2.-resumen -relacion agua suelo evapotranspiracion- n°2

Upload: juan-qarloz-chilcon-carrera

Post on 06-Mar-2016

234 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

resumen

TRANSCRIPT

  • Hidrulica

    0

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    NDICE

    1. RELACION AGUA-SUELO-

    PLANTA _______________________ 1 1.1 EL AGUA DE RIEGO. _________ 1

    Calidad del Agua de Riego _______________ 1 El origen de las sales en el agua de riego ____ 1 Los problemas relacionados con la calidad del

    agua de riego _________________________ 1 La salinidad del agua de riego _____________ 1 Toxicidad de iones especficos ____________ 1 Alcalinidad y pH _______________________ 2 Estndar de Calidad Ambiental (ECA) y Lmites

    Mximos Permisibles (LMP) ______________ 2 1.2 CLASIFICACION DE LOS SUELOS AGRICOLAS. ______________________ 2 Propiedades fsicas del suelo _________ 2

    Profundidad efectiva ____________________ 2 Textura: 2 Estructura: ___________________________ 3 Densidad De Campo: ____________________ 3 Densidad Aparente (Da): _________________ 3 Porosidad: ____________________________ 3 Espacio Aereo (Ea): _____________________ 3

    1.3 NECESIDAD DE AGUA DE RIEGO PARA EL CULTIVO. _________________ 3

    1.1.1. Climas Hmedos: ________________ 3 1.1.2. Climas Subhmedos y semiridos: __ 3 1.1.3. Climas semi-ridas, ridas y desrticas: ___________________________ 4 Influencia del clima sobre las necesidades

    hdricas de los cultivos __________________ 4 El Tipo De Cultivo 1: ____________________ 4 El tipo de cultivo 2 ______________________ 4 Cultivos de cosecha fresca: ______________ 5 Cultivos de cosecha seca: ________________ 5 Determinacin de las necesidades de agua de

    los cultivos: ___________________________ 5 Precipitacin efectiva ___________________ 5 Necesidades de agua de riego ______________ 5

    1.4 LA EVAPORACIN: ___________ 6 Factores: _________________________ 6

    Radiacin Solar ________________________ 6 1.4.1.- Mtodos Para La Determinacin De La

    Evaporacin: ______________________ 6 Balance de agua. _______________________ 6 Balance de energa: _____________________ 6 Combinacin de Transferencia de Masa y el

    mtodo de balance de energa: ____________ 6 Mediciones directas. ____________________ 7

    Nomograma de Penman: _____________ 7

    2. EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL Y

    REAL ___________________________ 7 Definiciones Evaporacin Transpiracin ___ 7 Evapotranspiracin Potencial (Pet) _________ 8 Referencia Evapotranspiracin (Eto) ________ 8

    Evapotranspiracin Real (Eta) O

    Evapotranspiracin Del Cultivo (Etc) ________ 8 Factores Que Afectan La Evapotranspiracin _ 8 Factores de cultivos _____________________ 9 Gestin y condiciones ambientales _________ 9

    2.1.-METODOS DE CLCULO PARA LA

    EVAPOTRANSPIRACION _____________ 9 2.1.1 Penman __________________________ 9 2.1.2) Thornthwaite _____________________ 9 2.1.3) Blaney Criddle ____________________ 9 2.1.4) Blaney Criddle Modificado Por Fao _____ 9

    2.3) ULTIMOS MTODOS DE ESTUDIO COMPARATIVO CALCULAR

    EVAPOTRANSPIRACIN ____________ 10 2.3.2) Mtodo de Penman modificado por

    Doorenbos y Pruitt _____________________ 10 2.3.3) Mtodo de Blaney y Criddle modificado

    por Si 10 2.3.4) Mtodo de Jensen- Haise ___________ 10 2.3.5) Mtodo de Stephens-Stewart ________ 10 2.3.6) Mtodo de Hargreaves modificado ____ 10 2.3.7) Mtodo de Linacre ________________ 10 2.3.8) Mtodo de Makkink ________________ 10 2.3.9) Mtodo de Radiacin ______________ 11 2.3.10) Mtodo de Priestly-Taylor __________ 11 Ventajas Y Desventajas De Diferentes Mtodos Para Estimar La Evapotranspiracin Potencial

    (Pet) 11 2.4. DEFINICIN DEL USO CONSUNTIVO 11

    2.4.1) Factores Fundamentales que Influyen en

    el uso consuntivo _____________________ 11 2.4...2) Evapotranspiracin Y Uso Consuntivo 11

    2.5. Aplicacin en Proyectos de Riego12 2.6. Aplicaciones para proyectos de embalses: _______________________ 12

    CONCLUSIONES: ________________ 12 BIBLIOGRAFIA: _________________ 12

  • Hidrulica

    1

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    1. RELACION AGUA-SUELO-PLANTA

    El conocimiento de la relacin de agua - suelo planta es esencial para la produccin agrcola bajo riego. En el caso de uso de sistemas de riego tecnificado como el riego por goteo este conocimiento es particularmente importante en vista del alto costo inicial de las instalaciones.

    An en reas de mucha lluvia la escasez de agua puede limitar el desarrollo de las plantas. Esto puede atribuirse a una errtica distribucin de lluvia, a una alta escorrenta o a una infiltracin profunda en suelos con baja capacidad de retencin de agua. Por tal razn, la importancia del riego no se limita a regiones ridas y semiridas. Cada cultivo tiene requisitos de agua particulares y cada suelo tiene sus propiedades que afectan en una forma u otra el suministro de agua a las plantas. La cantidad de agua en el suelo a un tiempo dado es un valor sumamente dinmico, ya que es el resultado neto de la cantidad recibida - ya sea por lluvia o por riego menos las prdidas por evaporacin, transpiracin o infiltracin profunda.

    1.1 EL AGUA DE RIEGO.

    Los canales de riego son diseados con un criterio contrario a los de recoleccin de aguas pluviales, es decir, disminuyen su seccin hacia aguas abajo en lugar de ir incrementndola. Calidad del Agua de Riego La calidad del agua de riego puede afectar tanto a los rendimientos de los cultivos y las condiciones fsicas del suelo, incluso si todas las dems condiciones y prcticas culturales son favorables / ptima. Adems, los diferentes cultivos requieren diferentes calidades de agua de riego. La calidad de algunas fuentes de agua puede cambiar de manera significativa con el tiempo o durante determinados perodos (por ejemplo, en las estaciones secas / de lluvia), por lo que se recomienda tener ms de una muestra tomada, en diferentes periodos de tiempo. Los parmetros que determinan la calidad del agua de riego se dividen en tres categoras: qumicos, fsicos y biolgicos. Las caractersticas qumicas del agua de riego se refieren al contenido de sales en el agua, as como a parmetros derivados de la composicin de sales en el agua; parmetros tales como CE / TDS (Conductividad Elctrica / Slidos Disueltos Totales), SAR (relacin de adsorcin de sodio) alcalinidad y dureza. El origen de las sales en el agua de riego La principal fuente natural de sales en el agua de riego es la meteorizacin de rocas y minerales. Otras fuentes secundarias incluyen la deposicin atmosfrica de sales ocenicas (sales en el agua de lluvia), el aumento del agua salina en las aguas subterrneas y la intrusin de agua de mar a los acuferos subterrneos. Los fertilizantes qumicos, que de lixiviacin a las fuentes de agua, tambin pueden afectar a la calidad del agua de riego. Los problemas relacionados con la calidad del agua de riego La salinidad del agua de riego Tabla 1. Los parmetros ms comunes que se utilizan para determinar la calidad del agua de riego, en relacin con su salinidad, son CE y TDS.

