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Evapotranspiración y Kc (parte II)

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  • Evapotranspiración y Kc (parte II)

Sobre el blog

Miguel Angel Monge Redondo
Ingeniero Técnico Agrícola por la UPM. Autor del libro: Diseño agronómico e hidráulico de riegos agrícolas a presión. Nominado mejor Blog y Post premios iAgua 2018
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En el post anterior Evapotranspiración y Kc (parte I) vimos que para poder diseñar eficazmente un sistema riego era necesario calcular la evapotranspiración de la manera más precisa posible. Este cálculo no es fácil, pues se deben de disponer de los medios adecuados para obtener los datos necesarios que nos permita conocer esa evapotranspiración del cultivo. Sin embargo, existen servicios de asesoramiento al regante que nos informan de la evapotranspiración. Asimismo hay programas informáticos que también nos informan de estos parámetros.

Como opción alternativa, si no se dispusieran de datos agroclimáticos, la FAO recomienda estimar la ETo (mm/día) haciendo uso de la ecuación de Hargreaves, que utiliza valores de temperaturas y de radiación solar:

Siendo tmed la temperatura media diaria en °C

R0 la radiación solar extraterrestre, en mm/día (tabulada)

tmax la temperatura diaria máxima en ºC

tmin la temperatura diaria mínima en ºC

Los datos para esta ecuación se pueden obtener fácilmente a través de los servicios de estadística de los diferentes servicios públicos de información meteorológica.

Es importante señalar que la ecuación de Hargreaves tiene una tendencia a subestimar los valores de ETo bajo condiciones de viento fuerte (> 3 m/s) y a sobreestimar la ETo bajo condiciones de elevada humedad relativa.

Veamos un ejemplo de cálculo mediante la ecuación de Hargreaves.

  • Calculemos la ETo diaria en una finca de Albacete (España) para un día del mes de julio sabiendo que la finca se encuentra a 38º de latitud norte y que las temperaturas de ese día son:

tmed = 28,3ºC   tmax = 34,8ºC   tmin = 22,6ºC

La radiación solar extraterrestre para los datos del problema es de:

R0 = 16,7 mm/día

Aplicamos la expresión de Hargreaves,

ETo = 0,0023·(28,3+17,8)·16,7·(34,8-22,6)^0,5

ETo = 6,2 mm/día

Evapotranspiración del cultivo a regar

La evapotranspiración del cultivo (ETc) la calcularemos bajo condiciones estándar. Estas condiciones se refieren a la evapotranspiración de un cultivo que se desarrolla libre de enfermedades, con buena fertilización y que crece en un campo extenso bajo condiciones óptimas de humedad en el suelo

Los efectos de las distintas condiciones climáticas fueron ya incluidos en la evapotranspiración de referencia, ETo. Los efectos de las características que distinguen la superficie cultivada de la superficie de referencia se integran en el coeficiente del cultivo, Kc. Una vez obtenida ETo (mm/día) se multiplica por el coeficiente de cultivo Kc (adimensional) y tendremos la evapotranspiración del cultivo buscada ETc (mm/día).

Mientras ETo representa un indicador de la demanda climática, el valor de Kc varía principalmente en función de las características particulares del cultivo, variando solo en una pequeña proporción en función del clima. Esto permite la transferencia de valores estándar del coeficiente del cultivo entre distintas áreas geográficas y climas. Este hecho constituye la razón principal de la aceptación general y utilidad de la metodología del coeficiente del cultivo.

El valor de Kc permite predecir el valor de ETc bajo condiciones estándar. Este valor representa el límite máximo de evapotranspiración del cultivo cuando no existen obstáculos al crecimiento del mismo debido a limitaciones de agua, densidad del cultivo, enfermedades, malezas, insectos o excesiva salinidad del suelo o del agua

El proceso de cálculo se representa en la siguiente imagen:

Coeficiente de cultivo

El coeficiente de cultivo (Kc) es un valor sin dimensiones que describe las variaciones de la cantidad de agua que son extraídas del suelo por las plantas (efecto combinado de evaporación y transpiración) a medida que éstas se van desarrollando, desde la siembra hasta la cosecha

El coeficiente de cultivo varía según el tipo de cultivo y según su estado de desarrollo. Unos autores distinguen tres valores de Kc y otros autores distinguen cuatro valores, según cada una de las fases de desarrollo del cultivo: inicial (I), desarrollo-media (II) y maduración (III) o bien inicial (I), desarrollo (II), media (III) y maduración (IV).

Kc presenta valores pequeños al inicio del crecimiento del cultivo y aumentan a medida que se incrementa el desarrollo. El valor máximo se alcanza durante la floración, se mantiene durante la fase media y finalmente decrece durante la maduración, como puede apreciarse en la figura de abajo.

Evidentemente hay grupos de cultivos que pueden tener Kc similares e incluso iguales, debido a la similitud de altura de los cultivos, área foliar, grado de cobertura del suelo y manejo del agua.


Variación del coeficiente de cultivo (Kc) durante el desarrollo de las plantas.


Respecto a la figura anterior, comentar lo siguiente:

La línea horizontal superior representa Kc cuando la superficie del suelo se mantiene constantemente humedecida. La línea curvada corresponde a valores de Kc cuando la superficie del suelo se conserva seca pero el cultivo recibe la cantidad de agua suficiente para mantener su transpiración al máximo.

En la tabla 1 siguiente se indican los valores de Kc procedentes de documentos de la FAO y adaptado por Allen para distintos grupos de cultivos considerando tres fases de desarrollo: inicial, media y final.

Tabla 1 “Valores de Kc para diferentes cultivos”

Para una primera aproximación al Kc pueden utilizarse los datos de la tabla 1 que son válidos para zonas de climatología sub-húmeda según los criterios de clasificación FAO, si bien lo aconsejable sería particularizar los valores de Kc para un cultivo determinado conforme se detalla en el cuadro nº 12 del documento FAO 56.

Nota

Las diferencias en evaporación y transpiración entre los cultivos de campo (ETc) y el cultivo de referencia (ETo) pueden ser integradas en un coeficiente único del cultivo (Kc) o separadas en dos coeficientes: un coeficiente basal del cultivo (Kcb) y un coeficiente de evaporación del suelo (Ke), por lo que, para este enfoque dual Kc = Kcb + Ke.

Los cálculos de evapotranspiración del cultivo (ETc) para riego se suelen realizar empleando el coeficiente único de cultivo (Kc). Se utiliza el procedimiento del coeficiente único del cultivo para la mayoría de las aplicaciones relacionadas con la planificación del riego, su diseño y su manejo. El procedimiento dual de cálculo de coeficiente de cultivo está indicado en aquellos tipos de cálculos donde se requieran estimaciones detalladas de la evaporación en el suelo, tales como en los calendarios de riego en tiempo real, la aplicación de modelos de calidad del agua y en la investigación en general.

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