COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS PARA EL CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL, A PARTIR DE DIFERENTES MÉTODOS DE ESTIMACIÓN COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA TOMA DE DECISIONES

EN LA AGRICULTURA URBANA, EN EL BARRIO HIERBABUENA (VILLAVICENCIO, META).

BARRETO RUIZ LUISA FERNANDA

MORALES VILLAMIL PAOLA ANDREA

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAS

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL BOGOTÁ D.C.

2017

COMPARACIÓN DE METODOLOGÍAS PARA EL CÁLCULO DE LA EVAPOTRANSPIRACIÓN REAL, A PARTIR DE DIFERENTES MÉTODOS DE

ESTIMACIÓN COMO UNA HERRAMIENTA PARA LA TOMA DE DECISIONES EN LA AGRICULTURA URBANA, EN EL BARRIO HIERBABUENA

(VILLAVICENCIO, META).

BARRETO RUIZ LUISA FERNANDA

MORALES VILLAMIL PAOLA ANDREA

TESIS DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE: INGENIERO AMBIENTAL

DIRECTOR: MIGUEL ÁNGEL CAÑÓN RAMOS

INGENIERO AMBIENTAL MSC(C) HIDROSISTEMAS

CODIRECTOR: DARWIN MENA RENTERÍA

INGENIERO AMBIENTAL Y SANITARIO ESPECIALISTA EN GESTIÓN AMBIENTAL

MAGISTER EN EVALUACIÓN DE RECURSOS HÍDRICOS

UNIVERSIDAD SANTO TOMAS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍAS

FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL BOGOTÁ D.C.

2017

Agradecimientos

Dios tu amor y tu bondad no tiene fin, nos has permitido sonreír con cada uno de nuestros logros que son el resultado de tu ayuda, y cuando nos pones a prueba aprendemos de nuestros errores y nos damos cuenta que los colocas para que mejoremos como seres humanos. Gracias Dios por permitirnos tener la posibilidad de estudiar este pregrado y poder disfrutar de nuestras familias, gracias a la vida porque cada día nos demuestra lo hermosa y justa que puede llegar a ser, gracias a nuestros padres (Indira, Néstor, Álvaro, Ángela y Álvaro) por darnos la vida, por educarnos y cuidarnos a lo largo de este camino, por todo su apoyo y comprensión en cada proyecto. Gracias a mi universidad, por haberme permitido formarme en ella, gracias a todas las personas que hicieron parte de este proceso, gracias a todos ustedes. Realizaron un pequeño aporte que el día de hoy se ve reflejado con la culminación de nuestro paso por la universidad. Gracias a nuestros amigos que a lo largo de todo este proceso nos han acompañado en los buenos y malos momentos. Finalmente agradecemos a nuestro director de tesis el profesor Miguel Cañón, por su confianza, paciencia, comprensión, apoyo, amistad, honestidad y respeto que siempre nos tuvo a lo largo de este proceso; sabemos que sin él no hubiera sido posible.

Tabla de contenido

Tabla de contenido .................................................................................................. 4

Índice de Tablas ....................................................................................................... 6

Índice de figuras ...................................................................................................... 7

Resumen ................................................................................................................... 8

Abstract .................................................................................................................... 8

Introducción ........................................................................................................... 10

1 Objetivos ......................................................................................................... 13 1.1 Objetivo general .................................................................................................13 1.2 Objetivos específicos ........................................................................................13

2 Marco teórico .................................................................................................. 14 2.1 CONTEXTO GEOGRÁFICO ................................................................................14

2.1.1 Geología ......................................................................................................... 15 2.1.2 Cobertura y Uso del suelo .............................................................................. 16

2.2 CONTEXTO SOCIAL ..........................................................................................17 2.2.1 Población ........................................................................................................ 17 2.2.2 Pobreza extrema ............................................................................................ 18

2.1 CONTEXTO ECONÓMICO ..................................................................................19 2.2 CONTEXTO TEÓRICO ........................................................................................20

2.2.1 Ciclo hidrológico ............................................................................................. 20 2.2.2 Evapotranspiración ......................................................................................... 21 2.2.3 Evapotranspiración Potencial.......................................................................... 22 2.2.4 Evapotranspiración real ................................................................................. 22 2.2.5 Almacenamiento del agua en el suelo ............................................................ 23 2.2.6 Resistencia del cultivo .................................................................................... 24 2.2.7 Cultivo de Arroz .............................................................................................. 24 2.2.8 Requerimiento Del Cultivo De Arroz ............................................................... 25 2.2.9 Balance Hídrico .............................................................................................. 27

3 Metodología ..................................................................................................... 29 3.1 Revisión bibliográfica de las metodologías para la estimación de la evapotranspiración real en latitudes ecuatoriales. ..................................................29

3.1.1 Método de Thornthwaite ................................................................................. 29 3.1.2 Método Turc ................................................................................................... 30 3.1.3 Ecuación de Budyko ....................................................................................... 31 3.1.4 Ecuación de Cenicafé ..................................................................................... 32 3.1.5 Ecuación Factor Regional ............................................................................... 32 3.1.6 Ecuación de Countagne .................................................................................. 33 3.1.7 Ecuación de García y López ........................................................................... 34

3.2 Recolección Y Análisis De Información De Datos Relacionados Para La Estimación De La Evapotranspiración. ....................................................................34 3.3 Elaboración del instrumento de medición en campo y toma de datos. .........37

3.4 Comparación de métodos de estimación con ayuda de ecuaciones empíricas y parámetros obtenidos. ............................................................................................38

3.4.1 Método de Thornthwaite. ................................................................................ 39 3.4.2 Método de Budyko .......................................................................................... 39

3.5 Método Turc. ......................................................................................................40 3.6 Aplicación de la metodología escogida para el cultivo del Arroz ..................46

4 Resultados ...................................................................................................... 46 4.1 Análisis de la revisión bibliográfica de las metodologías para el cálculo de la evapotranspiración real. ............................................................................................46 4.2 Análisis descriptivo de la información de las variables para el cálculo de la evapotranspiración. ...................................................................................................47

4.2.1 Precipitación ................................................................................................... 48 4.2.2 Temperatura ................................................................................................... 51 4.2.3 Humedad Relativa .......................................................................................... 55

4.3 Fase mediciones en campo ..............................................................................59 4.4 Fase desarrolló de metodologías .....................................................................62

4.4.1 Método de Thornthwaite ................................................................................. 67 4.4.1 Método de Budyko .......................................................................................... 71 4.4.1 Método de Turc............................................................................................... 76 4.4.2 Error Absoluto Medio ...................................................................................... 79 4.4.3 Error relativo de la media absoluta.................................................................. 80 4.4.4 Coeficiente de correlación .............................................................................. 80

4.5 Método de Thornthwaite ....................................................................................81 4.6 Método de Turc ..................................................................................................82 4.7 Método de Budyko .............................................................................................83

4.7.1 Aplicación de la metodología escogida para el cultivo del Arroz ..................... 85

5 Análisis de resultados .................................................................................... 88 5.1 Cultivo de Arroz sembrado a partir de la técnica de agricultura urbana .......88

6 Impacto social ................................................................................................. 91

Conclusiones ......................................................................................................... 92

Recomendaciones ................................................................................................. 93

