1 Dpto. Ingeniería Agrícola. Decanato de Agronomía, Universidad Centroccidental "Lisandro Alvarado". Apdo. 400. Barquisimeto, Venezuela. e-mail: jorliam@yahoo.es

En la zona semiárida de Quíbor, estado Lara, en la región centro occidental de Venezuela, se estimaron los valores de evapotranspiración del cultivo de referencia (ET₀), concepto básico en el manejo del agua y la planificación del riego. Se utilizaron los métodos de Penman-Monteith y la tina de evaporación, sobre la base de datos climáticos de registro diario y decadal. Las estimaciones con ambos métodos en dos períodos (abril-julio y julio-noviembre, 2001) fueron comparadas y presentaron una correlación mayor a 75 y 80 % en cada caso respectivo. Los valores de ET₀ fueron muy similares para ambos métodos en el primer período, mientras que en el segundo los resultados de ET₀ fueron mayores para el método de la tina de evaporación. Al comparar los valores calculados del coeficiente de tina (Kp) con los valores tabulados se observó que en el primer período ambos Kp fueron similares, mientras que en el segundo período el Kp tabulado fue mayor que el Kp calculado. Los valores de Kp tabulados estuvieron relacionados con valores diferentes de velocidad del viento en cada época del año.

Palabras clave adicionales: Evaporación, Penman-Monteith, cultivo de referencia

In the semiarid region of Quíbor, Lara State, in the central west zone of Venezuela, values of reference crop evapotranspiration (ET₀) were estimated, as a basic concept on water management and irrigation planning. The Penman-Monteith and pan evaporation methods were used on the basis of daily and ten day periods of climatic data. The estimations with both methods in periods one (April-July) and two (July-November) in the year 2001 were compared and showed a correlation higher than 75 and 80 %, respectively. The values of ET₀ were very similar in the first period while in the second period the ET₀ from pan evaporation method was higher. When comparing calculated and tabulated Kp values, it was observed that in the first period both Kp were similar, while in the second period the tabulated Kp was higher than the calculated Kp. The values of tabulated Kp table were associated to different values of wind speed in each of the two studied periods of the year.

Additional key words: Evaporation, Penman-Monteith equation, reference crop

Recibido: Julio 23, 2004 Aceptado: Abril 29, 2005

En los últimos años se han realizado estudios de comparación entre métodos diferentes para estimar la evapotranspiración del cultivo de referencia (ET₀) (Pire et al., 1998; Casa et al., 2000; Beyazgull et al., 2000). Así mismo, se han efectuado comparaciones con mediciones de campo (Malek, 1987; Allen et al., 1989) con el fin de decidir acerca de procedimientos prácticos y precisos para la estimación de ET₀ sobre la base de información climática; todo ello orientado a obtener metodologías viables que mejoren el conocimiento de la demanda de riego en sistemas agrícolas.

En la zona semiárida de Quíbor, estado Lara, la demanda de riego ha sido usualmente estimada usando los registros de evaporación. También, en algunos estudios, han sido reportadas mediciones con lisímetros en el campo (CIDIAT, 1994; García, 2002).

Las limitaciones en cuanto a disponibilidad de registros completos de evaporación en toda la zona y la posible sobre estimación del método de la tina de evaporación (Pereira et al., 1995) resulta en estimaciones de evapotranspiración que pueden desviarse considerablemente de la realidad.

El objetivo de este trabajo fue comparar los resultados obtenidos de la aplicación de los dos métodos más usados en Venezuela para el cálculo diario y decadal de ET₀ en condiciones semiáridas. Así mismo se compararon los valores diarios calculados de coeficiente de tina (Kp) y los tabulados según Doorenbos y Pruitt (1997).

El trabajo se llevó a cabo en la zona de Quíbor, estado Lara, a 9˚ 56’ 19’’ N y altitud de 700 msnm. El área es de topografía plana y relativamente homogénea en cuanto a condiciones climáticas. Los suelos son calcáreos, pesados, con textura arcillo limosa.

Para el cálculo de la ET₀ se utilizaron dos períodos cuya duración fue de 111 días en cada caso. Los dos períodos se desarrollaron entre abril y julio (Período 1) y de julio a noviembre (Período 2) del año 2001. Las estimaciones de ET₀ fueron hechas usando datos diarios y decadales (períodos de diez días consecutivos) para ambos métodos.

