Evapotranspiración


 

En condiciones naturales evaporación y transpiración son fenómenos interdependientes. El concepto de Evapotranspiración se introdujo debido a la dificultad de discriminar evaporación y transpiración. 

La importancia cuantitativa de este proceso es muy grande. Como promedio global, el 57% de la precipitación anual es devuelta a la atmósfera por evapotranspiración alcanzando del 90% y hasta del 100% en zonas áridas y desiérticas. Las cantidades de agua que por este proceso vuelven a la atmósfera y la energía necesaria para ello, alcanzan cifras realmente notables. En un día cálido, es frecuente que en algunas zonas los valores de evapotranspiración oscilen entre 3-4 mm/día, lo que viene a equivaler a 30-40 Tm/Ha/día, requiriendo una energía del orden de 18-24M de KCal. 

La evapotranspiración tiene gran importancia, especialmente respecto al total de agua recibida por una zona, que muy frecuentemente, es del orden del 70% de ésta, llegando en algunos lugares al 90%. En la España peninsular, las pérdidas totales por evapotranspiración son unas 3 veces superiores a las pérdidas al mar por los ríos. 

 

  • Concepto

Evapotranspiración es el resultado del proceso por el cual, el agua cambia de estado líquido a gaseoso, y directamente, o a través de las plantas, vuelve a la atmósfera en forma de vapor. 

El término sólo es aplicable correctamente a una determinada área de terreno cubierta por vegetación. Ante la ausencia de vegetación, sólo se puede hablar de evaporación

La evapotranspiración (ET) es el proceso por el cual el agua es transferida desde la superficie terrestre hacia la atmósfera. Incluye tanto la evaporación de agua en forma sólida como líquida directamente del suelo o desde las superficies vegetales vivas o muertas (rocío, escarcha, lluvia interceptada por la vegetación), como las pérdidas de agua a través de las superficies vegetales, particularmente las hojas. 

La evapotranspiración constituye la transferencia total de agua desde una superficie vegetada a la atmósfera. 

La evapotranspiración depende, entre otros, de dos factores muy variables y difíciles de medir: el contenido de humedad de suelo y el desarrollo vegetal de la planta. Por esta razón Thornthwaite (1948) introdujo el término de evapotranspiración potencial o pérdidas por evapotranspiración, en el doble supuesto de un desarrollo vegetal óptimo y una capacidad de campo permanentemente completa. 

En torno al concepto de evapotranspiración, existen algunos términos a tener en cuenta:

  • Uso consuntivo del agua: cantidad de agua consumida en una zona, al satisfacer, total o parcialmente. Para el caso de demanda agrícola, los términos uso consuntivo y evapotranspiración pueden considerarse como sinónimos. 

  • Demanda de agua para riego: estrechamente relacionada con el concepto de evapotranspiración, pero no son equivalente, pues tienen como base de cálculo la diferencia entre evapotranspiración potencial y evapotranspiración real. 

Tampoco son sinónimos uso consuntivo agrícola y demanda de agua para riego. Esta debe considerar las pérdidas por aplicación y conducción del agua además de las necesidades estrictas y aquel debe incluir la parte de precipitación que se pierde por evapotranspiración. 

La evapotranspiración es un componente fundamental del balance hidrológico y un factor clave en la interacción entre la superficie terrestre y la atmósfera. Su cuantificación se hace necesaria en contextos tan diferentes como la producción vegetal, la planificación y la gestión de recursos hídricos o estudios ambientales y ecológicos.

 

  • Unidades

La unidad más usual para expresar las pérdidas por evapotranspiración es, el mm de altura de agua, lo que equivale a 10 m3/Ha. La medida siempre se refiere a un determinado intervalo de tiempo.

 

El término Evapotranspiración Potencial (ETP) fue acuñado por primera vez y de forma independiente por Penman (1948) y Thornthwaite (1948) en un intento de optimizar el contenido en el suelo y en el desarrollo vegetal. Definieron ETP como la tasa máxima de evaporación de una superficie completamente sombreada por un cultivo verde, sin limitación en el suministro hídrico. 

La ETP sería la evaporación que se produciría si la humedad del suelo y la cobertera vegetal estuvieran en condiciones óptimas. 

