analisis evapotranspiracion evaporimetro

Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera CONSEJERÍA DE AGRICULTURA Y PESCA

Sistema de Asistencia al Regante de Andalucía (SAR) IFAPA Centro Alameda del Obispo

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ANALISIS DE LA EVAPOTRANSPIRACION UTILIZANDO UN EVAPORÍMETRO

Franco Julio Castillo y Pedro Gavilán

Técnico del Sistema de Asistencia al Regante (SAR) IFAPA, Consejería de Agricultura y Pesca

E-mail: [email protected]

INTRODUCCIÓN El método más frecuente para cuantificar el consumo del agua por los cultivos (evapotranspiración o ETc) estima, por una parte, la demanda de agua por la atmósfera por medio del cálculo de la evapotranspiración de un cultivo de referencia (ET0), y por otro lado, las características superficiales a través de un coeficiente de cultivo (Kc). El producto de estos dos parámetros proporciona una estimación de la evapotranspiración del cultivo (ETc=ET0 x Kc). El Kc es un parámetro propio y constante para cada cultivo, y está muy documentado. La ET0 depende de las condiciones meteorológicas, por lo que debe calcularse en cada zona. Sin embargo la estimación de la ET0 requiere de mediciones precisas de variables meteorológicas como radiación solar, temperatura del aire, velocidad de viento y humedad relativa. Desafortunadamente, el número de estaciones meteorológicas capaces de medir estas variables es limitado, además del elevado coste que supone la instalación y mantenimiento de dichas estaciones. Por otro lado, la aplicación de datos meteorológicos para la estimación de la ET0 mediante ecuaciones, puede ser una tarea difícil para técnicos y especialmente para agricultores (Alam and Trooien, 2001). Algunos aparatos como el tanque de evaporación Clase A y el recientemente comercializado evaporímetro, están siendo utilizados para la estimación de la ET0. El primero requiere de una calibración y un mantenimiento constante, mientras que el evaporímetro es más económico, sencillo y proporciona una interpretación visual y directa de la ET0. El evaporímetro cuantifica la cantidad de agua evaporada a la atmósfera a través de una copa de cerámica porosa (Broner and Law, 1991). Dicha copa está instalada en la parte superior de un reservorio cilíndrico de plástico blanco. El objetivo de este estudio fue comparar el agua evaporada desde el Evaporímetro (ETgage) con la evapotranspiración de referencia estimada con la ecuación de Penman-Monteith FAO-56, ET0PM (Allen, et al., 1998). MATERIALES Y MÉTODOS El estudio se realizó en el Instituto de Investigación y Formación Agraria y Pesquera (IFAPA) “Alameda del Obispo” de Córdoba (37º51’ N, 04º48’O, altitud 117m sobre el nivel del mar). El evaporímetro, modelo A ETgage (ETgage Company, Loveland, Colorado, EEUU), se instaló sobre un poste vertical en el centro de una parcela rectangular de Festuca arundinacea de 1,3 hectáreas, a un metro de alto de la superficie y junto a una estación meteorológica. La lectura del evaporímetro se realizó diaria y manualmente entre las 8:00 a 8:30 horas desde el 11 de mayo al 13 mayo del año siguiente. El agua evaporada por el evaporímetro se calculó como la diferencia en los niveles de agua, observados desde el tubo de cristal conectado al reservorio, durante dos días seguidos. Dicha diferencia se corresponde con el agua evaporada por el evaporímetro para el día anterior. Los datos meteorológicos para la estimación de la ET0 mediante la ecuación de Penman-Monteith FAO56 (Allen, et al., 1998) se obtuvieron de la estación meteorológica localizada junto al evaporímetro. Esta estación está controlada por un datalogger CR10X (Campbell Scientific), y proporciona registros medios semihorarios y diarios de la temperatura y la humedad relativa del aire, la radiación global, y la velocidad y dirección del viento.





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Figura 1. Imagen del evaporimetro modelo A ETgage (C&M Meteorological Supply, Colorado Springs, Colo.) situado en el campo rectangular de Festuca arundinacea.