    En caso de que la salinidad del agua de riego supera el umbral para el cultivo, se produce la reduccin del rendimiento. Las

    ecuaciones se han desarrollado para estimar el potencial de rendimiento, basado en la salinidad del agua de riego. % Rendimiento (mximo) = 100 - b (CEe - a) Donde (b), es el porcentaje de prdida en el rendimiento relativo por unidad de aumento en la salinidad, (a) es el umbral CE que el cultivo puede tolerar y CEe es la conductividad elctrica de la pasta de suelo saturado, que se mide en el laboratorio. ECe es proporcional a la conductividad elctrica del agua de riego, en funcin del porcentaje de agua de riego lixiviado por debajo de la zona de la raz. Peligro de sodio y la infiltracin de agua de riego El parmetro utilizado para determinar el peligro de sodio es SAR - relacin de adsorcin de sodio. Este parmetro indica la cantidad de sodio en el agua de riego, en relacin con el calcio y el magnesio. El calcio y el magnesio tienden a contrarrestar el efecto negativo del sodio.

    Los altos niveles de SAR podran dar lugar a una ruptura de la estructura del suelo y problemas de infiltracin de agua. El suelo tiende a sellarse y convertirse en duro y compacto cuando se seca. Irnicamente, mayor salinidad reduce el efecto negativo de sodio sobre la estructura del suelo. As, cuando los niveles de sodio en el suelo son altos en relacin con el calcio y el magnesio, es decir SAR es alta, el lavado del suelo con buena calidad del agua de riego slo empeorar el problema.

    Figura 1. Normas de Riverside para evaluar la calidad de las aguas de riego. (U.S. Soild Salinity Laboratory). Toxicidad de iones especficos La calidad del agua de riego puede ser tambin determinado por la toxicidad de iones especficos. Los iones ms comunes que puede provocar un problema de toxicidad son el cloruro, el sodio y el boro. Lo mismos que con la salinidad, los cultivos difieren en su sensibilidad a estos iones. Especial atencin debe darse al boro porque se produce toxicidad en concentraciones muy bajas, a pesar de que es un nutriente esencial para las plantas. Los niveles txicos de hasta un solo ion en el agua de riego puede hacerlo inadecuado para el

  • Hidrulica

    2

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    riego. Sin embargo, hay algunas prcticas de gestin que pueden ayudar en la reduccin de los daos. Alcalinidad y pH La alcalinidad es la suma de las cantidades de bicarbonatos (HCO 3 - ), carbonatos (CO 3 2) e hidrxido (OH - ) en el agua. Se expresa como mg / l o mEq / l CaCO 3 . La alcalinidad del agua amortigua contra los cambios bruscos en el pH. Si la alcalinidad es demasiado bajo, cualquier adicin de fertilizantes cidos bajar inmediatamente el pH. Estndar de Calidad Ambiental (ECA) y Lmites Mximos Permisibles (LMP) El Estndar de Calidad Ambiental (ECA) es un instrumento de gestin ambiental que consiste en parmetros y obligaciones que buscan regular y proteger la salud pblica y la calidad ambiental en que vivimos, permitindole a la autoridad ambiental desarrollar acciones de control, seguimiento y fiscalizacin de los efectos causados por las actividades humanas. A continuacin presento los ECA para el agua de riego en vegetales de tallo bajo y alto, aprobados en el Per por el Decreto Supremo N 002-2008 MINAM Tabla 2. Parmetros para riego de vegetales de tallo bajo y alto

    Tabla 3. Parmetros para riego de vegetales

    1.2 CLASIFICACION DE LOS SUELOS AGRICOLAS.

    El suelo es un sistema que almacena agua y nutrientes para los cultivos y sirve de anclaje y soporte para las plantas. La cantidad de agua que puede almacenar un suelo, depende de sus caractersticas fsico-qumicas. La importancia de la capacidad de almacenamiento del agua del suelo se debe a que determina la frecuencia de riego, factor fundamental para el desarrollo de los cultivos. El agua aplicada al suelo es tomada por las plantas mediante sus races. Por otro lado, disuelve las sales minerales y fertilizantes que se encuentran en el suelo y permite que las plantas los puedan absorber. Para realizar un correcto manejo del agua de riego, debe conocerse muy bien el suelo con el que se trabaja ya que vara sus propiedades dentro de una misma parcela. Propiedades fsicas del suelo Profundidad efectiva Tabla 4. Profundidades efectivas que pueden alcanzar las races en diversos cultivos durante su fase de maduracin o de vegetal adulto.

    Textura: Tabla 5. Clasificacin de suelos

    La textura del suelo es la proporcin de arena, limo y arcilla. Es una propiedad del suelo que no cambia con el tiempo. Por los porcentajes del peso de arena, limo y arcilla se puede conocer el tipo de textura con la ayuda del tringulo textural. En funcin de su textura los suelos se dividen en tres tipos bsicos: pesados (arcillosos), medios (francos), y ligeros (arenosos). Los suelos arenosos carecen de propiedades coloidales y de reservas de nutrientes, presentan mala estructura, buena aireacin, muy alta permeabilidad nula retencin de agua. Los suelos arcillosos son muy activos desde el punto de vista qumico, absorben iones y molculas. Son muy ricos en nutrientes, retienen mucha agua, bien estructurados, pero son impermeables. Los suelos limosos no tienen estructura, sin propiedades coloidales, son impermeables y con mala aireacin. Los suelos francos son equilibrados y compensados en casi todas sus propiedades. En el cuadro siguiente se presenta en resumen las caractersticas ms importantes mencionadas.

  • Hidrulica

    3

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    Figura 2. Diagrama de clases texturales del suelo. Estructura: Es la forma como estn dispuestas y orientadas los diferentes tipos de partculas. Las partculas del suelo no se encuentran aisladas si no que forman agregados. Pueden variar segn su compactacin y su soltura. Una buen estructura permite una eficaz aireacin y absorcin del agua y nutrientes. Lo que favorece el desarrollo de las races y evita la erosin por escurrimiento. Existen varios tipos de estructuras: laminar, prismtica, granular, etc.

    Figura 3. Algunos ejemplos de estructuras de suelo Densidad De Campo: Es el peso de la unidad de volumen del suelo, sin sus poros o espacios vacios. Vara entre 2.6 y 2.7 g/cm3. En la mayora de los casos se toma como promedio 2.65 g/cm3. La densidad real (dr) se calcula con la relacin del peso de suelo seco (Pss) y el volumen de slidos (Vs).

    = / Densidad Aparente (Da): Considera el contenido total de la porosidad del suelo (volumen de poros). Es importante para el manejo del suelo porque refleja la comparacin y facilidad de circulacin de agua y aire. Se determina dividiendo el peso de suelo seco por el volumen.