Pero como la definición de ETP resultaba poco útil, desde el punto de vista de su aplicación, dando lugar a interpretaciones diversas, se desarrolló a nivel agronómico el concepto de Evapotranspiración de referencia (ETr), llegándose a la conclusión que para obtener valores razonables de ETP, la cubierta vegetal debería quedar explícita en la definición de ETP.

Se desarrollaron dos definiciones de ETP según el cultivo de referencia:

- ETP sobre gramíneas (ETo). Desarrollada por Doorembos y Pruitt (1977) para la FAO.
- ETP sobre alfafa. Desarrollada por Jensen et al (1971).

La ETP que da la alfafa es diferente a la de las gramíneas, ya que ésta desarrolla una superficie aerodinámicamente más rugosa que las gramíneas. 

Como la definición de ERr seguía sin dar lugar a un auténtico método estándar, Smith et al. (1990) propusieron una nueva definición basada en la combinación de la ecuación de Penman-Monteith, según la cual la ET de referencia (ETo) sería la tasa de ET de un cultivo hipotético con valores fijos de altura (12 cm), resistencia de la cubierta vegetal (70 s/m) y albedo (0,23), que representa la ET de una superficie extensa cubierta de gramíneas verdes, de altura uniforme y crecimiento activo, que cubre totalmente el terreno y no padece de falta de agua. 

Una vez conocido la evapotranspiración de referencia (ETr) de un cultivo o región, ésta se multiplica por un factor corrector específico, denominado coeficiente de cultivo, obteniéndose así la ETP de un cultivo concreto. 

Es la evapotranspiración real que se produce en las condiciones reales existentes. 

El método más conocido es el de Penman-Monteith (1965) derivado de la ecuación de combinación. Combina la ecuación del balance de energía y los gradientes de humedad, temperatura y velocidad del viento. Con ella se elimina la necesidad de medidas en la superficie evaporante y medidas a diversas alturas sobre la superficie como requieren los métodos del "gradiente" y del "perfil del viento" respectivamente, como se venía haciendo hasta la introducción de esta ecuación. Combina información meteorológica y fisiológica y asume que las copas vegetales pueden asimilarse a una superficie uniforme como una única fuente de evaporación (big-leaf), lo que supone una considerable simplificación de la realidad, particularmente cuando se aplica a cubiertas estratificadas (multicapas) o con distintas superficies evaporantes (multifuentes). 

La distribución dispersa y agrupada en mosaicos de vegetación típica de regiones semiáridas constituye un ejemplo de dónde no se satisface la fórmula de Penman-Monteith, por lo que trabajos posteriores extendieron el modelo a dos o más fuentes. La interacción entre fuentes se estudia como combinación de resistencias en serie y paralelo hasta una altura de referencia, por encima de la vegetación donde los efectos de la heterogeneidad espacial ya no son perceptibles.

En general, los modelos que toman de partida la ecuación de combinación, se basan en la teoría de la difusión turbulenta (teoría de la K, K-Theroy), para describir los flujos de calor, vapor de agua y momento a través de las copas.  El uso de esta teoría para vegetación dispersa ha sido cuestionado tanto desde el punto de vista teórico como observacional., ya que asume que la longitud característica de los remolinos dominantes sea menor que la distancia sobre la cual los gradientes cambian apreciablemente. Esto no siempre ocurre en los rodales de vegetación dispersa. 

Otras aproximaciones son los modelos que describen el sistema físico formado por el conjunto suelo-planta-atmósfera (SVAT) en un perfil unidimensional desde una profundidad de suelo determinada hasta la copa vegetal. El sistema considera tanto los flujos de agua como de energía y establece que el suelo y la vegetación actúan como almacén de agua que se llena y vacía por diferentes entradas y salidas. Los flujos están regulados por unos gradientes de concentración y unas resistencias. Se establecen diferentes capas, tanto en suelo como en vegetación, siendo este uno de los aspectos que diferencia distintos modelos SVAT, siendo más complejos cuanto mayor sea el número de capas considerado. Los mayores esfuerzos de estas aproximaciones radican en: el esfuerzo que supone la parametrización sobre todo en suelo; la no consideración de la variabilidad espacial; y las premisas de condiciones de estado estacionario entre suelo y vegetación.

Diferentes trabajos han demostrado que las predicciones de ET obtenidas con modelos tipo SVAT no son significativamente diferentes de las obtenidas por modelos basados en la ecuación de combinación, por lo que la teoría de la K, sigue siendo ampliamente aceptada. 

 

 
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