inf. 1. kc para varios cultivos-zona quevedo

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    INFORME 2

    UNIVERSIDAD TCNICA DE MACHALAFACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

    ESCUELA DE INGENIERA AGRONMICA

    Riego y Drenajes

    DOCENTE: ING. JULIO CHABLA

    NOMBRE: LUIS FELIPE LATA

    CICLO: OCTAVO CICLOFECHA: 08 DE ENERO DEL 2014

    CLCULO DE LAS NECESIDADES HDRICAS PARA LOS CULTIVOSDE BANANO, CACAO, CAA DE AZCAR, PEPINO Y GIRASOL, A

    TRAVS DEL MTODO DE EVAPOTRANSPIRACIN AJUSTADO A

    LA ZONA DE QUEVEDO-LOS ROS

    MACHALAEL OROECUADOR

    2014

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    1. INTRODUCCIN

    La necesidad de agua de un cultivo es la suma de la evaporacin directa de agua desde el

    suelo y la transpiracin de las plantas. Ambos trminos suelen considerarse de forma

    conjunta porque ocurren simultneamente y es difcil distinguirlos. A la suma de estos dos

    trminos se le denomina evapotranspiracin del cultivo (ETc). La evaporacin ocurre

    principalmente despus de una lluvia o riego sobre todo cuando el cultivo no cubre el suelo.

    En las necesidades de agua de los cultivos influyen variables meteorolgicas como la

    radiacin, la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del viento.

    Tambin influyen las caractersticas del cultivo, especie, variedad, estado de desarrollo,

    condiciones del cultivo, etc. Para su clculo, se utiliza el consumo de agua de un cultivo de

    referencia (ETo) y un coeficiente de cultivo (Kc) que relaciona el estado de nuestro cultivo

    con el de referencia.

    Por otra parte mediante el mtodo indirecto ajustado a la zona de Quevedo (Pichilingue),

    el mismo que fue sometido a un anlisis y prueba estadstica (prueba de Tukey), se procedi

    a utilizar los datos de evapotranspiracin calculados por el mtodo conciso. As tambin

    con los datos alcanzados de la cantidad de agua que se pierde, se realiz el clculo de las

    necesidades hdricas para cinco cultivos de la zona.

    Para este trabajo se ejecutaron los siguientes objetivos:

    Determinar los coeficientes para cinco cultivares por medio de laevapotranspiracin.

    Determinar las necesidades hdricas netas de los cultivos y caudal continuo.

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    2. REVISIN DE LITERATURA2.1.1. Mtodos indirectos o empricos4

    Los mtodos ms comunes para estimar la evapotranspiracin son:

    a. Mtodo de Thornthwaiteb. Mtodo de Turcc. Mtodo de Blaney-Criddled. Mtodo usando un tanque evapormetro tipo Ae. Mtodo de Grassi y Christensen

    2.2.Mtodo de Penman-FAO

    La ecuacin de Penman, modificada por la FAO, estima el uso consuntivo del cultivo de

    referencia y predice la ETo, no solamente en las regiones fras y hmedas, sino tambin, en

    las zonas calientes y ridas. En dichas zonas ridas, los factores aerodinmicos o advectivos

    (la humedad y el viento) predomina sobre el trmino energtico (radiacin). El mtodo de

    Penman distingue entre la influencia del viento durante las horas del da y la del viento

    durante las horas de la noche, tambin la humedad relativa y la radiacin solar. Por lo tantoincluye un factor de ajuste c, baso en la humedad relativa mxima, la radiacin y la

    relacin entre la velocidad del viento durante las horas del da y de noche. La ecuacin

    general es:

    2.3.Mtodo de Penman-Monteith (FAO)

    5

    En 1948, Penman combin el balance energtico con el mtodo de la transferencia de

    masa y deriv una ecuacin para calcular la evaporacin de una superficie abierta de agua a

    partir de datos climticos estndar de horas sol, temperatura, humedad atmosfrica y

    velocidad de viento.

    4http://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdf

    http://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdfhttp://www.geo.puc.cl/html/revista/PDF/RGNG_N28/art01.pdf
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    La nomenclatura sobre resistencia distingue entre la resistencia aerodinmica y la

    resistencia superficial. Los parmetros de la resistencia superficial se combinan a menudo

    en un solo valor, el de la resistencia superficial total que se combina en serie con la

    resistencia aerodinmica. La resistencia superficial, rs, describe la resistencia al flujo de

    vapor a travs de los estomas, del rea total de la hoja y de la superficie del suelo. La

    resistencia aerodinmica, ra, describe la resistencia en la parte inmediatamente superior a la

    vegetacin e incluye a la friccin que sufre el aire al fluir sobre superficies vegetativas.