Se llevó el registro de temperatura, humedad relativa, velocidad del viento y radiación solar a 2 m de altura sobre el suelo, en una estación meteorológica automatizada (CR10X. Campbell Scientific), mientras que los registros de horas de brillo solar, lluvia y evaporación fueron hechos con instrumentos analógicos. Durante ambos períodos, la evaporación de tina fue medida a las 8:00 horas, sumando a este valor el registro de lluvia en los días con precipitación. En aquellos días en que las lecturas de tina fueron consideradas muy bajas (evaporación < ET₀ según Penman-Monteith) o muy elevadas (>12 mm× d^-1, en comparación con los datos históricos de la zona) las mismas no se tomaron en cuenta para los cálculos.

La ET₀ diaria y decadal fue calculada usando los métodos de Penman-Monteith y de la tina de evaporación (FAO, 1990).

Para el cálculo de la evapotranspiración del cultivo de referencia usando la ecuación Penman-Monteith se utilizaron promedios diarios y decadales de velocidad de viento, temperatura y radiación solar, registrados en la estación automatizada. La insolación fue medida usando un heliofanógrafo y la mayor parte de los registros de horas de brillo solar fueron utilizados para estimar la radiación neta de onda larga incluida en la ecuación de Penman-Monteith. Los valores de radiación solar, durante el lapso 19-25 de abril del 2001 fueron estimados usando la ecuación de Ángstrom (FAO, 1990) que incluye datos de insolación diaria. Esto debido a datos faltantes de radiación en el registro del piranómetro durante ese lapso de tiempo.

Para el cálculo de ET₀ con el método de la tina de evaporación fue usado un coeficiente de tina diario (Kp tabulado) derivado del valor promedio de la velocidad del viento y la humedad relativa así como la condición del sitio donde se localizó la tina de evaporación en términos de distancia con respecto a zonas cultivadas, según la tabla presentada por Doorenbos y Pruitt (1997). Se utilizaron valores de 100 y 10 m de distancia entre el sitio de tina y el área cultivada en el período 1 y 2, respectivamente.

Por otra parte, se calcularon los valores de Kp diarios usando el cociente de la ET₀ diaria, obtenida ésta con la ecuación de Penman-Monteith y dividida por los valores diarios de evaporación durante cada período, y fueron luego comparados con los Kp tabulados (Doorenbos y Pruitt, 1997; Allen et al., 1998). La comparación de los valores de Kp se hizo mediante la ubicación de los pares de valores en un eje de coordenadas x, y, donde se trazó una línea recta de origen 0,0 representativa de la relación 1:1 entre las variables comparadas. Este método, propuesto por Pereira et al. (1995) para la misma comparación, permite conocer si existe sobreestimación o subestimación del valor de Kp según los puntos se ubiquen a un lado u otro de la línea.

El análisis de la información correspondiente a los valores de ET₀ se hizo mediante una regresión lineal simple entre los valores calculados por la ecuación de Penman-Monteith y el método de la tina respectivamente.

RESULTADOS

En el primer período (abril-julio) los valores diarios de ET₀ calculados por los métodos de Penman-Monteith y tina de evaporación muestran un coeficiente de correlación de 0,75 significativo estadísticamente (Figura 1). El coeficiente de tina (Kp tabulado) varió entre 0,60 y 0,75 asumiendo una superficie de suelo desnudo, una distancia al área cultivada de 100 m en relación al sitio de tina y valores medios de humedad relativa y velocidad del viento de 66 % y 2,97 m s^-1, respectivamente. Los valores totales de ET₀ calculados en este período mostraron una diferencia de 1 mm entre ambos métodos.

Figura 1. Valores diarios de ET₀ usando los métodos de Penman-Monteith y tina de evaporación en el período 1 (abril-julio 2001).

En el segundo período (julio-noviembre), la comparación entre valores de la ET₀ derivados de los dos métodos mostró una mayor correlación (r = 0,83) estadísticamente significativa (Figura 2).

El Kp en este período estuvo entre 0,6 y 0,8, correspondiente a 10 m de distancia entre el sitio de la tina y el área cultivada más cercana y valores medios de humedad relativa y velocidad del viento de 67,5 % y 1,92 m× s^-1, respectivamente. En este período los valores totales de ET₀ mostraron un valor superior importante, en la comparación, para las estimaciones del método de la tina.