    = / El concepto de la densidad aparente involucra la textura, estructura y compactacin del suelo. Vara de 1.1 a 1.3 g/cm3. Para suelos arcillosos o pesados; de 1.3 a 1.5 g/cm3, para suelos francos y de 1.5 a 1.7 g/cm3, para suelos arenosos o ligeros. La densidad aparente vara segn los cambios que se produzcan en el suelo, respecto al volumen de poros. La compactacin por la labranza disminuye el volumen de poros. La disminucin de materia orgnica suele incrementar la densidad aparente del suelo debido a que se halla asociada a una reduccin en el volumen total de poros. Porosidad:

    Entre las partculas elementales y entre los agregados del suelo existen vacios o poros cuyos tamaos varan segn su estructura interna. La porosidad () es un ndice del volumen relativo de poros en el suelo. Se expresa como el volumen de los espacios vacios (Vv) llenos de agua (Vl) o de aire (Vn), expresado en porcentaje del volumen total del suelo (Vt). = Vv/Vt= (Vl+Va) / Vt = l-da/dr En la mayora de suelos la porosidad vara entre 0.3 y 0.6 (30-60%). En los suelos de alto contenido de materia orgnica puede ser mayor de 0.9 (90%). Los suelos de texturas gruesas tienden a ser menos porosos que los de texturas finas, aunque sus poros individuales son ms grandes. En los suelos arcillosos la porosidad es muy variable a medida que se agregan y dispersan se expanden y contraen o se compactan. Algunos valores referenciales de densidad aparente y porosidad, segn la textura del suelo se representan en el cuadro siguiente.

    Espacio Aereo (Ea): Es el volumen de los espacios de aire (Va), expreso en porcentaje del volumen total del suelo (Vt). Es la diferencia entre la porosidad del suelo () y su contenido volumtrico de humedad (). Ea= Va. Vt Debe determinarse cuando el suelo se encuentre en capacidad de campo o en su mxima capacidad de retencin de humedad.

    1.3 NECESIDAD DE AGUA DE RIEGO PARA EL

    CULTIVO.

    Sin agua los cultivos no crecen. El exceso de agua no es bueno para muchos cultivos tampoco. Aparte del arroz, muy pocos cultivos crecen en terrenos inundados. La fuente ms conocida de agua para el crecimiento de la planta es agua de lluvia. Hay dos preguntas importantes en relacin con el agua de lluvia que deben abordarse: Qu hacer si hay demasiada agua de lluvia? Qu hacer si no hay suficiente agua de lluvia? Si hay exceso de lluvia, la tierra est llena de agua y no habr suficiente aire. El exceso agua debe ser eliminado. La eliminacin del exceso de agua-ya sea desde la superficie del suelo o de la zona de raz-se llama drenaje. Si hay muy poca lluvia, el agua debe ser suministrada desde otras fuentes, es decir es necesario el riego. Con respecto a la necesidad de agua de riego, una distincin se puede hacer entre tres situaciones climticas (FAO 1985):

    1.1.1. Climas Hmedos: ms de 1200 mm de lluvia por ao. La cantidad de lluvia es suficiente para cubrir las necesidades de agua de los distintos cultivos. El exceso de agua puede causar problemas para el crecimiento de plantas y por lo tanto se requiere de drenaje.

    1.1.2. Climas Subhmedos y semiridos: entre 400 y 1200 mm de lluvia por ao. La cantidad delas precipitaciones son importantes, pero a menudo no es suficiente para cubrir las necesidades de agua de los cultivos. La produccin de cultivos en la estacin seca slo es posible

  • Hidrulica

    4

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    con el riego, mientras que la produccin de cultivos en la temporada de lluvias puede ser posible pero poco fiable: los rendimientos sern menos que ptimos.

    1.1.3. Climas semi-ridas, ridas y desrticas: Menos de 400 mm de lluvia al ao. La produccin de cultivos confiables basado en la precipitacin no es posible; el riego es por lo tanto esencial. Los dos factores principales que determinan la cantidad de agua de riego que se necesita, son: (a) necesidad de agua total de los diversos cultivos, (b) cantidad de agua de lluvia que est disponible para los cultivos. La necesidad de agua de un cultivo se expresa por lo general en mm/da, mm/mes o mes/temporada. La necesidad de agua del cultivo depende principalmente de:

    Influencia del clima sobre las necesidades hdricas de los cultivos Un cierto cultivo crecido en un clima soleado y de calor necesita por da ms agua que el mismo cultivo crecido en un clima nublado y fresco. Hay, sin embargo-aparte de sol y la temperatura-otros factores climticos que influyen en la necesidad de agua del cultivo. Estos factores son la humedad y la velocidad del viento (Figura 12). Cuando est seco, las necesidades hdricas de los cultivos son ms altos que cuando est hmedo. En climas ventosos los cultivos usarn ms agua que en los climas tranquilos. El efecto de estos cuatro factores climticos sobre la necesidad de agua de los cultivos se muestra en la Tabla 6. Tabla 6. Efecto de los principales factores climticos en las necesidades de agua de los cultivos

    Las mayores necesidades de agua de los cultivos se encuentran en reas, que son calientes, secos, ventosos y soleados. Los valores ms bajos se encuentran cuando est fresco, hmedo y nublado con poco o nada de viento. De lo anterior es claro que un cultivo producido en diferentes zonas climticas tendr diferentes necesidades de agua. Tabla 7. Promedio de la necesidad de agua diaria de el pasto estndar durante la temporada de riego

    Influencia del tipo de cultivo en las necesidades hdricas de los cultivos La influencia del tipo de cultivo en la necesidad de agua del cultivo es importante en dos formas: El Tipo De Cultivo 1: Tiene influencia en las necesidades diarias de agua de un cultivo completamente desarrollado, es decir, un cultivo

    completamente desarrollado de maz va a necesitar ms agua por da que un cultivo plenamente desarrollado de cebollas.

    El tipo de cultivo 2

    Tiene una influencia sobre la duracin de la temporada de crecimiento total de la cosecha. Hay cultivos de corta duracin, por ejemplo, los guisantes, con una duracin de temporada de crecimiento total de 90 a 100 das y cultivos de mayor duracin, por ejemplo, los melones, con la duracin de la temporada de crecimiento total de 120 a 160 das. Y luego estn, por supuesto, los cultivos perennes que se encuentran en el campo durante muchos aos, como los rboles frutales. Mientras que, por ejemplo, la necesidad diaria de agua de los melones puede ser menor que la necesidad diaria de agua de guisantes, la necesidad de agua estacional de los melones ser mayor que la de los granos debido a que duracin de la temporada total del cultivo de melones es mucho ms larga. Las influencias del tipo de cultivo tanto en el diario y en las necesidades hdricas de los cultivos estacionales se discuten en las siguientes secciones. Influencia del tipo de cultivo en las necesidades de agua diaria del cultivo Tabla 8. Necesidades de agua de cultivos en el perodo pico de diversos cultivos de campo en comparacin con el pasto estndar