    La ecuacin combinada de Penman-Monteith es:

    Un panel de expertos e investigadores en riego fue organizado por la FAO en mayo de

    1990, en colaboracin con la Comisin Internacional para el Riego y Drenaje y con la

    Organizacin Meteorolgica Mundial, con el fin de revisar las metodologas previamente

    propuestas por la FAO para el clculo de los requerimientos de agua de los cultivos y para

    elaborar recomendaciones sobre la revisin y la actualizacin de procedimientos a esterespecto.

    El panel de expertos recomend la adopcin del mtodo combinado de Penman-Monteith

    como nuevo mtodo estandarizado para el clculo de la evapotranspiracin de la referencia

    y aconsej sobre los procedimientos para el clculo de los varios parmetros que la frmula

    incluye. El mtodo FAO Penman-Monteith fue desarrollado haciendo uso de la definicin

    del cultivo de referencia como un cultivo hipottico con una altura asumida de 0,12 m, con

    una resistencia superficial de 70 s m-1 y un albedo de 0,23 y que representa a la

    evapotranspiracin de una superficie extensa de pasto verde de altura uniforme, creciendo

    activamente y adecuadamente regado. El mtodo reduce las imprecisiones del mtodo

    anterior de FAO Penman y produce globalmente valores ms consistentes con datos reales

    de uso de agua de diversos cultivos.

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    2.4.Coeficiente de Cultivo5

    La evapotranspiracin del cultivo en ausencia de falta de agua es el resultado de

    multiplicar la evapotranspiracin de referencia por el coeficiente de cultivo.

    ETc = ETr Kc

    Donde, Kc depende del tipo de cultivo y su fase de desarrollo. El mtodo ms aplicado

    para el clculo del coeficiente de cultivo es el de la FAO. En este mtodo se fija tres valores

    de Kc para las cuatro fases de desarrollo del cultivo. En la figura adjunta se indica un

    ejemplo de curva del coeficiente de cultivo para el cereal de invierno cuyas cuatros fases de

    desarrollo duran 20, 60, 70 y 30 das y los valores de Kc que definen la curva son 0,3 (Kc

    inicio), 1,15 (Kc mximo) y 0,25 (Kc final).

    En las necesidades de agua de los cultivos influyen variables meteorolgicas como la

    radiacin, la temperatura del aire, la humedad relativa y la velocidad del viento. Tambin

    influyen las caractersticas del cultivo, p.ej. especie, variedad, estado de desarrollo,

    condiciones del cultivo, etc. Para su clculo, se utiliza el consumo de agua de un cultivo de

    referencia (ETo) y un coeficiente de cultivo (Kc) que relaciona el estado de nuestro cultivocon el de referencia. De modo que podemos escribir:

    ETc = ETo x Kc

    Como cultivo de referencia se considera una pradera en condiciones ptimas de

    crecimiento y una altura de 0,12 m.

    5http://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdf

    http://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdfhttp://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdfhttp://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdf
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    Figura 1. Curva de Kc para cultivos herbceos

    El coeficiente de cultivo Kc estima la evapotranspiracin relativa del cultivo respecto a la

    de la pradera de referencia. Dicho coeficiente vara en funcin del estado de desarrollo del

    cultivo y por ello es habitual dividir su ciclo en diferentes etapas, y asignar a cada una de

    ellas un valor de Kc como se representa en la figura 2.

    Figura 2.Evolucin del coeficiente de cultivo Kc en funcin del estado de desarrollo

    El coeficiente de cultivo (KC) describe las variaciones en la cantidad de agua que las

    plantas extraen del suelo a medida que se van desarrollando, desde la siembra hasta la

    recoleccin.

    En los cultivos anuales se diferencia cuatro etapas o fases del cultivo:

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    Fase inicial: desde la siembra hasta un 10% de cobertura del suelo. Fase de desarrollo: desde el 10% de cobertura y durante el crecimiento activo de la

    planta.