En el primer período, para la comparación de valores decadales, la diferencia entre los valores de la ET₀ Tina y ET₀ Penman-Monteith estuvo entre -0,17 y 0,55 mm y mostró mayores valores para la ET₀ Penman-Monteith en 63% de los valores (Figura 3).

Figura 2. Valores diarios de ET₀ usando los métodos de Penman-Monteith y tina de evaporación en el período 2 (julio-noviembre 2001)

Figura 3. Valores decadales de ET₀ usando los métodos de la tina de evaporación y Penman-Monteith durante el período 1 (abril-julio 2001).

La misma comparación para valores decadales de la ET₀ en el segundo período mostró siempre mayores valores con el método de la tina de evaporación (Figura 4). El patrón seguido por la ET₀ en los dos métodos fue similar durante todo el período y la máxima diferencia entre valores fue de 0,41 mm.

Figura 4. Valores decadales de ET₀ usando los métodos de la tina de evaporación y Penman-Monteith durante el período 2 (julio-noviembre 2001).

La comparación de los valores de Kp calculados y los tabulados según Allen et al. (1998) mostró, para el primer período, una diferencia máxima de ± 0,36 con media de -0,03 y desviación estándar de 0,10. En este período el 52% de los días tuvieron un valor de Kp tabulado mayor que los valores calculados (Figura 5).

Figura 5. Relación entre el Kp tabulado y el Kp calculado durante el período 1 (abril-julio 2001).

En el segundo período, las diferencias entre los valores de Kp fueron similares al caso anterior con desviación estándar de 0,10 correspondiente a una diferencia máxima de ± 0,33 y media aritmética de -0,03. Sin embargo, el Kp tabulado fue mayor que el calculado en el 70 % de los casos (Figura 6).

Figura 6. Relación entre Kp tabulado y Kp calculado durante el período 2 (julio-noviembre 2001).

En ambos períodos, durante algunos días en que se registró la precipitación, los valores diarios de evaporación de tina fueron menores que los de ET₀ calculados con la ecuación Penman-Monteith. Esto supone una subestimación de los valores de evaporación diaria así como de las estimaciones de ET₀ correspondientes al método de la tina. Dicha subestimación ha sido también señalada por Cohen et al. (2002) quienes la atribuyen al efecto de salpique del agua desde la tina hacia el suelo, en días con lluvia.

Durante el primer período, se observó un mayor porcentaje de días con valores mayores de ET₀ para las estimaciones con la ecuación de Penman-Monteith. Sin embargo, dicha diferencia entre valores totales calculados de ET₀ en el primer período fue de sólo 1 mm y no sugiere diferencias importantes entre los resultados con ambos métodos.

En el segundo período, entre julio y primeros días de noviembre de 2001, los cálculos diarios de ET₀ mostraron valores mayores en el 70 % del total de los días del período para el método de la tina de evaporación, en relación a la ET₀ obtenida con la ecuación de Penman-Monteith. La diferencia promedio mensual entre los valores obtenidos con ambos métodos alcanzó 8,6 mm mientras que la diferencia total entre valores para todo el período fue de 27,9 mm, lo que coincide con la sobre estimación citada por Pereira et al. (1995) y Pire et al. (1998) para valores de ET₀ obtenidos con el método de la tina de evaporación.

Tomando en cuenta el valor de correlación mayor a 74 % obtenido entre los valores diarios de ET₀ usando ambos métodos, podría sugerirse el uso del método de la tina de evaporación siempre que exista confiabilidad en el registro de datos climáticos y mantenimiento del sitio de la tina, como señalan Alves et al. (1998) y Stanhill (2002).