7 Bibliografía ...................................................................................................... 94

Índice de Tablas

Tabla 1. Estaciones _______________________________________________________________________________________________ 36 Tabla 2. Resultados de irradiación media mensual _____________________________________________________________ 41 Tabla 3. Variables para calculo método Turc-evaporímetro 1. _________________________________________________ 42 Tabla 4. Variables para calculo evaporímetro 2. ________________________________________________________________ 43 Tabla 5. Variables para calculo evaporímetro 3. ________________________________________________________________ 43 Tabla 6. Variables para calculo evaporímetro 4. ________________________________________________________________ 44 Tabla 7. Variables para calculo evaporímetro 5. ________________________________________________________________ 44 Tabla 8. Métodos de estimación de la evapotranspiración real. ________________________________________________ 47 Tabla 9. Coordenadas de evaporímetros _________________________________________________________________________ 59 Tabla 10. Datos observados en campo ___________________________________________________________________________ 60 Tabla 11. Resultados de interpolación de precipitación ________________________________________________________ 65 Tabla 12. Resultados de interpolaciones de temperatura_______________________________________________________ 66 Tabla 13. Resultados de interpolación de Humedad relativa ___________________________________________________ 67 Tabla 14. Resultados Thornthwaite-Evaporímetro 1. ___________________________________________________________ 67 Tabla 15. Resultados Thornthwaite-Evap 2. _____________________________________________________________________ 68 Tabla 16. Resultados Thornthwaite-Evap 3. _____________________________________________________________________ 69 Tabla 17. Resultados Thornthwaite-Evap 4. _____________________________________________________________________ 70 Tabla 18. Resultados Thornthwaite-Evap 5. _____________________________________________________________________ 70 Tabla 19. Resultados Budyko-Evap 1. ____________________________________________________________________________ 71 Tabla 20. Resultados Budyko-Evap 2. ____________________________________________________________________________ 72 Tabla 21. Resultados Budyko-Evap 3. ____________________________________________________________________________ 73 Tabla 22. Resultados Budyko -Evap 4. ___________________________________________________________________________ 74 Tabla 23. Resultados Budyko-Evap 5. ____________________________________________________________________________ 74 Tabla 24. Resultados Turc-Evaporímetro 1______________________________________________________________________ 76 Tabla 25. Resultados Turc-Evaporímetro 2______________________________________________________________________ 76 Tabla 26. Resultados Turc-Evaporímetro 3______________________________________________________________________ 77 Tabla 27. Resultados Turc-Evaporímetro 5______________________________________________________________________ 78 Tabla 28. Escala de coeficientes de correlación _________________________________________________________________ 81 Tabla 29. Resultados de métricas-Thornthwaite ________________________________________________________________ 82 Tabla 30. Resultados de métricas-Turc __________________________________________________________________________ 82 Tabla 31. Resultados de métricas-Budyko _______________________________________________________________________ 83 Tabla 32. Balance Hídrico Agrícola del cultivo de Arroz ________________________________________________________ 85 Tabla 33.Tabla de variables- balance hídrico agrícola del cultivo de arroz ___________________________________ 85 Tabla 34. Balance hídrico para la zona de estudio ______________________________________________________________ 86 Tabla 35. Tabla de variables- balance hídrico para la zona de estudio ________________________________________ 87

Índice de figuras

Figura 1. Mapa de geología- Villavicencio ______________________________________________________________________ 15 Figura 2. Mapa de usos del suelo-Villavicencio _________________________________________________________________ 16 Figura 3. Ciclo hidrológico _______________________________________________________________________________________ 20 Figura 4. Proceso de la evapotranspiración_____________________________________________________________________ 21 Figura 5. Zonas de humedad del suelo __________________________________________________________________________ 23 Figura 6. Mapa de estaciones _____________________________________________________________________________________ 35 Figura 7. Evaporímetro simple. __________________________________________________________________________________ 37 Figura 8. Mapa de Irradiación mensual _________________________________________________________________________ 41 Figura 9. Histograma de precipitación en el mes de Enero ____________________________________________________ 48 Figura 10. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Enero __________________________________________ 49 Figura 11. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Febrero ________________________________________ 50 Figura 12. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Abril _____________________________________ 50 Figura 13. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Mayo __________________________________________ 51 Figura 14.Grafica de temperatura registrada en el mes de Enero _____________________________________________ 52 Figura 15. Grafica de temperatura registrada en el mes de Febrero __________________________________________ 53 Figura 16.Grafica de temperatura registrada en el mes de Marzo ____________________________________________ 53 Figura 17. Grafica de temperatura registrada en el mes de Abril _____________________________________________ 54 Figura 18. Grafica de temperatura registrada en el mes de Mayo _____________________________________________ 55 Figura 19.Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Enero ______________________________________ 56 Figura 20. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Febrero ___________________________________ 56 Figura 21. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Marzo ____________________________________ 57 Figura 22. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Abril ______________________________________ 58 Figura 23. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Enero _____________________________________ 58 Figura 24. Mapa de ubicación de evaporímetros _______________________________________________________________ 60 Figura 25. Mapa Evapotranspiración datos tomados en campo. ______________________________________________ 62 Figura 26. Mapa - Interpolación de temperaturas ______________________________________________________________ 63 Figura 27. Mapa- Interpolación de precipitación _______________________________________________________________ 64 Figura 31. Grafico método de Budyko ___________________________________________________________________________ 75 Figura 32. Grafico método de Turc _______________________________________________________________________________ 79 Figura 33.Mapa Evapotranspiración método de Budyko ______________________________________________________ 84 Figura 34. Cultivo de arroz urbano ______________________________________________________________________________ 89

Resumen

La evapotranspiración es un parámetro importante para diferentes campos científicos y su medida es necesaria para la adecuada gestión de los recursos hídricos, la construcción de obras de riego y la caracterización de los diferentes parámetros ambientes climáticos. Dada la complejidad de este fenómeno, se han elaborado numerosos métodos que permiten su estimación y que alcanzan una mayor o menor precisión y fiabilidad, comparados con mediciones realizadas en terreno. En este trabajo se comparan los resultados obtenidos para la ciudad de Villavicencio, Barrió hierbabuena. A partir de tres métodos empíricos (Turc, Thornthwaite, Budyko) que cada uno parte de distintos datos climatológicos y complejidad para la obtención de evapotranspiración real. Estos métodos se aplicaron con ayuda de interpolaciones para las variables necesarias; como lo fueron precipitación, temperatura y humedad relativa a partir estaciones climatológicas del área de estudio, en el periodo Enero-Mayo. De tal forma que se realizaron mediciones en campo para el mismo periodo, con ayuda de evaporímetros adaptados a condiciones del cultivo de arroz. Los resultados indican, en general, un buen grado de ajuste para método de Budyko, a diferencia, el método de Turc presenta la peor adaptación para el campo de estudio. De tal forma que al estudiar la oferta hídrica para la implementación de agricultura urbana, se encontró que se cuenta con alta oferta hídrica la cual se da vía libre para los cultivos de arroz urbanos a partir de baldes o macetas.

Abstract

The evapotranspiration is an important parameter for different scientific fields and its measurement is necessary for the proper management of the water resources, the construction of irrigation works and the characterization of the different climatic environments. Given the complexity of this phenomenon, numerous methods have been developed that allow for their estimation and that reach a greater or less precision and reliability, compared to measurements made in the field. In this paper we compare the results obtained for the city of Villavicencio, Barrio Hierbabuena. From three empirical methods (Turc, Thornthwaite, Budyko) we each part of different climatological data and complexity to obtain actual evapotranspiration. These methods were applied with the help of interpolations for the necessary variables; As were precipitation, temperature and relative humidity from the climatological stations of the study area, in the period January-May. So that measurements were made in the field for the same period, with the aid of evaporimeters adapted to conditions of rice cultivation. The results indicate, in general, a good degree of adjustment for Budyko method, in contrast, the Turc method presents the worst adaptation for the field of study. So that when studying

the water supply for the implementation of urban agriculture, it was found that there is a high water supply which is given free access to the urban rice crops from buckets or pots.

Introducción

Valencia (2010), establece que el agua se presenta en la naturaleza en diferentes estados: sólido, líquido y gaseoso. No obstante, existe una secuencia natural del paso de una a otra a esto se le denomina ciclo hidrológico que es el movimiento del agua entre la atmosfera y la superficie terrestre, incluyendo los procesos de transicional de un estados a otro. [1] Parte esencial del ciclo hidrológico es la evapotranspiración (ET), este proceso es importante para la renovación hídrica, también es un factor primordial en la evaluación del potencial del recurso hídrico ya que a partir de esto se puede hallar con cuanta cantidad se cuenta. Según como lo establece Lamprea (2011), la evapotranspiración es de gran importancia para proyectos hidroeléctricos, suministros de agua potable, irrigación de cultivos, entre otros. [2] La evapotranspiración se divide en dos tipos, primero está la evapotranspiración potencial (ETP) que es la evapotranspiración máxima que se produce si la humedad de un suelo y su cobertura vegetal se encuentran en condiciones óptimas, es decir, totalmente cubierto de vegetación y con suministro ilimitado según como lo establece Thornthwaite en 1948. Según Penman (1948), la evapotranspiración potencial se estima en función de los elementos meteorológicos solamente (radiación solar neta, temperatura del aire, velocidad del viento y tensión de vapor del agua). A partir de sus trabajos se han generado otros métodos, como el de Blaney y Criddle (1977) y Turc (1954). [3]; Y segundo la evapotranspiración real (ETR) es la que se produce realmente en las condiciones existentes en cada caso, para un mes en concreto seria la suma de la precipitación en ese periodo y la reserva de agua del suelo al inicio del mismo; cuanto mayor es la evapotranspiración real de una zona mayor es la formación de biomasa vegetal en la misma, si existe una limitación en función de la fertilidad del suelo, podría constituirse en el factor limitante del crecimiento. La ETR es fundamental, tanto en lo que hace referencia la frecuencia de la aplicación, como la cantidad de agua que se debe aplicar. [4] Adicional a esto, la evapotranspiración es una variable clave para el balance del agua en el suelo, para la detección del estrés hídrico y también para los modelos de rendimiento de los cultivos. El Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible (MADS) en su informe de gestión del recurso hídrico del 2010 establece que, el cálculo de la evapotranspiración se usa para considerar las necesidades hídricas de los cultivos y resulta de gran importancia calcular los parámetros del balance hídrico a una escala precisa de tiempo y espacio lo más exacto como sea posible, para minimizar las incertidumbres. [5]