    Fase media: entre floracin y fructificacin (corresponde normalmente entre el 70-80% de la cobertura mxima de cada cultivo)

    Fase de maduracin: desde madurez hasta recoleccin

    2.5.Necesidades Hdricas de los cultivos6

    a. Necesidades de Agua de un CultivoLa necesidad de agua de un cultivo, se refiere a la cantidad de agua requerida para

    compensar la prdida por la evaporacin y transpiracin (evapotranspiracin). A pesar de

    que los valores de la evapotranspiracin y de las necesidades de agua del cultivo son

    idnticos sus definiciones son diferentes: Mientras que las necesidad de agua de un cultivo

    se refiere a la cantidad de agua que necesita aplicar como riego o bien que se obtiene como

    lluvia, la evapotranspiracin de un cultivo se refiere a la cantidad de agua perdida a travs

    de la evaporacin y transpiracin, como se mencion anteriormente.

    b. Necesidad de riego o precipitacinEntonces, la necesidad de riego representa la diferencia entre la necesidad de agua del

    cultivo y la precipitacin efectiva. Adicionalmente el requerimiento de agua de riego debe

    incluir agua adicional para el lavado de sales, y para compensar la falta de uniformidad o

    eficiencia en la aplicacin de agua.

    c. Necesidades netas de agua de riego de los diferentes cultivos.El clculo de las necesidades netas de agua de riego para un cultivo determinado se ha

    realizado, mes a mes, para todo el periodo de estudio, teniendo en cuenta para efectuar el

    oportuno balance el valor de la evapotranspiracin potencial para cada cultivo (Etc), las

    dosis de pre-riego previstas, nulas en este caso, el porcentaje de precipitacin que

    aprovechan los cultivos (lluvia eficaz) y la capacidad de almacenamiento del suelo. Cada

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    uno de estos factores se examinan brevemente a continuacin, exponindose las razones

    que han aconsejado elegir los valores correspondientes de cada uno de ellos.

    Cultivos analizados y calendario de cultivos.De acuerdo con lo expuesto anteriormente, se han considerado los cultivos de mayor

    inters para la zona, establecindose su fecha de siembra y recoleccin segn los datos

    aportados diversos autores, contrastando este punto con informacin local.

    Una vez fijadas las fecha de siembra y de recoleccin, la duracin de las fases de

    desarrollo de los cultivos se establecieron en base a la informacin local.

    Precipitacin eficaz.Otro de los factores importantes en el clculo de las necesidades netas de agua es sin

    duda la precipitacin eficaz, es decir, el porcentaje de la precipitacin mensual que se

    puede suponer que es aprovechado por los cultivos.

    De los distintos mtodos existentes parta calcular este valor, la F.A.O. en su Publicacin

    n 25 "Precipitacin efectiva para el riego", termina recomendado uno que implica la

    aplicacin de un baco del S.C.S., Soil Conservation Service de los Estados Unidos.

    Reserva de agua en el suelo.La funcin de este factor es clara y es preciso tenerlo en cuenta en el balance mensual.

    En efecto, el suelo puede almacenar cierta cantidad mxima de agua, ya sea procedente de

    riego o de la precipitacin efectiva, que se puede utilizar para proporcionar el agua que

    precisan los cultivos por evapotranspiracin.

    Pre-riegoEl pre-riego es una dotacin de agua que se aporta al terreno previamente a la siembra

    para proporcionar a la tierra un grado de humedad que facilite las labores anteriores a la

    siembra y la siembra misma. En general, los pre-riegos son necesarios en los climas ridos.

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    d. Clculo de las necesidades brutas de agua de riego de los cultivosNecesidades de riego brutas, mm/mes; es el cociente entre las NHn y la eficiencia del

    sistema de riego (expresada en tanto por uno); representa la cantidad de agua que el riegodebe aportar a pie de parcela, de forma que tras descontar las prdidas que se produzcan

    durante la aplicacin del riego, el sistema radicular del cultivo reciba una cantidad igual a la

    NHn.

    e. Volmenes de agua requeridos.

    El clculo de los volmenes de agua que determinadas necesidades brutas requieren es

    inmediato cuando se sabe la superficie neta que se va a dedicar al cultivo de cada

    alternativa, ya que es el producto de ambos factores.

    Este clculo se realiza por meses, de forma que se conocen los volmenes de los

    recursos hidrulicos disponibles que cada mes deben reservarse para la zona regable en

    cuestin. Simultneamente, el conocimiento del volumen total que es preciso servir en el

    mes de mximo consumo permite deducir, en funcin de las hiptesis respecto a capacidad

    de regulacin de las instalaciones de conduccin y de la duracin de la jornada de riego, elcaudal de diseo de los diferentes tramos de conduccin y especficamente de la toma.