    EJEMPLO: Un pasto estndar en un rea determinada necesita 5 mm de agua por da. Se encontr en la misma zona, papas que necesitarn 10% ms de agua. Por lo tanto, 10% de 5 mm es igual a 0,5 mm. As las papas necesitarn 5 + 0,5 = 5,5 mm de agua por da. Influencia del tipo de cultivo sobre las necesidades de agua en la temporada de cultivos El tipo de cultivo no slo tiene una influencia sobre la necesidad diaria de agua de un cultivo completamente crecido, la necesidad diaria de agua pico, sino tambin de la duracin de la temporada de crecimiento total de la cosecha, y por lo tanto en la necesidad de agua estacional Tabla 9. Valores indicativos del perodo de crecimiento total

  • Hidrulica

    5

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    Influencia de la etapa de crecimiento de un cultivo de las necesidades hdricas de los cultivos. Como se ha discutido antes, la necesidad del agua en los cultivos o evapotranspiracin del cultivo consiste en la transpiracin de la planta y la evaporacin de la superficie del suelo y de la planta. Cuando las plantas son muy pequeas la evaporacin ser ms importante que la transpiracin. Cuando las plantas crecen completamente la transpiracin es ms importante que la evaporacin. En la siembra y durante la etapa inicial, la evaporacin es ms importante que la transpiracin. La evapotranspiracin o el agua necesaria de los cultivos durante la etapa inicial se estiman en 50% del agua de los cultivos necesaria durante la etapa de mediados de temporada, cuando el cultivo est totalmente desarrollado. Durante la llamada etapa de desarrollo de los cultivos la necesidad de agua para los cultivos aumenta gradualmente de 50% de la necesidad mxima de agua de los cultivos a la necesidad mxima de agua del cultivo. La necesidad de agua mxima del cultivo se alcanza al final de la etapa de desarrollo del cultivo, que es el comienzo de la etapa de mediados de temporada. Con respecto a la etapa final de la temporada, que es el perodo durante el cual el cultivo madura y se cosecha, una distincin puede ser hecha entre dos grupos de cultivos: Cultivos de cosecha fresca: como la lechuga, col, etc. Con estos cultivos la necesidad de agua del cultivo sigue siendo la misma durante la etapa final de la temporada como lo fue durante la etapa de mediados de temporada. Los cultivos se cosechan frescos y por lo tanto necesitan el agua hasta el ltimo momento. Cultivos de cosecha seca: como el algodn, los cereales, el girasol, etc. Durante la etapa final de la temporada estos cultivos se dejan secar y, a veces incluso morir. Por lo tanto sus necesidades de agua durante la etapa final de la temporada son mnimas. Si el cultivo de hecho se deja morir, las necesidades de agua son slo un 25% de las necesidades de agua del cultivo durante la mitad de temporada o temporada alta. El no riego se da a estos cultivos durante la etapa final de la temporada. Determinacin de las necesidades de agua de los cultivos: En las secciones previas se explic cules son los factores-el clima, el tipo de cultivo y la etapa de crecimiento-que depende la necesidad de agua del cultivo. Para calcular las necesidades de agua para los diferentes meses en los que se cultiva la cosecha es bastante complicada. Como se dijo antes, a menudo es posible obtener datos sobre las necesidades hdricas de los cultivos a nivel local y que por lo tanto no es necesario calcularlos. Sin embargo, para dar al lector una idea de los valores de las necesidades estacionales de agua para

    los cultivos de campo ms importantes, la tabla 10 se puede utilizar como una gua. Tabla 10. Valores de rangos aproximados de las necesidades de agua de los cultivos de temporada

    Precipitacin efectiva Las plantas no pueden utilizar toda el agua de lluvia que cae sobre la superficie del suelo. Parte del agua de lluvia se filtra por debajo de la zona de la raz de las plantas y parte del agua de lluvia se escurre sobre la superficie del suelo como escurrimiento (Figura 14)

    Figura 14. Parte del agua de lluvia se pierde por percolacin profunda y escorrenta. Si la precipitacin es alta, una parte relativamente grande de agua se pierde por percolacin profunda y escorrenta. Otro factor que debe tenerse en cuenta al estimar la precipitacin efectiva, es la variacin de la precipitacin en los ltimos aos. Especialmente en climas de poca lluvia, la lluvia que cae a menudo es poco fiable; un ao puede ser relativamente seco y otro ao puede ser relativamente hmedo. En muchos pases, las frmulas se han desarrollado en el pas para determinar la precipitacin efectiva. Tales frmulas tienen en cuenta factores como la confiabilidad de la lluvia, la topografa, los tipos de suelos predominantes, etc. Necesidades de agua de riego La necesidad de agua de riego de un determinado cultivo es la diferencia entre la necesidad de agua del cultivo y la parte de la precipitacin que puede ser utilizado por el cultivo (la precipitacin efectiva). Para cada uno de los cultivos plantados en un sistema de riego, la necesidad de agua del cultivo se determina por lo general sobre una base mensual. La necesidad de agua del cultivo se expresa en mm de capa de agua por unidad de tiempo, en este caso mm/mes. La precipitacin efectiva se estima sobre una base mensual, a partir de datos medidos de lluvia. Para todos los cultivos y para cada mes de la temporada de crecimiento, la necesidad de

  • Hidrulica

    6

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    agua de riego se calcula restando la precipitacin efectiva de la necesidad de agua de los cultivos. Necesidad de agua de riego = necesidad de agua del cultivo - La precipitacin efectiva

    1.4 LA EVAPORACIN:

    La evaporacin o vaporizacin es el proceso por el cual el agua cambia de estado lquido a estado vapor. Este cambio en el estado requiere un intercambio de aproximadamente 2,5 kJ de energa para cada gramo de agua evaporada. Hay dos factores principales que influyen en la evaporacin de una superficie abierta del agua y son, el suministro de energa para proporcionar calor latente de vaporizacin y la capacidad de transportar el vapor lejos de la superficie de evaporacin. Pero podemos esquematizarlo del modo que sigue. Las molculas de la superficie libre adquieren energa cintica por accin de la energa solar y vencen la retencin de la masa de agua, salen al aire y se acumulan formando una capa encima del agua; para que contine el proceso es necesario remover esta capa de vapor de agua y esto lo hace el viento. El papel de la temperatura es doble: aumenta la energa cintica de las molculas y disminuye la tensin superficial que trata de retenerlas. Factores: Radiacin Solar - Temperatura - Humedad: menos humedad => ms evaporacin - Presin atmosfrica (y la altitud en relacin con ella): A menor presin (y/o mayor altitud) ms evaporacin

    1.4.1.- Mtodos Para La Determinacin De La

    Evaporacin:

    Balance de agua.

    E = S1 S2 + 1 + P O OG E: Evaporacin P: Precipitacin I: Aporte superficial OG: Interaccin suelo al lago al suelo. Es un parmetro difcil de estimar limitando la aplicacin de este mtodo. O: Caudales que salen del lago. Balance de energa:

    Rn=Radiacin neta L= Pw .Lv

    Transferencia de Masa (aerodinmica):

    Dnde:

    = presin de vapor de saturacin a temperatura de la superficie del agua () e= presin de vapor real a la temperatura del aire (), respectivamente

    E= Tasa de evaporacin; y =funcin de viento, que es dependiente de la velocidad del viento, la presin atmosfrica y otros factores; Varias ecuaciones empricas estn disponibles

    para . La ecuacin ms utilizada es la forma.