Finalmente, en la comparación entre los valores de Kp tabulados y los calculados se apreció la generalidad de la tabla presentada por Dooenbos y Pruitt (1977) para la estimación de Kp, al presentar un valor único correspondiente a un rango amplio de valores calculados, situación que fue reportada por Pereira et al. (1995) y constituye una de las debilidades de la mencionada tabla. Así mismo, aunque la sobreestimación de los valores de ET₀ por el método de la tina se evidenció mayormente en el segundo período, la correlación entre los valores de ET₀ de los métodos de tina y Penman-Monteith también fue mayor durante ese período. Esto fue debido a la sobrestimación de los valores de Kp tabulados durante el segundo período, en el lapso julio-noviembre, lo cual se relacionó con valores de velocidad de viento menores a los registrados en el primer período, entre marzo y julio (1,9± 0,34 vs. 3,0± 0,51 m× s^-1). Con valores menores al valor crítico tabulado de 2 m× s^-1 en el segundo período, los valores de Kp tabulados fueron mayores, mientras que en el primer período los valores de velocidad de viento mayores a 2 m× s^-1 determinaron menores valores de Kp. La influencia del viento como factor importante en el valor del Kp tabulado ha sido mencionada por Pereira et al. (1995), quienes mostraron la relación entre los bajos valores de velocidad de viento y los mayores valores de Kp tabulados.

La comparación entre los métodos para el cálculo de ET₀, usando datos climáticos, mostró correlación significativa entre los valores en los dos períodos.

Existió una sobreestimación de la ET₀ calculada por el método de la tina en la segunda mitad del año, la cual estuvo relacionada con valores altos de los Kp tabulados, y éstos a su vez, asociados con valores bajos de la velocidad del viento.

1. Allen, R. G., M. E. Jensen, J. L. Wright, y R. D. Burman, 1989 Operational estimates of reference evapotranspiration. Journal of Agronomy 81: 650-662.        [ Links ]

2. Allen, R.G., L. Pereira, D. Raes y M. Smith. 1998. Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop requirements. Irrigation and Drainage paper No. 56, FAO, Rome, Italy, 300 p.        [ Links ]

3. Alves, L., A. Perrier y L. Pereira, 1998. Aerodynamic and surface resistances of complete cover crops: How good is the big leaf. American Society of Agricultural Engineers 41: 345-351.        [ Links ]

4. Beyazgul, M., Y. Kayam y F. Engelsman, 2000. Estimation methods for crop water requirements in the Gediz Basin of Western Turkey. Journal of Hydrology 299: 19-26.        [ Links ]

5. Casa, R., G. Russell y B. Locascio, 2000. Estimation of evapotranspiration from a field of linseed in central Italy. Agricultural and Forest Meteorology 104: 289-301.        [ Links ]

6. CIDIAT. 1994. Evaluación de métodos de riego en el Valle de Quíbor. Sistema Hidráulico Yacambú-Quíbor. Universidad de los Andes. Mérida. Venezuela. 149 p.        [ Links ]

7. Cohen, S., A. Ianetz, y G. Stanhill, 2002. Evaporative climate at Bet Dagan, Israel, 1964-1998. Agricultural and Forest Meteorology 111: 83-91.        [ Links ]

8. Doorenbos, J. y W. O. Pruitt. 1977. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage. Paper 24. Roma. 194 p.        [ Links ]

9. FAO. 1990. Report on the expert consultation of FAO guidelines for prediction of crop water requirements. Land and Water Development Division. Roma. 37 p.        [ Links ]

10. García, Y. 2002. Determinación del requerimiento hídrico de la cebolla (Allium cepa L.) en condiciones edafoclimáticas del valle de Quíbor, Edo. Lara. Tesis. CIDIAT. Mérida. Venezuela.67 p.        [ Links ]

11. Malek, E. 1987. Comparison of alternative methods for estimating ETp and evaluation of advection in the Bajgab area of Iran. Agricultural and Forest Meteorology 39: 185-192.        [ Links ]

12. Pereira, R., N. Villa Nova, A. Soares y V. Barbieri. 1995. A model for the class A pan coefficient. Agricultural and Forest Meteorology 76: 75-82.        [ Links ]

13. Pire, R., J. López, y R. Rodríguez, 1998. Evapotranspiración de la grama San Agustín (Stenotaphrum secundatum) en la zona de Tarabana, estado Lara. 44º Ann. Meeting Interamer. Soc. Trop. Horticulture. Barquisimeto, Venezuela. Abstract p. A-2.        [ Links ]

14. Stanhill, G. 2002. Is the class a evaporation Pan still the most practical and accurate meteorological method for determining irrigation water requirements? Agricultural and Forest Meteorology 112: 233-236.        [ Links ]