Para el desarrollo del cálculo de la (ET), es importante contar con bases de datos que contenga información de diferentes variables como precipitación, temperatura, humedad, brillo solar, intensidad calórica etc. Esta información es recolectada por estaciones meteorológicas distribuidas por todo el país y de las cuales están a cargo las diferentes autoridades ambientales como la Corporación Autónoma Regional (CAR), el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM) y el Instituto Alexander Von Humboldt. [6] Ya que esta es una variable indispensable para calcular el rendimiento de los cultivos, y adicional a esto Colombia es un país en el cual uno de sus principales motores económicos es la agricultura, y donde diariamente se ve desigualdad. Los esfuerzos de las entidades gubernamentales que trabajan en esto no son suficientes entonces, se han empezado a implementar alternativas para la disminución de la desnutrición y de la pobreza. [5] Asimismo como lo estable la Organización de las Naciones Unidas (ONU) en el 2007, uno de los principales objetivos del milenio donde Colombia buscaba para el 2015 reducir la pobreza y el hambre en un 10,4%, y solo se ha logrado disminuir en un 8.8 %.una de las alternativas que se proponen para que el gobierno pueda cumplir con este objetivo es la implementación de agricultura urbana. [7] Según Ladino en el 2011 dice que, la Organización de las Naciones Unidas Para la Alimentación y la Agricultura (FAO) define la agricultura urbana como “pequeñas superficies (solares, huertos, márgenes, terrazas, recipientes) situados dentro de una ciudad y destinados a la producción de cultivos y la cría de ganado menor o vacas lecheras para el consumo o para la venta en mercados de la vecindad”. ya que la alimentación es un derecho fundamental donde se busca que se consuman productos de buena calidad, libres de químicos que puedan generar enfermedades a largo plazo, por esta razón la agricultura urbana cumple un papel fundamental en la mejora de la calidad de vida, porque no solo comprende el sistema de producción de alimentos, disminución de enfermedades, adicional ayuda a lograr una interacción entre la comunidad generando posibles fuentes de empleo y poder adquirir ingresos económicos. [8] De este problema parte la presente investigación la cual servirá como una herramienta de manera técnica para determinar cuál de los métodos que ya existen para calcular la evapotranspiración se ajusta mejor a las condiciones ambientales del barrio Hierbabuena ubicado en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta, ya que la evapotranspiración es indispensable a la hora de determinar el rendimiento de los cultivos; y el Meta al ser una región rica en agua y suelo, es gran productora de cultivos de arroz, palma y soya, siendo su suelo de gran ayuda a disminuir la brecha de la inseguridad alimentaria. Para la estimación de la evapotranspiración es necesario conocer los factores climatológicos de esta, no solo la precipitación, la temperatura también el tipo de

vegetación, la radiación solar y la altura sobre el nivel del mar. Por esto es importante analizar estas variables para poder encontrar el modelo que mejor se ajusta a las características de la ciudad de Villavicencio y más específicamente para el barrio Hierbabuena. Este barrio está localizado en la ciudad de Villavicencio en el departamento del Meta, según el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE) la ciudad de Villavicencio cuenta con una población de 486.363 habitantes, y el barrio Hierbabuena hace parte de la comuna 4 que tiene una población aproximada de 200 habitantes. [9]

1 Objetivos

1.1 Objetivo general

Comparar las diferentes metodologías para la estimación del cálculo de la evapotranspiración real en el Barrio Hierbabuena en la ciudad de Villavicencio.

1.2 Objetivos específicos

● Realizar una revisión bibliográfica respecto a las metodologías para la

estimación de la evapotranspiración real en latitudes ecuatoriales.

● Sugerir cuál de las metodologías de estimación se ajusta mejor a las características de la zona de estudio.

● Aplicar la metodología identificada como óptima al cultivo del Arroz.

2 Marco teórico

2.1 CONTEXTO GEOGRÁFICO

El Departamento del Meta está situado en la parte central del país, en la región de la Orinoquia, localizado entre los 04º54’25’’ y los 01º36’52’’ de latitud Norte, y los 71º4’38’’ y 74º53’57’’ de longitud Oeste. Cuenta con una superficie de 85.635 km2 lo que representa el 7.5% del territorio nacional. Limita por el Norte con el departamento de Cundinamarca y los ríos Upía y Meta que lo separan del departamento del Casanare; por el Este con Vichada, por el Sur con el departamento del Caquetá y el río Guaviare que lo separa del departamento de Guaviare; y por el Oeste con el departamento del Huila. [10] El territorio del departamento del Meta está formado por tres grandes regiones fisiográficas, la primera la constituye la parte montañosa representada por el flanco oriental, la segunda corresponde por el piedemonte y la tercera corresponde a la serranía de la Macarena. [10] Villavicencio es una ciudad colombiana, capital del departamento del Meta. Está situada en el Piedemonte de la Cordillera Oriental, al Noroccidente del departamento del Meta, en la margen izquierda del río Guatiquía y cuenta con una población urbana de 407.977 habitantes en 2010; según el IDEAM, la ciudad presenta un clima cálido y muy húmedo, con temperaturas medias de 27 C. Entre los principales afluentes que riegan la jurisdicción de Villavicencio están los ríos: Guatiquía, Guayuriba, Negro y Ocoa, así mismo los caños Parrado, Gramalote, Maizaro, Quebrada La Unión, Grande, Quebrada Honda, Buque, Rosablanca y La cuerera, entre otros. [11]

2.1.1 Geología

Figura 1. Mapa de geología- Villavicencio

Fuente: [12]

La evolución paleo-tectónica de la Cordillera Oriental y de la Orinoquia, en que el área que hoy se conoce como la Cordillera Oriental y los Llanos Orientales de Colombia, estaba sumergida bajo un antiguo mar, que generó, por procesos de sedimentación de tipo marino y deltaico, una extensa y espesa sedimentación marina a continental de rocas detríticas que incluye desde conglomerados y areniscas hasta sedimentos finos arcillosos así como capas de caliza. [12]

Abanicos de Villavicencio y de Restrepo (Qaa1) El Abanico de Villavicencio corresponde a un amplio depósito sobre el cual está Construida la mayor parte de la ciudad, la zona de aporte de los materiales corresponde principalmente al Caño Maizaro, se extiende hacia el nororiente hasta

El río Guatiquía, en el este aproximadamente hasta la zona urbana de Villavicencio, hacia el Sur y Sureste hasta el caño Grande y el río Ocoa. [12]

2.1.2 Cobertura y Uso del suelo

Figura 2. Mapa de usos del suelo-Villavicencio

Fuente: [12]

Según las Zonas de vida de acuerdo a Holdridge y al Modelo climático Caldas- Lang, se enmarco las siguientes variables para los parámetros considerados como el gradiente altitudinal, que registra en su parte superior una cota de 3.700 m de altitud y en la parte más baja se desciende hasta los 200 m, en temperatura los promedios anuales están entre los 7 C y los 26 C, y las lluvias oscilan con promedios máximos de 4.000 mm. Con estos parámetros se establecieron en la cuenca del Rio Guatiquía cuatro zonas donde se ven reflejadas estas variables en la fisionomía y florística de la vegetación, así como el uso y sistemas productivos de la vegetación antrópica. [12]

Villavicencio según la clasificación de Caldas-Lang en la zona Basal la cual está compuesta por pisos térmicos cálidos y comprende un rango altitudinal entre los 0 a los 1000m, las temperaturas toman valores promedios anuales superiores a los 24 C. [12] Por debajo de los 500 m de altitud, las coberturas predominantes son pastizales en un 80%, el resto corresponde a cultivos de arroz, palma de aceite y un mínimo De otros cultivos y bosques de galería. [12]