    6http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdf

    http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdfhttp://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdf
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    3. MATERIALES Y MTODOS3.1.Materiales

    Formulario para cada mtodo Hojas Portaminas Computador Calculadora Datos de los anuarios meteorolgicos (Estacin Pichilingue) Datos de dos ciclos solares de: precipitacin, temperatura, heliofania, humedad relativa,

    nubosidad, evaporacin y velocidad del viento.

    3.2.Mtodos

    Los mtodos se establecieron de acuerdo a los objetivos propuestos, en los cuales se

    establecen los siguientes protocolos o metodologa

    3.2.1. Protocolo del clculo de la evapotranspiracin por el mtodo de Penman-FAO

    La ecuacin de Penman, modificada por la FAO, estima el uso consuntivo del cultivo dereferencia y predice la ETo. El mtodo de Penman distingue entre la influencia del viento

    durante las horas del da y la del viento durante las horas de la noche, tambin la humedad

    relativa y la radiacin solar. Por lo tanto incluye un factor de ajuste c, baso en la humedad

    relativa mxima, la radiacin y la relacin entre la velocidad del viento durante las horas del

    da y de noche. La ecuacin es:

    Dnde:

    Eto: evapotranspiracin potencial (mm/da)

    Rn: radiacin neta total (mm/da)

    f(u): funcin del viento

    ea: presin del vapor de agua en saturacin (mbar)

    ed: presin del vapor de agua ambiente (mbar)

    W: factor de ponderacin de Penman

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    Rn= Rns - Rne = Radiacin neta.

    Siendo:

    Rns = (1-) (a+b) n/N) = Radiacin solar neta de ondas cortas (mm/da).

    = albedo

    Rne = f (t) . f (ed) .f (n/N) = Radiacin solar neta de ondas largas (mm/da)

    f (t)= TK4

    f (ed)= 0,34 - 0,044 ed

    f (n/N)= 0,1 + 0,9 n/N

    C = Factor corrector en funcin de la humedad relativa mxima (HR max, %), radiacin solarRs, velocidad del viento V (m/s) y la relacin entre la velocidad de los vientos diurnos y

    nocturnos.

    En consecuencia, el input est constituido por los datos siguientes:

    Latitud del lugar en cuestin. Tabla de valores de temperatura media mensual, Tm, C Tabla de valores de humedad relativa media, HR media, % Tabla de valores de humedad relativa mxima, HR mxima, %. Tabla de nmero de horas de sol al mes, a partir de la cual se obtiene la de valores de

    n, o en su defecto tabla de nubosidad en octas o en dcimas.

    Tabla de valores de la velocidad del viento y correccin con la altura de medicin sista no se hizo a 2,0 m.

    Valor de las constantes a y b del albedo. Estimacin de la relacin entre velocidades de los vientos diurnos.

    Adems de estos inputs variables, se utilizan los siguientes inputs constantes.

    Tabla de valores de ea en funcin de Tm. Tablas de valores del factor de ponderacin W en funcin de la temperatura y de la

    altitud.

    Tabla de valores de N. Tabla de valores de Ra. Tabla de valores de f (t). Tabla del factor corrector C.

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    Tabla de estimacin de n/N a partir de la nubosidad en cotas o en dcimas.

    3.2.2. Determinacin del coeficiente de cultivo para cinco cultivares usando el mtodo deevapotranspiracin Penman-FAO.

    Para cumplir con ste objetivo utilizamos los siguientes protocolos:

    Determinar el periodo vegetativo y fases de desarrollo de los cultivos de banano, cacao,caa de azcar, pepino y girasol, usando una tabla que comprende dichos valores.

    De acuerdo a la duracin del ciclo del cultivo, se establece una fecha de siembra paracada cultivo, siendo stas variadas para cada cultivar a lo largo del ao.

    Seleccionamos el valor de coeficiente de cultivo en la etapa inicial (Kc1)correspondiente a cada cultivo en las diferentes etapas de desarrollo, se aplica la

    bsqueda en la curva de kc medio en la fase inicial que se encuentra en funcin del

    nivel medio de la ETo y la frecuencia de riego.

    Para los valores de kc3 y kc4 se obtiene los datos desde la tabla de coeficientes decultivo, tomando en cuenta los parmetros de velocidad del viento (m/seg) y humedad

    relativa

    Se procede a graficar la curva de kc para cada cultivo con un modelo dado, en el que seespecifica los valores por dcadas y meses.

    Se realiza la curva de evapotranspiracin (ETo) en mm/da, usando los datos delmtodo indirecto que se ajusta al sector.