    Donde u = velocidad del viento a una cierta altura fija de la superficie del agua. Combinacin de Transferencia de Masa y el mtodo de balance de energa: La evaporacin se puede calcular por el mtodo aerodinmico cuando el suministro de energa no es limitante y por el mtodo de balance de energa cuando el vapor de transporte no es limitante. Pero, normalmente ambos de estos factores son limitantes, de manera que se necesita una combinacin de los dos. La ecuacin ms utilizada es la de Penman. A travs de una solucin simultnea de una ecuacin aerodinmica y una ecuacin de balance energtico, Penman deriva la siguiente ecuacin para la evaporacin diaria E:

    Dnde: A= gradiente de presin de vapor saturada Y= constante piezomtrica Er= Evaporacin por energa Ea= Evaporacin por transferencia de masa Gradiente de presin de vapor saturada ()

  • Hidrulica

    7

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    Es= Presin de vapor de saturacin a temperatura de la superficie del agua Ts. Constante piezomtrica () se obtendr de la siguiente tabla

    Mediciones directas. Las mediciones directas se realizan empleando instrumental para evaluar directamente el poder evaporante de la atmsfera. Se hace mediante los evapormetros y en 2 formas, ya sea sobre pequeas superficies de agua calma o sobre superficies hmedas de papel. Los evapormetros son bsicamente contenedores llenos de agua en donde la evaporacin se encuentra al observar la cantidad de agua que se pierde en el tiempo. Hay diferentes diseos para estos evapormetros, por ejemplo el evapormetro estadounidense clase A, evapormetro estndar ISI, evapormetro enterrado de Colorado y el evapormetro GGI ruso, del mismo modo ellos pueden ser enterrados, flotantes, y del tipo superficial. Nomograma de Penman: Penman en 1948 propuso dos formas para calcular la evaporacin diaria, Eo, en mm. A partir de una superficie libre de agua. La primera de ellas mediante el uso de un nomograma y la segunda mediante un balance energtico. Para el uso del nomograma se requiere la siguiente informacin: t temperatura media del aire en C h humedad relativa media u2 velocidad media del viento a 2 m. de altura, en m/sg

    duracin relativa de insolacin

    n duracin de insolacin efectiva (medida por heligrafo) D duracin del da astronmico ( desde la salida hasta la puesta del sol)

    = cielo completamente cubierto

    = cielo completamente despejado

    RAvalor de Angot. Es la cantidad de radiacin solar, en caloras por da en un plano horizontal de 1cm2, entrante en los lmites exteriores de la atmsfera. Es una funcin de la posicin geogrfica y de la poca del ao.

    2. EVAPOTRANSPIRACION POTENCIAL Y REAL

    Definicin

    La evapotranspiracin representa la prdida combinada de agua en el suelo de la superficie de la tierra a la atmsfera por evaporacin del agua de la superficie del suelo o de las plantas y la transpiracin a travs de las estomas de la planta. En la figura siguiente la particin de la evapotranspiracin en evaporacin y transpiracin se representa en correspondencia con el rea foliar Por unidad de superficie de suelo debajo de ella. FIGURA 1

    Definiciones Evaporacin Transpiracin Evaporacin: La evaporacin es un proceso fsico que implica la conversin de agua lquida en vapor de agua a la atmsfera. Transpiracin: La transpiracin es bsicamente un proceso de evaporacin. La transpiracin es un proceso fsico que implica el flujo de agua lquida desde el suelo (zona de la raz) a la superficie de las hojas / ramas y el tronco; y la conversin de agua lquida desde el tejido de la planta en vapores de agua en la atmsfera.

    Procesos de evaporacin, transpiracin y evapotranspiracin son importantes para la estimacin de las necesidades de riego de los cultivos y para la programacin del riego.

    FIGURA 2

  • Hidrulica

    8

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    Evapotranspiracin Potencial (Pet) La evapotranspiracin potencial es una prdida de agua de la superficie del suelo completamente cubierto de vegetacin. Procesos meteorolgicos determinan la evapotranspiracin de un cultivo. La evapotranspiracin depende de tres factores: (1) la vegetacin, (2) la disponibilidad de agua en el suelo y (3) Comportamiento de los estomas. Los cambios en la humedad del suelo afectan a la evaporacin directa desde la superficie del suelo y el agua disponible para las plantas. Como las plantas son estrs hdrico, estomas estrecha que resulta en la reduccin de una prdida de agua y la absorcin de CO2. En condiciones normales (con suficiente agua), existe una variacin entre los estomas de diferentes especies de plantas. Referencia Evapotranspiracin (Eto) La evaporacin de la superficie abierta de agua y la evapotranspiracin (ET) de las superficies de humedales, donde el agua no es un factor limitante. Estimacin de la evapotranspiracin de las superficies de cultivo u otra vegetacin donde el agua es un factor limitante es mucho ms difcil. Estimaciones de evaporacin real del cultivo se derivan de referencia ET mediante la aplicacin de coeficientes que varan segn la temporada de cosecha. Evapotranspiracin Real (Eta) O Evapotranspiracin Del Cultivo (Etc) Evapotranspiracin del cultivo es la cantidad de agua utilizada por un cultivo en cualquier etapa de crecimiento, desde la fecha de siembra / plantacin hasta la cosecha, cada vez que no hay ninguna restriccin de agua en el suelo. Para obtener la ETc (evapotranspiracin), es necesario conocer los cultivos y condiciones ambientales. Esto incluye el clima, la humedad del suelo, el tipo de cultivo, etapa de crecimiento y la cantidad de cobertura del suelo por el cultivo. ETc puede obtenerse a partir de ETo por medio de la siguiente expresin: ETc = Kc * ETo Referencia (ETo), evapotranspiracin del cultivo bajo condiciones estndar (ETc) y condiciones no estndar (ETc aj)

    FIGURA 3 Los coeficientes de cultivo (Kc) La estn relacionados con las especies de cultivos, fisiologa de cultivos, la etapa de crecimiento del cultivo, das despus de la siembra, el grado de cobertura del suelo y el PET. Cuando se utilizan los coeficientes, es importante saber, cmo stas se obtuvieron. La relacin emprica entre ETC y PET se da por la siguiente ecuacin: Kc= [ETc/ PET] El Kc combina la evaporacin de la superficie del suelo y la superficie de la planta. La evaporacin de la superficie del suelo depende de la humedad del suelo y las caractersticas del suelo. La transpiracin depende de la cantidad y la naturaleza del ndice de rea foliar de una planta y la humedad del suelo a disposicin de la zona de las races. Curva de coeficiente de cosecha indica la variacin de Kc con das despus de la siembra.

    Factores Que Afectan La Evapotranspiracin Parmetros meteorolgicos, las caractersticas del cultivo, manejo y aspectos ambientales son los factores que afectan a la evaporacin y la transpiracin. Parmetros meteorolgicos

  • Hidrulica

    9

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    Los principales parmetros meteorolgicos que afectan la evapotranspiracin son la radiacin, la temperatura del aire, humedad y velocidad del viento. Factores de cultivos El tipo de cultivo, la variedad y la etapa de desarrollo debe considerar al evaluar la evapotranspiracin de los cultivos en los campos grandes y bien gestionados. Gestin y condiciones ambientales Factores tales como la salinidad del suelo, baja fertilidad del suelo, la aplicacin limitada de fertilizantes, la presencia de horizontes de suelo duros o impenetrables, la ausencia de control de enfermedades y plagas y la mala gestin del suelo pueden limitar el desarrollo de los cultivos y reducir la evapotranspiracin.