2.2 CONTEXTO SOCIAL

2.2.1 Población

Las proyecciones de población del DANE para 2014, en el Departamento del Meta, estiman que la población está distribuida en un 76% en zona de cabeceras y 24% en las zonas rurales. La distribución por género era prácticamente equitativa, pues las mujeres representaban el 49,7% (414.958 habitantes) y los hombres el 50,3% (420.503 habitantes). [9] El último Informe Nacional de Desarrollo Humano 2011, plantea que lo rural en Colombia es mayor de lo que se cree. De acuerdo a este informe, el Departamento del Meta presenta una participación del sector rural del 43,9%. Es decir que el DANE, estima la población rural del Departamento en 229.000 habitantes, mientras que según el índice de desarrollo humano (IDH) la población rural es cercana a 413. 552 personas. [9] La urbanización se observa especialmente en los municipios de Villavicencio, Acacias, Barranca de Upía, Cumaral, Puerto López y San Martín, en los cuales vive el 65% de la población Metense. La prevalencia de este fenómeno se explica, en parte, al mejor equipamiento de servicios públicos y sociales de los cascos urbanos y mayores posibilidades de acceder a los ingresos, dinámica que se repite a lo largo del país. [7] El Barrio Hierbabuena pertenece a la comuna 4 de la ciudad de Villavicencio, es de estrato 2 con un estimado de población de 61.458 según un estudio realizado por la facultad de ciencias económicas de la universidad de llano, la comuna al igual que la mayoría muestra una tendencia de crecimiento poblacional. El barrio hierbabuena según lo establecido por el plan de ordenamiento territorial POT, el uso del suelo que tiene es zona residencial. [13]

2.2.2 Pobreza extrema

Uno de los objetivos del milenio de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), es la erradicación de la pobreza extrema y el hambre. Colombia está haciendo frente a este objetivo, implementando estrategias como el programa red unida, familias en acción y el Programa de Alimentación Nutrición (PAN), para reducir la pobreza y el hambre. Según el DANE se clasifica como pobres extremos a quienes no tienen un ingreso suficiente, que cubra un consumo básico para acabar con el hambre. Para el Departamento del Meta, el porcentaje de personas, con ingresos por debajo de la línea de pobreza extrema se redujo al pasar de 10,7% a 7.6%, entre 2008 y 2013. Es así que el Departamento presenta un logro anticipado, para la meta nacional fijada al 2015, que es de 8,8%. [7] El departamento del Meta tiene un 24,84% de su población con Necesidades Básicas Insatisfechas, de acuerdo con datos del Censo 2005 del DANE. Este porcentaje ha ido en aumento desde 2002, lo que demuestra que cada vez más hogares presentan dificultades para satisfacer al menos una de las cinco variables que conforman el objetivo: vivienda inadecuada, vivienda con hacinamiento crítico, vivienda con servicios inadecuados, hogares con alta dependencia económica y hogares con niños en edad escolar que no asisten a la escuela. [9] El gobierno de Villavicencio en el ―plan de desarrollo Villavicencio sin miedo”, en el programa para la superación de la extrema pobreza, implementa un plan de intervención intersectorial para atender y estabilizar los indicadores planteados por la estrategia red unidos, el programa familias en acción y El Programa de Alimentación y Nutrición. El programa de red unidos es una estrategia del Estado Colombiano para dar una respuesta integral a la multidimensionalidad de la pobreza extrema, en la que participan las entidades del sector público que cuentan con oferta social, entre las que se encuentra el Ministerio de Salud y Protección social [14];el programa de familias en acción es el programa de prosperidad social que ofrece a todas aquellas familias con niños, niñas y adolescentes menores de 18 años que requieren un apoyo económico para tener una alimentación saludable, controles de crecimiento y desarrollo a tiempo y permanencia en el sistema escolar. [15] La ciudad muestra el mejor indicador con el 17,1% debido a que allí se concentra gran parte de la actividad económica, porcentaje de viviendas con servicios públicos con respecto al resto del departamento. [9]; pero estos esfuerzos no son suficientes ya que la desnutrición de niños menores de 5 años es de 4,6% para el departamento del Meta; el Barrio Hierbabuena en la ciudad de Villavicencio es de estrato dos, debido a esto existen familias en condiciones de extrema pobreza de ahí es donde se implementa la agricultura urbana. Proyecto que se han

implementado en otros barrios (13 de mayo), esto como una iniciativa para mejorar la calidad de vida de victimas del desplazamiento forzado, esto llevado a cabo por parte de la universidad de los llanos desde el programa de producción agropecuaria. [16] Adicional a esto el Programa de Alimentación y Nutrición (PAN), logró mejorar la calidad de vida de 19.900 personas en 24 municipios del departamento del Meta, a través del proyecto, que ofrece una ración de comida caliente a personas en extrema pobreza. [17]

2.1 CONTEXTO ECONÓMICO

La economía del departamento del Meta se basa principalmente en la agricultura, la ganadería, el comercio y la industria. Los principales cultivos son el arroz, palma africana, plátano, maíz, además de los de cacao, cítricos y otros frutales. Adicional a esto sigue siendo uno de los mayores productores de petróleo y gas. [10] Este departamento tiene a Bogotá como su principal centro de negocios, aprovechando su cercanía geográfica (86,2 kilómetros), lo que es positivo porque le asegura un mercado en constante crecimiento, pero consecuentemente, le ha restado posibilidades a la exploración de mercados internacionales. [10] El sector Agropecuario ha tenido un comportamiento descendente durante los últimos veinte años, aunque sigue haciendo parte de los principales componentes del PIB. La producción en el campo se concentra en arroz, palma, soya, plátano, yuca, maíz y algodón. Los sembrados de palma aumentan constantemente, desplazando productos como el arroz. Durante el periodo 2003 – 2008, según la Secretaría de Agricultura Departamental, las hectáreas cultivadas de palma pasaron de 60.857 a 111.441, mientras que las hectáreas cultivadas de arroz, durante el mismo periodo, pasaron de 100.108 a 88.028. [18] Villavicencio sigue siendo el principal centro de acopio y abastecimiento de los municipios del Meta y de los municipios de la Orinoquía colombiana, es el principal productor de arroz en el Meta, se comercializa en su territorio tres marcas, Montecarlo, Catira y el Arroz del Llano. [11] Pero debido a estos problemas el arroz es uno de los principales productos de la canasta familia, y un alimento indispensable al momento de combatir el hambre, ya que aporta gran cantidad de energía, tiene minerales como el calcio, hierro, zinc, fosforo y potasio; adicional a esto tiene vitaminas como B1, ácido fólico, B2 que el ser humano necesita diariamente para realizar sus actividades. [19]

2.2 CONTEXTO TEÓRICO

2.2.1 Ciclo hidrológico

Es el proceso en el cual el agua sufre una serie de procesos que a medida que pasan por el planeta van sufriendo una serie de transformaciones físicas. [4] El movimiento del agua en el ciclo es mantenido por la energía del sol y por la fuerza de gravedad. Los continentes y océanos pierden agua por la evaporación, pasando ese vapor de agua a la atmósfera y condensando en forma de nube. La saturación del vapor de agua en las nubes producen las precipitaciones en forma de lluvia, nieve o granizo, que al llegar a la superficie el agua en cantidades determinadas por la intensidad de la lluvia, así como por la porosidad, permeabilidad, espesor de la capa y humedad del suelo. Tiene dos posibilidades una se vierte directamente en las quebradas y arroyos que a su vez pasa a los ríos, océanos y a las grandes masas de aguas continentales; y la otra se infiltra en el suelo para formar aguas subterráneas. [4] Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo y puede evaporarse directamente o penetrar las raíces de las plantas para ser transpirada a través de las hojas en su proceso de fotosíntesis. A este proceso se le conoce como evapotranspiración, uno de los componentes más importantes del ciclo hidrológico, y uno de los más difíciles de cuantificar. [4]

Figura 3. Ciclo hidrológico

Fuente: [3]

2.2.2 Evapotranspiración

La evapotranspiración es la cantidad de agua que retorna a la atmósfera ya sea por transpiración de la vegetación como por evaporación del suelo, su magnitud depende del agua realmente disponible; es decir la que el suelo ha logrado retener para el consumo de la vegetación, como la que ha sido interceptada por esta. Los valores de intercepción de la precipitación por la cobertura vegetal, varía en función de la composición del bosque, sus características y ubicación. [4] La evapotranspiración es de suma importancia para el riego de los cultivos, por eso esta depende de las condiciones de humedad en las que se encuentre el suelo como ya se mencionó anteriormente. Existen dos tipos de evapotranspiración la real, que es la que se produce en las condiciones de humedad que tiene el suelo en un momento determinado y la evapotranspiración potencial, es la que se produciría si el suelo estuviera saturado. [4]