    Posteriormente se calcula el valor ETcrop (ETc), a travs de la siguiente frmula:

    ETc: Eto x kc

    El valor de ETc es hallado para cada mes dependiendo del ciclo vegetativo del cultivo,por lo que luego se procede al desarrollo del clculo de las necesidades hdricas de loscultivos.

    3.2.3. Determinacin de las necesidades hdricas netas de los cultivos y el caudalcontinuo.

    Se efectuaron diferentes clculos para su determinacin, como son:

    a. Contributos naturalesUtilizamos los valores promedios de precipitacin de los dos ltimos ciclos solares.

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    Calculamos la precipitacin efectiva a travs de la precipitacin dada, mediante la siguientefrmula:

    Pe = 0.6 P (80%Prob)10

    Para este caso no contamos con aportes efectivos.Finalmente establecemos un total de los aportes hdricos naturales.

    b. Etc nettoPara cada cultivo a sembrar, utilizamos sus valores de Etc calculados anteriormente. As

    tambin las cantidades de aportes efectivos nos servirn para determinar la Etc netto, a travs

    de la diferencia de estos dos parmetros.

    c. Necesidades de riego neto (FIRR netto)Necesidad de riego bruto (FIRR bruto)

    Para el cumplimiento de ste parmetro, requerimos de factores como capacidad de campo

    (%), coeficiente de marchitez (%), densidad aparente (g/cm3), profundidad radicular, textura

    del suelo y eficiencia de aplicacin (%).

    Otro factor incidente en esta determinacin es el preriego que viene dado en mm de longitud

    y se refiere a la profundidad de la capa de agua previa a la siembra, y viene dado por lasiguiente frmula:

    ( )

    Dnde:

    CC: capacidad de campoCm: coeficiente de marchitez

    da: densidad aparentePr: profundidad radicular

    La necesidad de riego netto (FIRR netto) resulta de la suma del Etc netto el preriego y la

    lixiviacin de sales.

    Por su parte para determinar el valor de FIRR bruto dividimos el valor de FIRR netto para la

    eficiencia de aplicacin (Ea).

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    d. Necesidades de riego bruto proporcionalesEsta determinacin viene dada por el producto de la superficie sembrada en forma

    porcentual y el FIRR bruto, dadas sus sumatorias por cada mes. El producto final de esta

    operacin es dado en l/s/ha, siendo convertido el valor a travs de la relacin de que 1 mmequivalen a 10 m3/ha.

    e. Necesidades de riego especfico (l/s/ha) y QiPara esta determinacin se calcula previamente la eficiencia del proyecto que viene dada por

    la siguiente frmula:

    Efp = Efc x Efd x Efa

    Dnde:

    Efp: eficiencia del proyecto

    Efc eficiencia de conduccin

    Efd eficiencia de distribucin

    Efa: eficiencia de apliacin

    Al valor de FIRR bruto calculado en l/s/ha se le divide la eficiencia del proyecto, y de

    acuerdo al rea irrigada por cada mes para los diferentes cultivos, determinamos finalmente el

    caudal continuo (Qi) en litros por segundo para cada mes de desarrollo del cultivo.

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    4. RESULTADOS

    Cuadro 1. Promedios de 2 ciclos solares (22 aos) de los factores climticos

    Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre Promedio

    NUBOSIDAD 7.11 7.11 6.94 6.89 6.83 6.61 6.72 6.28 6.56 6.78 6.78 6.89 6.79

    HELIOFANIA 68.88 73.76 107.96 109.78 78.48 55.10 59.70 66.55 67.44 56.20 52.14 61.54 71.46

    TEMPERATURA (C) 25.48 25.68 26.21 26.18 25.68 24.42 23.80 23.78 24.48 24.74 25.08 25.52 25.09

    H. RELATIVA 84.09 86.18 85.00 85.36 85.82 86.32 85.05 83.18 79.86 78.68 77.32 79.14 83.00

    PRECIPITACIN (mm) 368.92 458.48 455.30 422.89 173.66 42.22 30.39 11.05 26.59 24.82 71.26 138.52 185.34

    EVAPORACIN (mm) 83.20 79.19 97.86 90.55 78.65 316.45 67.78 74.61 85.60 90.39 93.00 89.37 103.89

    VELOC. VIENTO (km/h) 2.04 2.01 1.95 1.81 1.64 1.76 1.95 2.12 2.36 2.51 2.51 2.28 2.08

    DATOS DE LA ESTACI NESTACIN: Pichilingue LATITUD: 1 6' 00" S

    CDIGO: M006 LONGITUD: 79 27' 42" WTIPO: AP (Agrometeorolgica) ALTITUD: 120 msnm

    PROPIETARIO: INAMHI PROVINCIA: 12 (Los Ros)

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    Cuadro 2. Clculo de la evapotranspiracin por el mtodo de Penman-FAO

    MesesT

    (C)HR(%)

    Altitud(msnm)

    Latitudea

    (mbar)HR/100

    ed(mbar)

    ea-edVel.