    2.1.-METODOS DE CLCULO PARA LA

    EVAPOTRANSPIRACION

    Hay diferentes mtodos para estimar o medir la ET y la evapotranspiracin potencial (PET). La precisin y confiabilidad vara de unos a otros, muchos solo proveen una aproximacin. Cada tcnica se ha desarrollado con los datos de clima disponibles para estimar la ET. 6.1) Mtodo hidrolgico o de balance de agua Esta tcnica conlleva el registro de lluvia, riego, drenaje y la determinacin peridica da la humedad del suelo. El mtodo hidrolgico puede presentarse por medio de la siguiente ecuacin: PI + SW - RO D ET = 0 Dnde: PI = Precipitacin y/o riego. RO = Escorrenta. D = Percolacin. SW = Cambio en el contenido de agua del suelo. ET = Evapotranspiracin. En la ecuacin, todos los variables pueden medirse con precisin mediante el uso de lismetros. En reas grandes estos pueden ser estimados y la ET calculada como un residual. 6.2) Mtodos climticos Se han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorolgicos. Adems, se han hecho numerosas modificaciones a las frmulas que sean aplicables a diferentes regiones.

    2.1.1 Penman

    La frmula de Penman se present por primera vez en el 1948. Est basada en cuatro factores climticos: Radiacin neta, temperatura del aire, velocidad del viento y dficit de presin de vapor. La ecuacin es como sigue:

    PET = [Rn

    a + bEa] /[c + b]

    Ea = 0.263((ea ed) (0.5 + 0.0062 u2)) Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial diaria, mm/da. C = Pendiente de la curva de la presin del vapor de aire saturado, mb/C. Rn = Radiacin neta, cal/cm2 da. a = Energa latente de la vaporizacin del agua [59.59 0.055 T] cal/cm2 -mm 58 cal/cm2 - mm a 29C. Ea = Presin promedio del vapor del aire, mb = (emax emin) / 2 ed = Presin del vapor del aire a la temperatura mnima del aire, mb. u2 = Velocidad del viento a 2 metros de altura, km/ da.

    b = Constante psicromtrica = 0.66, en mb/ C. T = (Tmax Tmin) / 2, en los grados C. (emax emin) = Diferencia entre presin mxima y mnima del vapor del aire, mb. (Tmax Tmin) = Diferencia entre temperatura mxima y mnima diaria, C.

    2.1.2) Thornthwaite

    Este mtodo utiliza la temperatura mensual promedio y el largo del da. La ecuacin es la siguiente : PET = 16 Ld[ 10T / I] a done: PET = Evapotranspiracin estimada para 30 das, mm. Ld = Horas de da dividido por 12. I = i1 + i2 + . . . + i12, en donde, i = [Tm/ 5] x 1.514 T = Temperatura promedio mensual, C. a = (6.75 x 10-7 I3) (7.71 x 105 I2) + 0.01792 I + 0.49239 El mtodo de Thornwaite subestima la PET calculada durante el verano cuando ocurre la radiacin mxima del ao.

    2.1.3) Blaney Criddle

    La ecuacin original de Blaney- Criddle fue desarrollada para climas ridos para predecir el uso consuntivo o PET. PET = Km*F Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial mensual, mm. Km = Coeficiente derivado empricamente para el mtodo de Blaney-Criddle. F = Factor de la ET mensualmente = 25.4 PD (1.8 T +32) / 100 T = Temperatura promedio mensual, C. PD = Porciento de las horas de luz diaria en el mes.

    2.1.4) Blaney Criddle Modificado Por Fao

    PET ={C P [(0.46 T) + 8]} Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ da. T = Temperatura promedio mensual. P = Porciento de horas de luz de un da comparado con el entero, Cuadro 1. C = Factor de ajuste, el cual depende de la humedad relativa, horas de luz y viento. 6.2.5) HARGREAVES PET = [MF (1.8T + 32)] CH donde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ mes. MF = Factor mensual dependiente de la latitud. T = Temperatura promedio mensual, C. CH = Factor de correccin para la humedad relativa (HR) a ser usado para la HR excede el 64% = 0.166 (100 HR)1/2 La frmula original de Hargreaves para PET, basada en radiacin y temperatura puede presentarse como: PET = (0.0135 x RS) x [T + 17.8] Dnde: RS = Radiacin solar, mm /da. T = Temperatura promedio, C. Para estimar RS de la radiacin extraterrestre (RA) Hargreaves y Samani, formularon la siguiente ecuacin: RS = Krs x RA x TD0.50 Dnde: T = Temperatura Promedio, C. RS = Radiacin solar. RA = Radiacin extraterrestre. Krs = Coeficiente de calibracin. TD = Temperatura mxima menos temperatura mnima. 6.2.6) Mtodo de Bandeja de Evaporacin

  • Hidrulica

    10

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    La bandeja de evaporacin es uno de los instrumentos que ms se utilizan hoy da. La relacin entre la PET y la evaporacin de bandeja pueden ser expresadas como: PET = KpPE Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ da. Kp = Coeficiente de bandeja. PE = Evaporacin de bandeja clase A. La bandeja de evaporacin integra los factores de clima y proveen un buen estimado de la PET si se le da buen servicio de mantenimiento y manejo. 2.3) ULTIMOS MTODOS DE ESTUDIO COMPARATIVO CALCULAR EVAPOTRANSPIRACIN 2.3.1) Penman Modificado Por Monteith La ecuacin resultante de la modificacin es como sigue:

    LE = [s(Rn S) + Pa Cp(es ea)/ra]

    (s + b) (ra rc)/ra

    Dnde: LE = Flujo latente. Rn = Radiacin neta. S = Flujo de calor del suelo. Cp = Energa especfica del aire a presin constante. s = Pendiente de la curva de la presin de vapor saturado a la temperatura promedio del aire del termmetro hmedo. Pa = Densidad del aire hmedo. es = Presin de vapor de agua saturado. ea = Presin parcial del vapor de agua en el aire. ra = Resistencia del aire. rc = Resistencia del follaje. b = Constante psicromtrica. Este mtodo se ha usado con xito para estimar la ET de la cosecha. 2.3.2) Mtodo de Penman modificado por Doorenbos y Pruitt

    PET = C [W Rn+(1W) F(u) (ea ed)]

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/da. W = Factor relacionado a temperatura y elevacin. Rn = Radiacin neta, mm/ da. F(u) = Funcin relacionada al viento. (ea ed) = Diferencia entre la presin de vapor de aire saturado a Temperatura promedio y la presin de vapor del aire, mb. c = Factor de ajuste. La popularidad de la frmula de Penman resulta que sta slo necesita datos que se obtienen en la mayor parte de los observatorios meteorolgicos. 2.3.3) Mtodo de Blaney y Criddle modificado por Si

    PET ={25.4 K [MRs (1.8T + 32)]}

    TMRs

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial mensual, mm. K = Coeficiente para este mtodo modificado. MRs = Radiacin solar mensual, cal/ cm2. T = Temperatura promedio mensual, C. TMRs = Suma de la radiacin solar mensual durante el ao, cal/cm2. 2.3.4) Mtodo de Jensen- Haise