Figura 4. Proceso de la evapotranspiración

Fuente: [20]

La determinación de este parámetro es difícil cuantificarlo, y aún más cuando las estaciones no lo miden en campo; por lo que es necesario deducir el valor de la evapotranspiración mediante fórmulas empíricas. Aunque el cálculo de este es de suma importancia para el cálculo del balance hídrico, en la actualidad no existe una metodología para medirla a escala de cuenca, por lo que se estima mediante modelos. [6]

2.2.3 Evapotranspiración Potencial

La evapotranspiración potencial es la tasa máxima de evaporación de una superficie completamente sombreada por un cultivo verde, sin limitación en el suministro hídrico. [4] Según Thornthwaite en 1948, La evapotranspiración potencial (ETP) es la ET máxima que se produce si la humedad de un suelo y su cobertura vegetal se encuentran en condiciones óptimas, es decir, totalmente cubierto de vegetación y con suministro ilimitado de agua [21];otra definición de evapotranspiración potencial es la que establece la FAO donde dice que es la perdida de agua por evaporación y transpiración de un cultivo tomado como referencia (pastos) debido a condiciones climáticas [4]; la metodología que presenta la FAO toma como base el método de Penman-Montheith, publicada en 1998 y los mayores atributos de la fórmula de Penman-Montheith FAO es que permite estimar la evapotranspiración potencial en función de los elementos meteorológicos solamente (radiación solar neta, temperatura del aire, velocidad del viento y tensión de vapor del agua). Lo cual facilita el cálculo de esta y arroja datos más confiables. [21]

2.2.4 Evapotranspiración real

Es la evaporación que se produce en condiciones reales. A medida que el suelo se seca, la tasa de evaporación cae por debajo del nivel que generalmente mantiene en un suelo bien humedecido, esta evapotranspiración depende de la cantidad de humedad existente en el suelo. En un balance hídrico, la evapotranspiración potencial (o de referencia) sólo se lleva a cabo cuando el suelo dispone de bastante agua para suplirla, de modo que en los períodos sin humedad en el suelo el valor de la pérdida de humedad puede ser menor que el calculado, es lo que se conoce como evapotranspiración real, que para un mes en concreto sería la suma de la precipitación en ese periodo y la reserva de agua del suelo al inicio del mismo. [4] La evapotranspiración real es inferior a la evapotranspiración potencial por los siguientes factores:

Falta de agua en algunos periodos. [2] Variación de la evapotranspiración según el desarrollo de la planta. [2] Variaciones de las condiciones atmosféricas como la humedad y la

temperatura. [2] Evapotranspiración real: k* evapotranspiración potencial Donde K es variable y oscila entre 0,10 y 0,90, aproximándose a 1 cuando la planta está en su máximo desarrollo de foliación. [2]

Figura 5. Zonas de humedad del suelo

Fuente: [2] Cuanto mayor es la evapotranspiración real de una zona mayor es la formación de biomasa vegetal en la misma, si existe una limitación en función de la fertilidad del suelo, que podría constituirse en el factor limitante del crecimiento de esta biomasa vegetal. Las estimaciones adecuadas de la ETR de un cultivo permiten cuantificar la disponibilidad del recurso y determinar el dimensionamiento de las obras hidráulicas. [2]

2.2.5 Almacenamiento del agua en el suelo

Las aguas provenientes de la lluvia se infiltran por acción de la gravedad, los poros del suelo son muy pequeños y empujan el agua debido a la capilaridad. En el subsuelo se forman dos zonas: una saturada y otra llamada no saturada. En la zona no saturada se produce la transpiración, que por una parte está dada por las raíces de las plantas y por otra a causa del ascenso del agua por la capilaridad desde la zona saturada hacia la superficie. [22] A la superficie que separa la zona saturada de la no saturada se le denomina nivel freático. Dependiendo del volumen de precipitación y evacuación del agua, este nivel puede variar con el tiempo, cuando el nivel freático se aproxima a la superficie horizontal del terreno, origina zonas pantanosas. [22]

El suelo está compuesto de partículas sólidas, agua y aire. En un suelo totalmente inundado, el agua reemplaza el aire de los poros entre las partículas. [22]

2.2.6 Resistencia del cultivo

La transpiración de una superficie cultivada es usualmente menor que la evaporación de una superficie de aguas al aire libre debido a la resistencia adicional del flujo de agua en la planta y la transferencia de vapor de agua a través de los estomas. Pará cultivos altos, la turbulencia incrementada reduce la resistencia aerodinámica la cual resulta en valores más altos para la transpiración comparada con la evaporación de agua al aire libre.

2.2.7 Cultivo de Arroz

El arroz es un cereal considerado alimento básico en muchas culturas. Es el segundo cereal más producido en el mundo, después del maíz. El arroz es el cereal más importante en la alimentación humana y contribuye de forma muy efectiva al aporte calórico de la dieta humana actual. En términos generales los países centroamericanos son deficitarios en su producción de arroz de mayor a menor grado. Los mayores rendimientos promedios en el área centroamericana, se registran en el Salvador. [23] En Colombia en 1999, se destinaron 20.395 unidades productoras a la siembra de arroz mecanizado, de las cuales el 36,3% se ubicaron en la zona Centro; el 31,4% de estas se cultivaron en el Bajo Cauca; y el 15,4%en los Llanos, las restantes 16,8% pertenecen a la zona Costa Norte y Santanderes. [18] Entre 1999 y 2007 en todo el territorio nacional el área sembrada con arroz mecanizado pasó de 468.032 hectáreas a 383.690 hectáreas. Las zonas con mayor área sembrada fueron: Centro, con el 35,8% y 38,2% y Llanos con 35,7% y 37,2% (en los años 1999 y 2007, respectivamente) [23]; es importante tener en cuenta que en el año 1999 el 60% del arroz cultivado en la zona de los Llanos se sembró bajo el sistema de secano mecanizado y que para el primer semestre del año 1999, el 70% del área se cultivó bajo el sistema de secano. Esta proporción se mantiene para el año 2007. [18]

2.2.8 Requerimiento Del Cultivo De Arroz

Según Sativa en el 2003 dice que el arroz requiere de temperaturas relativamente altas (entre los 23 C y 27 C) y de suficiente radiación solar así como de un suministro suficiente de agua aproximadamente unos 1200 mm de precipitación bien distribuidos durante el ciclo del cultivo [23]; en el Meta el recurso hídrico es abundante aunque por falta de distrito de riego no está distribuido eficientemente, el agua aportada por las lluvias no se retiene en la forma debida; la precipitación oscila alrededor de los 2000 mm y 6000 mm al año (para subregiones altas de la cordillera), distribuida en una sola época es decir que se extiende desde abril hasta noviembre; la temporada de desarrollo del cultivo varía de 3 a 5 meses. [18] Estos factores inciden directamente en los procesos fisiológicos de la planta de arroz, que a su vez repercute en la presencia de plagas y enfermedades para el cultivo; el arroz se puede cultivar desde los 0 hasta los 800 metros sobre el nivel el mar (m.s.n.m), durante los meses de mayo, junio y la primera quincena de julio. [23] Para el crecimiento del arroz el suelo requiere alto contenido de arcilla que son los suelos que retienen y conservan la humedad al mismo tiempo. Las condiciones edafológicas de los suelos llaneros se caracterizan por la presencia de los principales nutrientes (nitrógeno, fosforo y potasio), también existe presencia de acidez que intensifica la dificultad de las plantas para absorber los pocos nutrientes del suelo; esta condición del suelo es una gran dificultad pero se aplican correctivos, como la fertilización edáfica, el buen manejo de los suelos y variedades de arroz tolerantes a problemas de fertilidad. [18] Agricultura Urbana Según un informe de la FAO la agricultura urbana ha sido definida como la práctica agrícola o el cultivo de plantas y la cría de animales en el interior y en los alrededores de las ciudades. La agricultura urbana proporciona productos alimentarios de distintos tipos de cultivos (granos, raíces, hortalizas, hongos, frutas), animales (aves, conejos, cabras, ovejas, ganado vacuno, cerdos, cobayas, pescado, etc.) así como productos no alimentarios (plantas aromáticas y medicinales, plantas ornamentales, productos de los árboles). [24] La agricultura urbana tiene múltiples beneficios en los cuales se encuentran los siguientes:

Las hortalizas tienen un ciclo de producción corto, algunas se pueden recolectar a los 60 días de la siembra, lo cual se adecua a la agricultura urbana. [8]