    Viento(km/da)

    f (u) (1-w)Factor

    aerodinmico

    RA(cal-

    gr/cm2/da)n N n/N

    Enero 25.5 84.09

    120

    106'00"

    S

    32.65 0.841 27.456 5.194 48.9 0.407 0.2526 0.5340 15.159 2.222 12.142 0.183Febrero 25.7 86.18 32.27 0.862 27.811 4.459 48.2 0.405 0.2506 0.4526 15.606 2.634 12.142 0.217

    Marzo 26.2 85.00 34.02 0.850 28.917 5.103 46.8 0.4004 0.2456 0.5018 15.700 3.483 12.1 0.288

    Abril 26.2 85.36 34.02 0.854 29.041 4.979 43.4 0.3902 0.2456 0.4772 15.194 3.659 12.079 0.303

    Mayo 25.7 85.82 32.27 0.858 27.694 4.576 39.4 0.3782 0.2506 0.4337 14.241 2.532 12.058 0.210

    Junio 24.4 86.32 30.56 0.863 26.379 4.181 42.2 0.3866 0.2636 0.4261 13.688 1.837 12.037 0.153

    Julio 23.8 85.05 29.46 0.850 25.054 4.406 46.8 0.4004 0.2696 0.4756 13.888 1.926 12.036 0.160

    Agosto 23.8 83.18 29.46 0.832 24.505 4.955 50.9 0.4118 0.2696 0.5501 14.641 2.147 12.058 0.178

    Septiembre 24.5 79.86 30.75 0.799 24.558 6.192 56.6 0.4232 0.2626 0.6881 15.247 2.248 12.079 0.186

    Octubre 24.7 78.68 31.13 0.787 24.494 6.636 56.6 0.4232 0.2606 0.7319 15.453 1.813 12.121 0.150

    Noviembre 25.1 77.32 31.89 0.773 24.657 7.233 56.6 0.4232 0.2566 0.7855 15.206 1.738 12.142 0.143

    Diciembre 25.5 79.14 32.65 0.791 25.838 6.812 56.6 0.4232 0.2526 0.7282 14.959 1.985 12.164 0.163

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    (1-0.25 )(0.25+0.50n/N)

    Rns(mm/da)

    f (t) f (ed)f

    (n/N)Rnl Rn W W.Rn Rs

    Velocidaddel viento

    (m/sg)C

    EVTP(mm/da)

    EVTP

    (mm/mes)

    0.256 3.883 15.775 0.109 0.265 0.457 3.426 0.747 2.560 5.177 0.567 0.949 2.936 91.003

    0.269 4.196 15.825 0.108 0.295 0.504 3.691 0.749 2.766 5.594 0.558 0.954 3.069 85.935

    0.295 4.638 15.940 0.103 0.359 0.592 4.047 0.754 3.053 6.185 0.542 0.963 3.422 106.084

    0.301 4.575 15.940 0.103 0.373 0.611 3.964 0.754 2.990 6.100 0.503 0.962 3.336 100.091

    0.266 3.792 15.825 0.108 0.289 0.496 3.296 0.749 2.470 5.055 0.456 0.953 2.766 85.741

    0.245 3.350 15.500 0.114 0.237 0.419 2.930 0.736 2.158 4.466 0.489 0.945 2.442 73.273

    0.248 3.437 15.360 0.120 0.244 0.449 2.989 0.730 2.183 4.583 0.542 0.944 2.509 77.778

    0.254 3.723 15.360 0.122 0.260 0.488 3.234 0.730 2.362 4.964 0.589 0.946 2.754 85.3650.257 3.923 15.525 0.122 0.267 0.506 3.416 0.737 2.519 5.231 0.656 0.945 3.032 90.959

    0.244 3.764 15.575 0.122 0.235 0.447 3.318 0.739 2.453 5.019 0.656 0.943 3.003 93.103

    0.241 3.667 15.675 0.122 0.229 0.436 3.231 0.743 2.402 4.890 0.656 0.937 2.987 89.618

    0.249 3.720 15.775 0.116 0.247 0.453 3.267 0.747 2.441 4.960 0.656 0.942 2.986 92.564