    La ecuacin de Jensen-Haise es el resultado de la revisin de unas 3,000 medidas de ET hechas en el oeste de los Estados Unidos por un perodo de 35 aos. La ecuacin es la siguiente:

    PET = Rs(0.025 T + 0.08) Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/da. Rs = Radiacin solar total diaria, mm de agua. T = Temperatura promedio del aire, C. Esta temperatura subestima seriamente la ET bajo condiciones de alto movimiento de masas de aire atmosfrico, pero da buenos resultados en atmsferas tranquilas. 2.3.5) Mtodo de Stephens-Stewart Stephens-Stewart propusieron un mtodo utilizando datos de radiacin solar que es similar al mtodo original de Jensen-Haise . La ecuacin es como sigue:

    PET =0.01476[(T+ 4.905) MRs]

    b

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial mensual, mm. T = Temperatura promedio mensual, C. MRs = Radiacin solar mensual, cal/cm2. b = Energa latente de vaporizacin de agua, [59.59 0.055 Tm], cal/ cm2-mm. 2.3.6) Mtodo de Hargreaves modificado Finalmente despus de varios aos de calibracin la ecuacin qued como la siguiente forma:

    PET = 0.0023Ra (T + 17.8) (TD)0.50

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial. Ra = Radiacin extraterrestre, mm/ da. T = Temperatura Promedio del tiempo, C. TD = Temperatura mxima menos temperatura mnima, C. Esta ecuacin slo requiere datos de temperatura mxima y mnima, los cuales suelen estar generalmente disponibles. Adems, esta frmula ha probado ser precisa y confiable. 2.3.7) Mtodo de Linacre La ecuacin propuesta por Linacre es como sigue:

    PET = [

    700Tm(100 La) + 15(T Td)

    ]

    80 T

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm. Tm = Ta + 0.0062 Z = Elevacin, m. T = Temperatura promedio, C. La = Latitud, grados. Td = Temperatura promedio diaria, 0C. Los valores obtenidos mediante esta frmula difieren en 0.3 mm/ da en base anual y en 1.7 mm/ da en base diaria. 2.3.8) Mtodo de Makkink Makkink desarroll la siguiente ecuacin tipo regresin para estimar PET de medidas de radiacin.

    PET = Rs (s

    a + b) + 0.12

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/da. Rs = Radiacin solar total diaria. b = Constante psicromtrica. s = Pendiente de la curva de presin de vapor saturado a la temperatura promedio del aire. Esta frmula da buenos resultados en climas hmedos y fros, pero no en regiones ridas.

  • Hidrulica

    11

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    2.3.9) Mtodo de Radiacin La ecuacin de radiacin presentada por Doorenbos y Pruitt es esencialmente una adaptacin de la frmula de Makkink. La relacin se expresa como:

    PET = c (W Rs) Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial en mm/ da, para el perodo considerado. Rs = Radiacin solar, mm/ da. W = Factor relacionado a temperatura y a elevacin. c = Factor de ajuste el cual depende de la humedad promedio y velocidad promedio del viento. Este mtodo es confiable en la zona del ecuador, en islas pequeas y a altas latitudes. Los mapas de radiacin solar proveen los datos necesarios para la frmula. 2.3.10) Mtodo de Priestly-Taylor Priestly y Taylor mostraron que en la ausencia de movimiento de masas de aire atmosfrico, la PET est directamente relacionado al equilibrio de evaporacin:

    PET = A (s

    S + B) (Rn + S)

    Dnde: PET = Evapotranspiracin potencial, mm/ da. A = Constante derivada empricamente. s = Pendiente de la curva de la presin de vapor saturado a la temperatura promedio del aire. B = Constante psicromtrica. Rn = Radiacin neta, mm/ da. Este mtodo es de naturaleza semi-emprica. Es confiable en zonas hmedas, pero no adecuado para regiones ridas. Ventajas Y Desventajas De Diferentes Mtodos Para Estimar La Evapotranspiracin Potencial (Pet)

    METODOS VENTAJAS DESVENTAJAS

    Penman Fcil de aplicar. Subestima la ET bajo condiciones de alto movimiento de masas de aire atmosfrico. La frmula contiene muchos componentes lo cual puede resultar complicado al hacer las calculaciones.

    Penman (FAO) Provee resultados satisfactorios

    Balance de agua

    Fcil procesar los datos e integrarlos con las observaciones

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

    Thornwaite Es confiable para trminos largos

    Subestima la ET durante el verano. No es precisa para trminos cortos.

    Blaney- Criddle

    Fcil de usar y los datos suelen estar disponibles.

    El coeficiente de cosecha depende mucho del clima.

    Blaney- Criddle (FAO)

    El coeficiente de cosecha dado depende poco del clima.

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

    Stephens- Stewart

    Es confiable en el oeste de Estados

    Necesita ser evaluada en otras localidades.

    Unidos (donde se desarroll)

    Jensen- Haise

    Bajo condiciones atmosfricas tranquilas es confiable.

    Sobrestima la ET bajo condiciones de alto movimiento de masas de aire atmosfrico.

    Tanque de evaporacin

    Integra todos los factores climatolgicos

    Durante la noche la evaporacin contina en la bandeja lo que afecta los estimados de la PET.

    Hargreaves

    Requiere un mnimo de datos climatolgicos.

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

    Hargreaves modificado

    Solo requiere datos de temperatura mxima y mnima.

    Necesita ser evaluada en muchas localidades para su aceptacin.

    Makkink

    Bueno para climas hmedos y fros.

    No es confiable en regiones ridas

    Linacre Es preciso en base anual.

    La precisin disminuye en base diaria.

    Priestly- Taylor

    Confiable en reas hmedas.

    No es adecuado para zonas ridas

    2.4. DEFINICIN DEL USO CONSUNTIVO El uso consuntivo es la cantidad de agua que usan las plantas para crecer, desarrollarse y producir econmicamente. El uso consuntivo est constituido por el agua que transpiran las plantas a travs de las hojas, el agua que se evapora directamente del suelo y el agua que constituye los tejidos de las plantas. En otras palabras el uso consuntivo es la evapotranspiracin real. 2.4.1) Factores Fundamentales que Influyen en el uso consuntivo El clima; temperatura, humedad relativa, vientos, luminosidad y precipitacin. El cultivo, especie, variedad, ciclo vegetativo, hbitos radiculares. El suelo; textura, estructura, profundidad del nivel fretico, capacidad de retencin de humedad.