Los huertos pueden ser hasta 15 veces más productivos que las fincas rurales. Un espacio de apenas un metro cuadrado puede proporcionar 20 kg de comida al año. Los horticultores urbanos gastan menos en transporte, envasado y almacenamiento, y pueden vender directamente en puestos de comida, en la calle o en el mercado. Así obtienen más ingresos en vez de que vayan a parar a los intermediarios. [8],

La agricultura urbana proporciona empleo e ingresos para las mujeres pobres y otros grupos desfavorecidos. [8]

Puede generar un empleo por cada 100 metros cuadrados de huerto con la producción, suministro de insumos, comercialización y el valor añadido del productor al consumidor. [8]

También en muchas ocasiones se opta por cultivar en la ciudad porque se identifican espacios que no están siendo utilizados y se decide cultivar en ellos. Aprovechar patios, solares, lotes, antejardines y espacios citadinos en general es promover una visión utilitarista del uso del espacio. [8]

El continuo crecimiento de las ciudades y de las zonas urbanas implica que sea necesario implementar políticas para ayudar a la inseguridad alimentaria, además este tipo de agricultura es una actividad que se lleva a cabo en diferentes ciudades del mundo, especialmente en países de América del Sur. Actualmente la agricultura en áreas urbanas proporciona alimentos a unas 700 millones de personas que residen en ciudades y se calcula que para el año 2030 el crecimiento de la población se concentrara en las áreas urbanas de los países en vía de desarrollo.

La FAO apoya la transformación de la agricultura urbana, hacia un uso del suelo urbano y como actividad económica reconocida, integrada en las estrategias nacionales y locales de desarrollo agrícola, los programas de alimentación, nutrición y la planificación urbana. [24] En Colombia debido al acelerado crecimiento demográfico y de urbanización que se vive en las principales ciudades del país, sumado problemáticas como el desplazamiento, la pobreza, la violencia y contaminación ambiental; esto repercute directamente en los niveles de desnutrición de las personas especialmente de los niños, mujeres embarazadas y adultos mayores [25];en Bogotá la práctica de la agricultura urbana se hace desde hace mucho tiempo, pero solo fue en el 2004 con la administración del ex alcalde Luis Eduardo Garzón que se institucionaliza como proyecto de gobierno distrital y componente de programa ―Bogotá sin hambre‖. Este proyecto aún se encuentra vigente y ha sido liderado hasta el momento por el Jardín Botánico José Celestino Mutis, esta entidad tiene experiencia e investigación referente a la producción de especies andinas alimenticias y medicinales sumado al desarrollo de cultivos en terrazas y otras zonas blandas, este proyecto se ha llevado en localidades como Bosa, Chapinero, Usme, Suba y Engativá. [26]

Existen cuatro sistemas opcionales de producción, cuyas diferencias entre si se determinan en función de la tecnología del manejo del tiempo y recursos, orientación y condiciones de implementación; estos sistemas de muestran a continuación:

Huertos intensivos en zonas verdes peri-urbanas Depende de la tenencia y propiedad de la tierra, la disponibilidad del suelo, agua y combinación de prácticas orgánicas en función de la disponibilidad y acceso a la fuente de materia orgánica; este sistema está dirigido al autoconsumo o la comercialización. [25]

Huertos caseros individuales o comunitarios urbanos Se realiza en patios y sitios urbanos o periurbanos, en áreas de 40 a 2000 metros, disponibles muchas veces en los municipios o sitios abandonados en las ciudades, esta alternativa no cuenta con la productividad ni la tecnología dado que son condiciones de tipo extensivo. [25]

Huertos organopónicos urbanos sostenibles Integra una tecnología orgánica, centralizada en la preparación del campo con el apoyo gubernamental a los sistemas productivos, que son compartidos por la población local, tanto en la producción como en el consumo y venta para la generación de ingresos. [25]

Micro huertas con hidroponía simplificada Se realiza en patios, balcones, techos, es una tecnología ampliamente desarrollada en muchos países. La hidroponía se presenta como una alternativa ya que responde muy bien al concepto de huerto familiar que va desde 4 m a 5 m hasta constituirse en micro empresas hidropónicas de 2 m a 300 m, que orientan su producción a restaurantes. La tecnología ha sido probada y permite aprovechar los espacios muy reducidos. [27]

2.2.9 Balance Hídrico

Uno de los principales objetivos del balance hídrico en la hidrología es solucionar importantes problemas hidrológicos, teóricos y prácticos. A partir de un estudio de balance hídrico es posible hacer una evaluación cuantitativa de los recursos agua y su modificación por influencia de las actividades del hombre. [28]

El conocimiento de la estructura del balance hídrico de lagos, cuencas superficiales y cuencas subterráneas, es fundamental para conseguir un uso racional del recurso hídrico, para su distribución. También ayuda en la predicción de las consecuencias debidas a cambios artificiales en el régimen de ríos, lagos y agua subterránea. [4] Con los datos del balance hídrico es posible comparar recursos específicos de agua en un sistema, en diferentes periodos de tiempo, y establecer el grado de su influencia en las variaciones del régimen natural. Después del análisis inicial, es posible detectar deficiencias en la distribución de estaciones de observación y descubrir errores sistemáticos de medición. [28] Finalmente el balance hídrico permite una evaluación indirecta de cualquier componente desconocido por diferencia de los componentes conocidos. El balance hídrico para la atmosfera está dado por la siguiente ecuación

=

(1) Donde

: Flujo neto de humedad en la atmosfera

: Evapotranspiración

: Precipitación

: Cambio del almacenamiento de agua en la atmosfera por unidad de tiempo.

[28]

3 Metodología

Para la realización del proyecto, la metodología se divide en 5 fases, los cuales fueron:

Revisión bibliográfica de las metodologías para la estimación de la evapotranspiración real en latitudes ecuatoriales.

● Recolección y análisis de información de datos relacionados para la

estimación de la evapotranspiración.

● Elaboración del instrumento de medición en campo y toma de datos.

● Comparación de métodos de estimación y conceptual con ayuda de ecuaciones empíricas y parámetros obtenidos.

● Análisis de resultados, conclusiones y recomendaciones.

3.1 Revisión bibliográfica de las metodologías para la estimación de la

evapotranspiración real en latitudes ecuatoriales.

3.1.1 Método de Thornthwaite

Thornthwaite introdujo el término evapotranspiración potencial (ETP) para expresar "la cantidad de agua que perderá una superficie completamente cubierta de vegetación en crecimiento activo si en todo momento existe en el suelo humedad suficiente para su uso máximo por las plantas". [4] Para el cálculo de la ETP de un mes determinado, se debe corregir la ETP mediante un coeficiente que tenga en cuenta el número de días del mes y horas de luz de cada día, en función de la latitud. Para lo cual se introduce el índice de iluminación mensual en unidades de 12 horas, que deberá multiplicar a la ETP para obtener la ETR según Thornthwaite (mm/mes) final. [4]

Es el método más antiguo, basado en experimentos efectuados con los lisímetros y centrados en la temperatura media del área o cuenca.

(2)

: Evapotranspiración. Mm/mes

Temperaturas media mensual. ºC Donde I se refiere al índice calorífico calculado de forma

(3)

Índice térmico anual. (Adimensional) Meses del año

: Índice térmico mensual

El cálculo de se realiza basados en el índice calorífico

(4)

=coeficiente experimental de ajuste Este método subestima la EPT calculada durante el verano cuando ocurre la radiación máxima del año, además la aplicación de la ecuación a periodos cortos de tiempo puede llevar a errores, durante periodos cortos la temperatura promedio no es una medida propia de la radiación recibida, durante periodos largos, la temperatura y la ET son funciones similares de la radiación neta, estos se auto relacionan cuando los periodos considerados son largos y la formula la estima con precisión. [28]

3.1.2 Método Turc

La ecuación fue establecida empíricamente comparando las precipitaciones y la escorrentía de 254 cuencas, fue desarrollado en zonas húmedas en Europa pero fue ajustado para los casos en los que la humedad relativa es menor a 50%. El método de Turc parte de la ecuación de Priestley-Taylor (7), esta es utilizada como una aproximación para el cálculo de evapotranspiración considerando

(5)

: Coeficiente que varía entre valores de 1.26 para zonas húmedas (humedad relativa > 60%) y 1.74 para zonas áridas (humedad relativa < 60%).

Pendiente de la curva de presión de vapor a saturación ⁄ . Constante psicométrica en ⁄ .

Radiacion neta en ⁄ .