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    Cuadro 3. Prueba de mnimos cuadrados de la evapotranspiracin entre el mtodoPenman-Monteith y el mtodo de Penman-FAO

    Mtodos xy x2 y2 Di di2

    Penman-

    Monteith(x)

    Penman-Fao

    (y)

    85.56 91.003 7786.175 7320.514 8281.458 5.443 29.62181.2 85.935 6977.960 6593.440 7384.904 4.735 22.425

    100.44 106.084 10655.088 10088.194 11253.838 5.644 31.85695.1 100.091 9518.616 9044.010 10018.127 4.991 24.906

    82.77 85.741 7096.818 6850.873 7351.593 2.971 8.82969.9 73.273 5121.796 4886.010 5368.960 3.373 11.378

    73.16 77.778 5690.267 5352.386 6049.477 4.618 21.32979.36 85.365 6774.562 6298.010 7287.174 6.005 36.05984.6 90.959 7695.136 7157.160 8273.550 6.359 40.438

    85.87 93.103 7994.788 7373.657 8668.240 7.233 52.32281.9 89.618 7339.686 6707.610 8031.325 7.718 59.562

    85.25 92.564 7891.052 7267.563 8568.030 7.314 53.4901005.110 1071.514 90541.943 84939.425 96536.676 392.215

    Factor Frmula Resultado

    1. TRMINO DE CORRECCIN x 84187.176

    2. TRMINO DE CORRECCIN y 95678.590

    3. SUMATORIA DE CUADRADOSCORREGIDOS x

    752.249

    4. SUMATORIA DE CUADRADOSCORREGIDOS y 858.086

    5. TRMINO DE CORRECCIN xy 89749.152

    6. SUMATORIA DEL PRODUCTODEL TRMINO DE CORRECCIN xy 792.791

    7. CORRELACIN ( r ) 0.9868

    8. Varianza (S) 5.972 2

    2

    2

    2-Tcx

    2-Tcy

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    5. DISCUSINEl cuadro 1 muestra los valores promedio de temperatura, heliofana, evaporacin, etc., de

    los dos ltimos ciclos solares (22 aos) para la zona de Quevedo, Estacin Pichilingue.

    El mtodo de Penman-FAO, ajustado a la zona de estudio, estima el uso de agua del cultivo

    de referencia y predice la evapotranspiracin del mismo, es decir el uso agua que no es

    devuelta en forma inmediata a su ciclo, llamado en otras palabras uso consuntivo. El cuadro 2,

    seala la sistemtica del clculo de la evapotranspiracin considerando los fenmenos

    ambientales y sus factores de correccin para temperatura, humedad relativa y velocidad del

    viento, adems de las caractersticas de altitud y ubicacin geogrfica.

    En el cuadro 3 se evidencia la prueba de mnimos cuadrados con la que logramos obtener

    valores de correlacin y varianza, y de acuerdo a ello podemos demostrar que el mtodo

    Penman-FAO, est ajustado a la zona de estudio, observndose que tiene una alta correlacin

    (r), y poca varianza (S), en comparacin con el mtodo globalizado de Penman-Monteith.

    El grfico de evapotranspiracin (Eto), obtenida por el mtodo Penman-FAO, se seala en

    la figura 3, de acuerdo al formato establecido, por dcadas y meses. A continuacin se

    muestran los grficos de las curvas de kc para los cultivos de pepino, girasol, cacao, caa de

    azcar y banano; con sus respectivas fechas de siembra, ciclo del cultivo, fases de desarrollo ykc para cada fase. Adems, de acuerdo al formato concretado se utilizan los valores de

    evapotranspiracin (Eto) para los meses de desarrollo del cultivo y finalmente se obtienen los

    valores de evapotranspiracin del cultivo (Etc) para cada mes sealado.

    Dentro de las necesidades hdricas netas de los cultivos, se determina en primer lugar los

    contributos naturales (cuadro 4), y se observa que para los primeros meses hay una elevada

    aportacin de lluvia a diferencia del mes de agosto en el que no se registra aportes efectivos

    totales. Los aportes efectivos para este caso no influyeron considerablemente por ello su valor

    es cero.

    En el cuadro 5, la Etc netto para las primeras etapas de desarrollo de los cultivos es de cero,

    es decir los aportes de precipitacin resultan muy elevados y la evapotranspiracin del cultivo

    es muy baja, entendindose as que los cultivos ganan mayores cantidades de agua por

    precipitacin mientras que el agua que pierden por evapotranspiracin es poca.

