves y Samani [7, 8]formularon la siguiente ecuación:RS = Krs x RA x TD0.50------------------------------------------------------------ /13a/donde: T = Temperatura Promedio , °C.RS = Radiación solar.RA = Radiación extraterrestre.Krs = Coeficiente de calibración.TD = Temperatura maxima menos temperatura mínima.3.2.12. Método de Hargreaves modificado [8]Finalmente después de varios años de calibración la ecuación 13 quedó como la siguienteforma:PET = 0.0023 Ra x (T + 17.8) x (TD)0.50--------------------------------- /14/donde:080
  17. 17. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónPET = Evapotranspiración potencial.Ra = Radiación extraterrestre, mm/ día.T = Temperatura Promedio del tiempo, °C.TD = Temperatura máxima menos temperatura mínima, °C.Esta ecuación sólo requiere datos de temperatura máxima y mínima, los cuales suelenestar generalmente disponibles. Además, esta fórmula ha probado ser precisa y confiable.3.2.13. Método de Linacre [11, 14]La ecuación propuesta por Linacre es como sigue:PET = 700 Tm / [100 – La] + 15 [T- Td] --------------------------------- /15/( 80 – T)donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm.Tm = Ta + 0.0062 ------------------------------------------------------------------ /15a/Z = Elevación, m.T = Temperatura promedio, °C.La = Latitud, grados.Td = Temperatura promedio diaria, 0C.Los valores obtenidos mediante esta fórmula difieren en 0.3 mm/ día en base anual y en1.7 mm/ día en base diaria.3.2.14 Método de Makkink [14]Makkink desarrolló la siguiente ecuación tipo regresión para estimar PET de medidas deradiación.PET = Rs {s/(a + b)} + 0.12 -------------------------------------------------------- /16/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/día.Rs = Radiación solar total diaria.b = Constante psicrométrica.081
  18. 18. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiracións = Pendiente de la curva de presión de vapor saturado a la temperatura promedio delaire.Esta fórmula da buenos resultados en climas húmedos y fríos, pero no en regiones áridas.3.2.15 Método de Radiación [4, 14]La ecuación de radiación presentada por Doorenbos y Pruitt [4] es esencialmente unaadaptación de la fórmula de Makkink [16]. La relación se expresa como:PET = c x (W · Rs) ------------------------------------------------------------------- /17/donde: PET = Evapotranspiración potencial en mm/ día, para el período considerado.Rs = Radiación solar, mm/ día.W = Factor relacionado a temperatura y a elevación.c = Factor de ajuste el cual depende de la humedad promedio y velocidadpromedio del viento.Este método es confiable en la zona del ecuador, en islas pequeñas y a altas latitudes. Losmapas de radiación solar proveen los datos necesarios para la fórmula.3.2.16 Método de Regresión [14]La regresión lineal simple se establece empíricamente como sigue:PET = [a * Rs ] + b ------------------------------------------------------------------- /18/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día.a y b = Constantes empíricas que cambian con la localidad y estación (coeficientede regresión).Rs = Radiación solar, mm/ día.Este método de regresión es sencillo y fácil de usar, pero por su naturaleza altamenteempírica es de aplicación limitada.082
  19. 19. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración3.2.17 Método de Priestly-Taylor [14]Priestly y Taylor mostraron que en la ausencia de movimiento de masas de aireatmosférico, la PET está directamente relacionado al equilibrio de evaporación:PET = A [s/( S + B)] (Rn + S) ----------------------------------------------------- /19/donde: PET = Evapotranspiración potencial, mm/ día.A = Constante derivada empíricamente.s = Pendiente de la curva de la presión de vapor saturado a la temperaturapromedio del aire.B = Constante psicrométrica.Rn = Radiación neta, mm/ día.Este método es de naturaza semi-empírica. Es confiable en zonas húmedas, pero noadecuado para regiones áridas.El cuadro 3 muestra las ventajas y desventajas de los métodos utilizados para estimarPET.4.0 CALIBRACION LOCALLos métodos que utilizan datos meteorológicos no son adecuados para todas laslocalidades, especialmente en áreas tropicales y a altas elevaciones. Siempre es necesaria algunacalibración local para obtener mayor precisión y confiabilidad en los estimados de los requisitosde agua.La calibración conlleva obtener datos de ET en el campo así como los correspondientesdatos de clima. El cuadro 4 muestra los datos utilizados en las distintas ecuaciones.083
  20. 20. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCuadro 3. Ventajas y desventajas de los métodos utilizados para estimar PET.Método Ventajas Desventajas1.2.PenmanPenman (FAO)Fácil de aplicar.Provee resultadossatisfactoriosSubestima la ET bajo condiciones de alto movimiento demasas de aire atmosférico. La formula contiene muchoscomponentes lo cual puede resultar complicado al hacer lascalculaciones.3. Balance de agua Fácil procesar losdatos e integrarloscon lasobservacionesBaja precisión en las medidas diarias y difíciles obtener laET durante tiempo lluvioso.4. Thornwaite Es confiable paratérminos largosSubestima la ET durante el verano. No es precisa paratérminos cortos.5. Blaney- Criddle Fácil 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 pequeñas no existe unarelación entre temperatura y radiación solar.7. Stephens- Stewart Es confiable en eloeste de EstadosUnidos (donde sedesarrolló)Necesita ser evaluada en otras localidades.8. Jensen- Haise Bajo condicionesatmosféricastranquilas esconfiable.Subestima la ET bajo condiciones de alto movimiento demasas de aire atmosférico.9. Bandeja deevaporaciónIntegra todos losfactoresclimatológicosDurante la noche la evaporación continua en la bandeja loque afecta los estimados de la PET.10. Hargreaves Requiere unmínimo de datosclimatológicos.Sobreestima la PET en las costas y la subestima bajo altomovimiento de masas de aire.11. Hargreaves ySamaniSolo requiere datosde temperaturamáxima y mínima.Necesita ser evaluada en muchas localidades para suaceptación.12. Radiación Es confiable en elEcuador, islaspequeñas y altasaltitudes.Estimados mensuales suelen ser necesarios fuera delEcuador.13. Makkink Bueno para climashúmedas y fríos.No es confiable en regiones áridas.14. Linacre Es preciso en baseanual.La precisión disminuye en base diaria.15. Priestly- Taylor Confiable en áreashúmedas.No es adecuado para zonas áridas.084