Densidad de flujo de calor del suelo en ⁄ . [29] Los datos necesarios para calcular la evapotranspiración son albedo, heliofanía efectiva mensual, humedad relativa, presión atmosférica y velocidad del viento. [29] Frente a la dificultad de contar con la información requerida por la formulación de Priestley-Taylor, Turc propone una relación empírica en términos de temperatura y radiación de la forma:

(6)

En mm/día, para pero;

En mm/día, para donde; 0,31=coeficiente de corrección de la humedad 2.09=coeficiente de corrección del flujo de calor del suelo 15=constante psicométrica

Es la temperatura promedio de ºC,

Es la radiación solar neta expresada en mm/día Es la humedad relativa %. [29]

3.1.3 Ecuación de Budyko

{

[

]}

(8) : Evapotranspiración real en mm/año

Evapotranspiración potencial en mm/año Precipitación en mm/año. Según Budyko, la dependencia del balance de radiación en la superficie terrestre sobre las condiciones de humedad. En la mayoría de las regiones geográficas con un clima más o menos húmedo, el albedo de la superficie terrestre varía relativamente poco con los cambios en las condiciones de humedad. Dado que, en condiciones de suficiente humedad, la diferencia media entre las temperaturas de la superficie terrestre y el aire es pequeña, resulta que los valores de evaporación potencial pueden ser calculados por el balance de radiación determinado para el estado real de la superficie terrestre [30]; por esta razón se atribuye las funciones exponenciales las cuales son representadas a través de las funciones hiperbólicas trigonométrica. [30]

3.1.4 Ecuación de Cenicafé

Esta metodología permite calcular la evapotranspiración potencial (ETP) de forma sencilla, pues en dicha ecuación la ETP solo depende de la elevación sobre el nivel del mar. La ecuación [9] fue producto de una regresión elaborada por Cenicafé entre los valores de evapotranspiración y la altura sobre el nivel del mar. Las estimaciones de ETP fueron obtenidas al aplicar el método de Penman-Monteith a los datos de las estaciones climáticas de Colombia:

(9) Donde, ETP: es la evapotranspiración potencial (mm/año) y h es la elevación (m). [31]

3.1.5 Ecuación Factor Regional

Estima la evapotranspiración real mediante la siguiente ecuación empírica: Donde,

( ( )

)

⁄

es la evapotranspiración real (mm/año), es la precipitación media en la cuenca (mm/año), Es el equivalente de agua de la radiación neta con Rn=1172,69 en (mm/año)

Es un parámetro que depende de la escala temporal de estimación de la variable.

El método asume que la evaporación anual no excede los valores correspondientes

a P o Rn y dispone de la relación P/Rn en el intervalo 0,23 1,97.

Esta metodología propone para cálculo del factor en la región de trabajo, el valor que minimiza el error medio entre las evaporaciones estimadas y las obtenidas al realizar el balance de largo plazo. En 52 cuencas con áreas entre 25 y 5300 km2

con condiciones climáticas diferentes, se encontró un valor de 1,91 con muy

buenos resultados, pero aplicable para zonas con 0,85 6,37. [32]

3.1.6 Ecuación de Countagne

Esta ecuación se basa en las condiciones meteorológicas de la cuenca. De una estimación de la evapotranspiración real en función de la precipitación y la temperatura de la forma:

(11) Donde

Es la evapotranspiración real en m/año

Es la precipitación en m

(12)

Donde T es la temperatura media anual en °C. La ecuación [8] solo es aplicables

para valores de P comprendidos entre 8 )-1 y 2 )-1 . Si las precipitaciones son

inferiores a 8 )-1 entonces: ETR P ([5]). Si P > 2 )-1 entonces:

(13)

3.1.7 Ecuación de García y López

Por medio de esta ecuación se calcula la evapotranspiración potencial. Utiliza las correlaciones hechas en seis estaciones netamente tropicales dentro del rango latitudinal 15°N y 15°S y la temperatura y la humedad relativa, obteniendo la ecuación:

(14) Válido solo para temperaturas mayores o iguales a 10°C. ETP en mm/día y:

(15)

Siendo T es la temperatura media del aire en °C, y HR es la humedad relativa media diurna dada por:

[32] (16)

3.2 Recolección Y Análisis De Información De Datos Relacionados

Para La Estimación De La Evapotranspiración.

La primera etapa del proyecto se basó en la recolección de la información de la ciudad de Villavicencio y de las series de precipitación, temperatura y humedad

relativa; información que se obtuvo a través de las estaciones climatológicas del IDEAM.

Figura 6. Mapa de estaciones

Fuente. Autores

Como lo muestra el mapa se evidencia la ubicación de las estaciones y el nombre; se tomaron estas estaciones para el proyecto por que presentaban una serie de datos diarios completa, ya que en muchas de las estaciones de la ciudad de Villavicencio se presentan datos muy incompletos o se encuentran suspendidas. La primera estación es la estación llamada CABADA LA HDA se encuentra ubicada en el municipio de Cumaral, con una latitud norte de 40 30’04‖ y una longitud Oeste de -730 35’ 75‖. La segunda estación que se tomo fue la estación HOLANDA LA ubicada en el municipio de Granada, con una latitud norte de 30 51’63‖ y una longitud oeste de 730 71’ 60‖. La tercera estación es la estación de Mesetas ubicada en el municipio de Mesetas, con una latitud norte de 30 38’ 00‖ y una longitud oeste de 740 04’ 29‖. Finalmente se encuentra la estación de PTO LLERAS ubicada en el municipio de Puerto Lleras, con una latitud norte de 30 26’ 76‖ y una longitud oeste de 730 37’ 31‖.

Los datos de las estaciones se tomaron para un periodo de tiempo de 22 años, desde los años de 1992- 2014; se tomaron los datos de la estaciones mostrados

en la Tabla 1 debido a que estas son estaciones climatológicas ordinarias que en el proyecto contaban con un registro de datos más completo, para cada una de las variables necesaria y poder calcular la evapotranspiración mediante los métodos de estimación de esta.

Tabla 1. Estaciones

Nombre Código Tipo Municipio Departamento Norte Este

CAVADA LA HDA

35045020 Climatológica ordinaria

Cumaral Meta 4.300444 -73.3575

PUERTO LLERAS

32075080 Climatológica ordinaria

Puerto Lleras

Meta 3.267694 -73.373194

MESETAS 32075050 Climatológica ordinaria

Mesetas Meta 3.380056 -74.042972

HOLANDA LA

32075040 Climatológica ordinaria

Granda Meta

Meta 3.516333 -73.716028

Fuente: Autores

Una vez que se obtuvieron las bases de datos para cada una de las variables, se tomaron los registros diarios de los meses de Enero, Febrero, Marzo, Abril y Mayo, debido a que en estos meses se evidencia la transición de la temporada seca a la de temporada de lluvias para la ciudad de Villavicencio; que presenta un compartimiento donde sus picos más alto, en los meses en Marzo y Noviembre. Cuando ya se obtuvo los registros diarios de los datos por mes y por año se realizó un promedio multianual diario por cada uno de los meses, para las variables de humedad relativa, temperatura y precipitación; se analizó cada una de estas variables con el fin de establecer el comportamiento a lo largo del tiempo (apartado 4.1). Luego se realizó un promedio anual diario, después se sumaron los promedios diarios arrojados para cada tres días con el fin de obtener un dato cada tres días; al final de esto se obtuvo un registro de 50 datos en total para cada una de las variables y el total de los meses estudiados, posteriormente se realizó una interpolación donde se tomaron las coordenadas de los evaporímetros y los datos obtenidos por las estaciones, con el fin de que al momento de interpolar se arrojaran los datos reales para la zona de estudio comparándolos con los datos tomados en campo.

3.3 Elaboración del instrumento de medición en campo y toma de

datos.