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    Para las necesidades de riego neto y bruto en los meses en que se inicia el cultivo como se

    observa en el cuadro 6, el mayor valor de FIRR neto y FIRR bruto es para el cultivo de banano

    con 95 y 158.33 mm respectivamente, juzgndose por su elevado valor de preriego que

    considera aspectos fsicos y qumicos del suelo y principalmente su profundidad radicular que

    para el caso de banano es el que tiene la mayor profundidad (cormo), mientras que los cultivos

    de pepino y girasol representan pequeas profundidades por el tamao de su semilla y por lo

    tanto van a indicar una menor necesidad de riego neto y bruto.

    Las necesidades de riego proporcionales (cuadro 7), estimadas de acuerdo a la superficie

    sembrada, para los cultivos de banano y caa de azcar se evidencian las mayores valores en

    las etapas de mediano desarrollo (agosto-diciembre, 2013); sin embargo el mes donde existe la

    mayor necesidad de riego proporcional es octubre con 163.93 mm, esto se entiende por laelevada superficie de los cultivos que est destinada para irrigar ese mes.

    Finalmente en el cuadro 8, se observan las necesidades de riego especfico y el caudal

    continuo (Qi), considerando la eficiencia de aplicacin, de campo y de distribucin,

    obtenindose as que para el mes de octubre se tiene la mayor necesidad de riego con una rea

    destinada de 109 ha. y un caudal continuo de 114.939 l/s, es decir el caudal que voy a

    necesitar para irrigar el total de superficie de los cultivos destinados a producir.

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    6. CONCLUSIONES

    La precipitacin registrada para la zona de estudio es elevada en los primeros meses delao 2013, tomndose su valor como contributo natural.

    La evapotranspiracin del cultivo (Etc) para las primeras etapas de desarrollo de loscultivos es baja.

    El banano es el cultivo que requiere mayor necesidad de riego, con respecto a loscultivos de ciclo corto de pepino y girasol.

    Al momento de la siembra, de acuerdo a la estructura de la semilla y cormo para el casode banano, se establecen los lmites de necesidades de riego neto y bruto.

    Las etapas de desarrollo del cultivo para los cultivos de banano y caa de azcar es lams prolongada.

    La mayor necesidad de riego proporcional para los cultivos se registra en el mes deoctubre, a diferencia del mes de enero registrado con el mnimo valor.

    El mes de octubre es el que representa la mayor necesidad de riego y por ende el mayorcaudal continuo que voy a necesitar para regar todos mis cultivos.

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    22

    7. BIBLIOGRAFA

    1. http://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdf2. http://www.larioja.org/upload/documents/734354_Documentacion_Necesidades_hidricas.pdf3. http://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdf4. http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/P

    revencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguad

    eloscultivos.pdf

    5. ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/009/x0490s/x0490s.pdf6. http://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/EVAP.htm7. http://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-

    %20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdf

    8. http://fjferrer.webs.ull.es/Bibliog/Biblio/Evapotranspiracion.pdf9. http://www.filo.uba.ar/contenidos/carreras/geografia/catedras/climatologia/sitio/bcehidrico.pdf

    http://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdfhttp://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfftp://ftp.fao.org/docrep/fao/009/x0490s/x0490s.pdfhttp://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/EVAP.htmhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://fjferrer.webs.ull.es/Bibliog/Biblio/Evapotranspiracion.pdfhttp://www.filo.uba.ar/contenidos/carreras/geografia/catedras/climatologia/sitio/bcehidrico.pdfhttp://www.filo.uba.ar/contenidos/carreras/geografia/catedras/climatologia/sitio/bcehidrico.pdfhttp://fjferrer.webs.ull.es/Bibliog/Biblio/Evapotranspiracion.pdfhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://www.fca.uner.edu.ar/academicas/deptos/catedras/riego/Archivos/Cap%2005%20-%20Evaporacion%20y%20Evapotranspiracion.pdfhttp://www.geologia.uson.mx/academicos/lvega/ARCHIVOS/ARCHIVOS/EVAP.htmftp://ftp.fao.org/docrep/fao/009/x0490s/x0490s.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/web/Bloques_Tematicos/Calidad_Ambiental/Prevencion_Ambiental/evaluacion_ambiental_planes_y_programas/anejo06necesidadesdeaguadeloscultivos.pdfhttp://www.sefoa.gob.mx/simarbc/descargas/Coeficiente%20del%20cultivo%20(Kc).pdfhttp://www.life-optimizagua.org/documentos/TecnicoPrototipos_ES.pdf