  21. 21. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónPara el método de Blaney- Criddle se pueden hacer medidas de la ET usando medidas dela humedad del suelo, lisímetros o técnicas que midan las entradas y salidas. Solamente sonnecesarios datos de la temperatura del aire y de la lluvia para completar la calibración aldeterminar el coeficiente de cosecha mensual apropiado.El método Jensen- Haise [9] es recomendado para períodos de 5 a 30 días. Para períodosde 5 días se pueden utilizar lisímetros o los datos en el campo para hacer una calibración local.Para una calibración mensual la ET se puede estimar por medidas de la humedad del suelo,entradas y salidas, lisímetros, etc.La ecuación de Penman puede proveer estimados precisos de un mes a una horadependiendo del método de calibración. Para períodos cortos los lisímetros de peso puedenproveer los datos necesarios de ET. Usualmente la calibración local se completa mediante lacalibración del factor de ajuste.5.0 EVAPOTRANSPIRACION DE COSECHAS (ETc)Para obtener la ETc (uso consuntivo) más precisa posible, es necesario tomar en cuentatodas las condiciones del cultivo y ambiente. Esto incluye clima, humedad del suelo, tipo decosecha, etapa de crecimiento y extensión del suelo cubierto por la cosecha. La ETc indicacuanta agua necesita un cultivo en un momento dado y así se determinan sus requisitos de riego.El procedimiento envuelve el uso del PET estimado y un coeficiente de cosecha desarrolladoexperimentalmente para ET. Este método se usa extensamente hoy día para programar el riegoasí como para estimar los requisitos de riego de los cultivos.El método común de Blaney- Criddle no requiere un coeficiente de cosecha. El estimadode la ETc se hace en un solo paso.085
  22. 22. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónCuadro 4. Parámetros utilizados en las distintas fórmulas para estimar PET.Método Temp. HR Viento Sol Radia--ciónEvapo--raciónClase AAmbiente1. Blaney-Criddle* 0 0 0 02. Radiación * 0 0 * 0 (*)3. Penman * * * * 0 (*)4. Bandeja deClase A0 0 * *5. Thornwaite * *6. Hargreaves * 0 07. Linacre * *8. Jensen-Haise* *9. Makkink * *10. Priestly -Taylor* *11. Regresión *086
  23. 23. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónEste método fue revisado por Doorenbos y Pruitt [4], quienes proveyeron un coeficientede cosecha apropiado para estimar la ET para cultivos específicos. Estos procedimientos resultanen estimados de presición adecuada para períodos de diez días a un mes.6.0 COEFICIENTES DE COSECHA [17]Los coeficientes de cosecha (Kc) desarrollados experimentalmente reflejan la fisiologíadel cultivo, el grado de cubierta y la PET. Al utilizar los coeficientes es importante conocercomo fueron derivados, puesto que son relaciones o razones empíricas de la ETc y de la PET:Kc = [ETc / PET] ----------------------------------------------------------------------------- /20/El Kc combinado incluye evaporación del suelo y de la superficie de la planta. Laevaporación del suelo depende de la humedad en el suelo y de la exposición. La transpiracióndepende de la cantidad y naturaleza del área de hojas de la planta y de la disponibilidad del aguaen la zona radical. El Kc puede ser ajustado a la disponibilidad de agua en el suelo y evaporaciónde la superficie. La distribución de Kc vs. tiempo es conocida como la curva de cosecha (Figura2).6.1 Cultivo de referenciaFrecuentemente se selecciona a la alfalfa como cultivo de frecuencia debido, entre otrascosas, a que tiene razones de ET altas en áreas áridas [9]. En ésta, la PET es igual a la ET diariacuando el cultivo ocupa una superficie extensa, está creciendo activamente. Tiene una altura deunos 20 cm. y tiene suficiente agua disponible en el suelo. La PET obtenida con alfalfa esusualmente más alta que para la grama de tijerilla, particularmente en zonas áridas de muchoviento. Las razones de ET diarias pueden medirse con lisímetros de peso que sean sensitivos.087
  24. 24. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración6.2 Coeficiente de cosechaLos 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(ETc) mediante la siguiente relación:ETc = Kc · PET ----------------------------------------------------------------------- /21/donde: ETc = Evapotranspiración de cosecha (uso consuntivo).Kc = Coeficiente de cosecha.PET = Evapotranspiración potencial.7.0 BIBLIOGRAFIA1. 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- 507. 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. 25. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: EvapotranspiraciónFigura 2. Ejemplo de una curva de coeficiente de cosecha.089
  26. 26. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración090
  27. 27. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración9. 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. 61710. Jensen, M. E., 1980. Design and Operation of Farm Irrigation Systems. ASAEMonograph #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. ofFlorida, 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 BiologicalEnvironment. 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. Manejo de Riego Por Goteo Capítulo 3: Evapotranspiración092

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