    2.4...2) Evapotranspiracin Y Uso Consuntivo Transpiracin.- En virtud de esto, las plantas toman agua del suelo por medio de sus races, la transportan a travs de ellas y de sus tallos hasta las hojas, utilizando ms o menos una parte de cada 100

  • Hidrulica

    12

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    que toma para formar combinaciones qumicas para su crecimiento y produccin y las 99 partes restantes las pasa a la atmsfera en forma de vapor. Evapotranspiracin.- Los dos procesos combinados, tal como ocurre en cualquier superficie de suelo cubierto parcial o totalmente con vegetacin reciben el nombre de evapotranspiracin, que depende del clima, del cultivo y del contenido de humedad que tenga el suelo. El consumo de agua por determinado cultivo, en determinado suelo, bajo las condiciones de clima y de humedad que ocurran. Se puede hablar de dos tipos de evapotranspiracin: la real y la potencial. La evapotranspiracin potencial (ETo), se define como la cantidad mxima de agua perdida por una zona con vegetacin abundante que sombrea la mayor parte del suelo y que tiene un aporte de agua ilimitado. La evapotranspiracin real (ETR), se define como la prdida de agua del conjunto sueloplanta en las condiciones de campo. Esta considera que los cultivos se desarrollan en condiciones que distan mucho de ser ptimas, es decir, no tienen un aporte ilimitado de agua y no sombrean totalmente el suelo para disminuir la evaporacin. Al valor de la evapotranspiracin real tambin se lo conoce como uso consuntivo, que no es ms que el agua total que consume un cultivo en particular y que utiliza para convertir en biomasa y para transpirar. Desde este punto de vista, es ms esencial el conocimiento del uso consuntivo, porque proporciona una medida ms exacta de las necesidades de agua por parte de la planta. Se puede definir el uso consuntivo como la suma de los volmenes de agua usada por la vegetacin en un rea dada en transpiracin y elaboracin de tejidos, la evaporada del suelo adyacente y la interceptada por dicha rea en un tiempo dado, a partir de la precipitacin. El consumo de agua por los cultivos comerciales viene determinada por el uso consuntivo, el cual se puede definir como la suma del agua usada por el cultivo, y evaporada de sus alrededores, para asegurar la mayor productividad posible. Cuando se trata de cultivos comerciales, es importante determinar con la mayor exactitud posible el valor del uso consuntivo, o sea la cantidad de agua que el cultivo necesita para convertir en biomasa y transpirar. La siguiente ecuacin expresa el valor del uso consuntivo. Donde UC, es el uso consuntivo, cuyo valor es igual a la evapotranspiracin real [mm/da] y kc es el factor de uso consuntivo (adimensional), el cual tiene que ver con el desarrollo del cultivo. Al calcular las necesidades hdricas de un cultivo se calcula primero ETo, luego de lo cual estos valores se afectan por el valor de kc dependiendo del cultivo.

    2.5. Aplicacin en Proyectos de Riego La evapotranspiracin real o uso consuntivo, es muy importante en los proyectos de riego ya que determina la cantidad de agua que le debemos suministrar al tipo de cultivo que se desea obtener, y as poder tener el mayor rendimiento en la cosecha. Un proyecto de riego necesita del clculo del uso consuntivo para determinar el caudal que se necesita para el riego, ya que podra haber diferentes tipos de cultivo en cada parcela que tiene un coeficiente de riego diferente. Pero el caudal debe abastecer a todos estos diferentes tipos de cultivos es por esta razn que se determina de la manera ms exacta posible el coeficiente de riego (Kc); con los diferentes mtodos que se han explicado. Una vez calculado el coeficiente de uso consuntivo de la planta ya podemos determinar la cantidad de agua que necesitamos. Las aplicaciones del coeficiente kc son mltiples:

    Permite elaborar calendarios de riego para los cultivos, fijar lminas e intervalos de riego en funcin de la eficiencia de riego. Esto permite apoyar la planificacin de cultivas y riegos por cultivos. En el caso de agua de riego con alto contenido de sales en solucin, el uso consuntivo permite determinar las lminas de sobre riego, necesarias para prevenir problemas de salinizacin de los suelos. Estimar los volmenes adicionales de agua que sern necesarios aplicar a los cultivos en el caso que la lluvia no aporte la cantidad suficiente de agua. Determinar en grandes reas (cuencas) los posibles volmenes de agua en exceso a drenar.

    2.6. Aplicaciones para proyectos de embalses: En los proyectos de embalses la aplicacin del uso consuntivo es muy importante ya que de acuerdo a eso se podr definir el volumen de agua necesario mnimo y mximo que vamos a usar para dosificar el caudal de riego.

    CONCLUSIONES: En conclusin la aplicacin de los diferentes mtodos para determinar el uso consuntivo o la evapotranspiracin real es muy importante, ya que si se tiene un proyecto de embalse este nos dar un volumen de agua base, indicndonos la capacidad de impacto del proyecto. Finalmente es necesario tener bajo control y supervisar siempre la necesidad hdrica del cultivo si es que aumento o disminuyo, ya que se pueden presentar carencia o abundancia de lluvias y eso tambin se debe tomar en cuenta para el caudal de riego. BIBLIOGRAFIA: Seleshi Bekele Awulachew (IWMI), Philippe Lemperiere (IWMI) y Taffa Tulu (Adama University). 2009. Module 3: Soilplantwater relationships. International Livestock Research Institute (ILRI), Addis Ababa, Ethiopia. Version 2 CE IIT, Kharagpur. 2004. Module 3: Irrigation Engineering Principles. Prentice Hall of India. Mirela Tulik and Katarzyna Marciszewska. 2011. Plant and Soil as Hydraulic Systems. Warsaw University of Life Science SGGW (WULS-SGGW), Poland. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI - FACULTAD DE INGENIERIA APUNTES DE LA MATERIA DE RIEGO Y DRENAJE: DR. RODOLFO CISNEROS ALMAZAN EVAPOTRANSPIRACIN DEL CULTIVO- GUAS PARA LA DETERMINACIN DE LOS REQUERIMIENTOS DE AGUA DE LOS CULTIVOS- por: Richard G. Allen, Utah State University, Logan, Utah, EE.UU.Luis S. Pereira, Instituto Superior de Agronomia, Lisboa, Portugal Dirk Raes, Katholieke Universiteit Leuven, Leuven, Blgica, Martin Smith, Servicio de Recursos, Formento y Aprovechamiento de Aguas FAO. Fuente Ingles A Review of Methods to Estimate Irrigated Reference Crop Evapotranspiration across Australia Paul E Dodds, Wayne S Meyer and Annette Barton CRC for Irrigation Futures/CSIRO Land and Water.

    = =

  • Hidrulica

    13

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos

    FAO Irrigation and Drainage Paper; Richard G. ALLEN ,Utah State University (Logan, Utah, U.S.A.),Luis S. PEREIRA, Instituto Superior de Agronomia (Lisbon, Portugal), Dirk RAES, Katholieke Universiteit Leuven (Leuven, Belgium) Martin SMITH FAO, Water Resources, Development and Management Service (Rome, Italy). Estimating actual, potential, reference crop and pan evaporation using standard meteorological data: a pragmatic sybthesis- T. A. McMahon, M. C. Peel, L. Lowe, R. Srikanthan, and T. R. McVicar. Evaporation and Evapotranspiration; Wossenu Abtew; Assefa Melesse. EVAPOTRANSPIRATION FROM MEASUREMENTS TO AGRICULTURAL AND ENVIRONMENTAL APPLICATIONS. Edited byGiacomo Gerosa EVAPOTRANSPIRATION Principles and Applications for Water Management - Edited byMegh R. Goyal, PhD, PE, Editor-in-Chief and Eric W. Harmsen, PhD, PE, Co-editor. ZDC028E81476C

  • Hidrulica

    14

    MSc.Ing. Arbul Ramos Jos