RESULTADOS La demanda de agua diaria por la atmósfera, cuantificada por el evaporímetro (ETgage) y la estimada por Penman-Monteith FAO-56 (ET0PM), durante todo el periodo de estudio, presentó una buena correlación (R2=0,86) (Figura 2 y Tabla 1). Sin embargo, la perdida de agua a la atmósfera fue un 9% menor (infraestimación) cuando se calculó con el evaporímetro (Tabla 1). Esta infraestimación fue menor a la suministrada por Irmak et al. (2005) que fluctuó entre el 12% y el 27,5% en zonas humedas, y fue similar a las observadas por Broner y Law (1991) y Alam y Trooien (2001) en zonas semiaridas. Esto sugiere que el evaporímetro es más preciso en condiciones áridas o semiaridas. Cuando se comparó los valores de ETgage y ET0PM únicamente durante el periodo de riego, la infraestimación fue muy similar (7%) al obtenido durante todo el año (Tabla 1). La infraestimación no fue constante durante todo el año (Tabla 2). Así, en los meses de noviembre, febrero, marzo y abril se observaron infraestimaciones del 35 a 27%, especialmente cuando la temperatura media y la velocidad del viento fueron menores a 20ºC y 2 ms-1, respectivamente. Por el contrario en los meses de verano (julio y septiembre) se observó que los valores de ETgage fueron mayores a los estimados con ET0PM, especialmente cuando la temperatura media fue mayor de 25ºC y la velocidad del viento menor de 1,8 m s-1. Para la programación de riegos es frecuente utilizar datos medios semanales de la ET0. Así, utilizando datos medios semanales, la correlación (R2) entre ETgage y ET0PM mejoró sensiblemente comparado con los valores diarios (0,92 frente a 0,86) (Tabla 2). Esta tendencia mejoró cuando la comparación se realizó para los valores obtenidos durante el periodo de riego, tanto en la relación ETgage/ ET0PM (0,95 frente a 0,93) como en R2 (0,87 frente a 0,77). Esto sugiere que en condiciones semiaridas, como son las de nuestra zona, el uso de los valores semanales medios para la programación de riegos podrían ser mejores que el uso de los valores diarios medios. Tanto la sobrestimación como la infraestimación de la ETgage respecto a ET0PM podrían dificultar el uso de este instrumento en regiones frías y excesivamente áridas. Además, en zonas lluviosas y de alta humedad como Florida (USA) también se han observado infraestimaciones de la ETgage respecto a ET0PM (Irmak et al., 2005). Esto sugiere que diferentes factores atmosféricos como temperatura, viento, y lluvia pueden alterar la evaporación del agua desde un evaporímetro. BIBLIOGRAFÍA





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Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes and D., Smith, M. (1998). “Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements”. FAO Irrigation and Drainage Paper No 56, Rome.

Alam, M., T.P. Trooien, 2001. Estimating reference evapotranspiration with an atmometer. Applied Engineering in Agriculture, 17(2):153-158.

Broner, I, Law, R.A.P., 1991. Evaluation of a modified atmometer for estimating reference ET. Irrigation Science, 12:21-26.

Irmak, S., Dukes, M.D., Jacobs, J.M., 2005. Using Modified Bellani Plate Evapotranspiration Gauges to Estimate Short Canopy Reference Evapotranspiration. J. Irrig. Drain. Eng. ASCE 131(2):164-175.

N: número de medidas realizadas. Cada dato representa la media de los valores diarios cuantificados para un periodo determinado.

TABLA 1

COMPARACIÓN ENTRE LOS VALORES OBTENIDOS POR EL EVAPORIMETRO (ETGAGE) Y LOS ESTIMADOS POR PENMAN-MONTEITH

(ET0PM) PARA EL PERIODO ANUAL Y PARA EL PERIODO DE RIEGO

Periodos de estudio N ETgage

(mm d-1)

ET0PM

(mm d-1)

ETgage/ET0PM

(-)

R2

(-)

Periodo anual Datos diarios

220 4,03 4,43 0,91 0,86

Periodo de riego Datos diarios

137 5,30 5,70 0,93 0,77

Periodo anual Datos semanales

41 4,03 4,43 0,91 0,92

Periodo de riego Datos semanales

26 5,44 5,73 0,95 0,87





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N: número de medidas realizadas. Cada dato representa la media de los valores diarios cuantificados para un periodo determinado * el evaporímetro se retiró del campo para evitar posibles daños por heladas.

y = 1,10x - 0,83

R2 = 0,86

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

ET0 Penman-Monteith (mm d-1

)

ET

ga

ge (

mm

d-1

)

Figura 2. Comparición entre los valores medios diarios de la ETo estimados con la ecuación de Penman-Monteith FAO-56 y por el evaporímetro (ETgage).

TABLA 2

COMPARACIÓN MENSUAL ENTRE LOS VALORES OBTENIDOS POR EL

EVAPORIMETRO (ETGAGE) Y LOS ESTIMADOS POR PENMAN-MONTEITH (ET0PM)

MES N ETgage

(mm d-1)

ET0PM

(mm d-1)

ETgage/ET0PM

(-)

Mayo 27 4,3 5,2 0,83

Junio 23 6,0 6,7 0,90

Julio 23 7,9 7,4 1,07

Agosto 22 6,5 6,5 1,00

Septiembre 20 4,8 4,7 1,02

Octubre 27 2,6 2,8 0,93

Noviembre 21 1,0 1,4 0,72

Diciembre * - - 1,1 -

Enero * - - 1,1 -

Febrero 8 1,2 1,6 0,73

Marzo 14 2,3 3,1 0,73

Abril 22 2,3 3,6 0,65





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