Para la obtención de datos en campo, se construyó cinco evaporímetros estos se ubicaron por todo el barrio que tiene un área de 160.189,4961 m2 y cada 32.037,89 m2 se instaló un evaporímetro. Se escogieron 5 cilindros, aquellos, de color blanco con tapa hermética y una capacidad de 33.8 cm. Se perforo el fondo del envase para poder atornillar un pequeño tornillo de gancho, cuando el tornillo se encontraba instalado; se verifico que no se encontrara escape de agua es recomendable sellar adicionalmente con un adhesivo para plástico. Luego se agregó 18 ml de agua destilada y 26 g de yeso en polvo, formándose una pasta en el envase y mezclando muy bien con una espátula. Por último, se dejó secar en reposo. [33] El instrumento entrega datos comparativos de la evaporación, sirviendo para la obtención simultánea de gran cantidad de valores integrados, cubriendo períodos de tres días. [33]

Fuente: [33]

Según Weinberger en el 2000, los promedios de error del instrumento oscilan entre 3,1 y 8,5%, en condiciones relativamente uniformes (prado abierto, bosque cerrado) los errores estándares tienden a ser más. [33] Después de dejar secar 3 días los evaporímetros, se encontraban listos para ser saturados de agua, y así tomar medidas acumuladas de 3 días. Para la saturación es un proceso que tardaba 3 horas, el cual se agrega el agua gota a gota, de forma

Figura 7. Evaporímetro simple.

que el yeso continúe en condiciones ideales, es decir que continúe en estado sólido. El punto de saturación se manejó en 12,3 ml de agua. El evaporímetro es pesado inicialmente, donde le autor menciona que tiene una exactitud de 0,01g. [33] Los evaporímetros se instalaron en 5 puntos dispersos en el barrio, donde cada punto cumple las características de exposición es decir, debe instalarse colgado del gancho, sin tapa y en total exposición al sol; luego de esto al finalizar la medición debe taparse para ser pesado de tal forma que se distribuyen en zonas donde cumplan con las características y cubran un espacio de distancia entre ellos de 32.037,89 m2 para un total de área de 166.189,89 m2. Ya ubicados los evaporímetros en las 5 zonas, se tomaron mediciones cada 3 días durante 5 meses; de tal forma que se obtuvieron 50 datos por evaporímetro. Estos datos se obtenían, de la sustracción del peso inicial menos el final. De tal forma que la diferencia de pesos será el peso del agua evaporada, y convirtiéndola en volumen con ayuda de la densidad (1g/ml) se obtuvo el volumen (ecuación 11), así mismo el volumen obtenido en ml se realizó la conversión a mm3 para hallar la lámina de agua. Habría que decir que con la ecuación 12. Se obtuvo la lámina de agua por muestra, siendo la base del cilindro 24.45 mm2.

(11)

(12)

3.4 Comparación de métodos de estimación con ayuda de ecuaciones

empíricas y parámetros obtenidos.

Antes de examinar y desarrollar las metodologías, fue necesario realizar mapas de interpolación con los datos obtenidos de las estaciones, esta interpolación se realizó a través de la herramienta ArcGis, y su extensión IDW. La interpolación IDW es un método que interpola los datos de una muestra dándole mayor peso a los valores que se ubican más cerca y menos a los lejanos. Que se considera que el peso de cada muestra es inversamente proporcional a la distancia desde el punto que se está tomando la muestra. Con el objetivo de obtener parámetros climatológicos requeridos por cada método a desarrollar, donde es necesario precipitación, temperatura y humedad relativa para cada evaporímetro. [34]

A partir de los mapas de interpolación, se sacaron los datos para cada punto de los evaporímetros, con el fin de aplicar los métodos en cada evaporímetro y en periodo de 3 días como las muestras tomadas en campo. Cada dato se tomó en el punto donde se encontraba geo referenciado cada evaporímetro, entendiéndose que es una distancia pequeña. Así mismo con la ayuda de los datos de precipitación y temperatura se desarrollaron los métodos.

3.4.1 Método de Thornthwaite.

Esta metodología se aplica con el fin de obtener la evapotranspiración potencial, de forma que su resultado es usado para hallar la evapotranspiración real para el método de Budyko. Este método se basa en la variación del índice calorífico (I) (ecuación 3), partiendo de la temperatura (T) en Celsius (tabla 28) con una corrección en función (a) de la duración astronómica del día (ecuación 4). Los datos hallados de temperatura de las interpolaciones son los tomados para aplicar dicha fórmula en la herramienta Excel (Anexo A) obteniendo resultados 1 para cada evaporímetro de forma acumulada, es decir cada 3 días.

3.4.2 Método de Budyko

En esta metodología se parte de la evapotranspiración potencial (ETP) bien sea, calculada o tomada en campo para ser transformada en real. Para la aplicación de esta metodología, se utilizaron los datos de precipitación de la tabla 28, y con ayuda del resultado de evapotranspiración potencial hallada con la metodología de Thornthwaite tabla 29-33, en el programa Excel se adaptó la ecuación para calcular la evapotranspiración real para todos los evaporímetros, para un total de 50 muestras.2

1 Los resultados del método se encuentran en el Anexo A-Hoja Thornthwaite. 2 Los resultados del método se encuentran en el Anexo A- Hoja Budyko

3.5 Método Turc.

Por medio de esta metodología se calcula la evapotranspiración real diaria sobre la superficie horizontal; mediante la temperatura media mensual y una corrección basada en la humedad relativa. Como se muestra en la ecuación 6. Cuando la humedad es mayor al 50% se usa esta por el contrario se debe usar la ecuación 7. En este caso para la zona de estudio la humedad es mayor al 50%, entonces se utilizó la ecuación 6. Esta decisión fue tomada en base a los datos3 de humedad relativa del (anexo A-Datos), los resultados en la zona de estudio para este parámetro se obtuvieron a través de interpolaciones que se realizaron con en el software ArcGis. Se aplicó este método debido a que sus resultados se obtienen en días de forma que se adaptan a las mediciones en campo; es decir, que se adapta para establecer resultados cada 3 días.

Para la aplicación del método también fue necesario calcular la radiación neta por día, siendo un parámetro el cual se puede promedia de manera mensual; a partir del mapa de irradiación nacional medio diario del IDEAM, se obtuvieron los datos de radiación a partir del mapa de irradiación nacional medio diario Figura 8. En este mapa solo basta con ubicar la zona de interés para que entregue los datos medios del día.

3 Los resultados del método se encuentran en el Anexo A- Hoja Turc.

Figura 8. Mapa de Irradiación mensual

Fuente. [35]

En la Tabla 2. Se evidencia el manejo de los datos para los meses de Enero, Febrero, Marzo, Abril y Mayo del promedio la radiación diaria mensual. También para el uso de la radiación es necesaria obtenerla en mm/día por lo cual se aplicaron las conversiones respectivas para su aplicación.

Tabla 2. Resultados de irradiación media mensual

Meses

Hora Enero Febrero Marzo Abril Mayo

0:00 0 0 0 0 0

1:00 0 0 0 0 0

2:00 0 0 0 0 0

3:00 0 0 0 0 0

4:00 0 0 0 0 0

5:00 0.1 0.1 0.1 0.7 1.6

6:00 38.5 32.9 35.1 53.8 58.5

7:00 186.1 145.5 134 167.8 169.3

8:00 384.5 311.1 270 304 303

9:00 602.6 500.6 426.6 466.8 451.5

10:00 758.7 656.2 540.9 572 549.6

11:00 743.9 709.7 591.5 614.9 615.4

12:00 723.3 646.1 630 627.4 604.6

13:00 618.2 583.4 597.8 555.5 510.2

14:00 181.2 462.8 488.8 431.8 444.4

15:00 315.7 327 326.8 302.9 295.7

16:00 167.7 170.4 176.9 152.5 148.4

17:00 40 46.9 44 31.6 32.2

18:00 0.6 0.6 0.3 0.2 0.2

19:00 0 0 0 0 0

20:00 0 0 0 0 0

21:00 0 0 0 0 0

22:00 0 0 0 0 0

23:00 0 0 0 0 0

Promedio 198.39 191.40 177.63 178.42 174.36

Fuente. Autores

Aplicando la ecuación 10. A partir de los datos obtenidos en la interpolación, que se halló para cada evaporímetro durante 5 meses. Con el programa Excel4 se aplicó la ecuación 10. Y se remplazaron los términos de temperatura con la Tabla 3.

Tabla 3. Variables para calculo método Turc-evaporímetro 1.

Evaporímetro 1

Muestra Temperatura (ºC)

Radiación (mm/día)

Sn

1 26.39 0.71 0.29

2 26.56 0.71 0.29

3 26.51 0.71 0.29

4 26.52 0.71 0.29

5 26.78 0.71 0.29

6 26.75 0.71 0.29

7 26.50 0.71 0.29

8 26.85 0.71 0.29

4 Los datos completos por cada evaporímetro se encuentran en los Anexos A-Turc

9 27.12 0.71 0.29

10 27.23 0.71 0.29

11 26.78 0.69 0.28

12 27.09 0.69 0.28

13 26.73 0.69 0.28

14 26.86 0.69 0.28

15 27.07 0.69 0.28

16 27.30 0.69 0.28

17 27.09 0.69 0.28

Fuente. Autores

Tabla 4. Variables para calculo evaporímetro 2.

Evaporímetro 3

Muestra Temperatura (ºC)

Radiación (mm/día)

Sn

1 26.39 0.71 0.29

2 26.56 0.71 0.29

3 26.51 0.71 0.29

4 26.53 0.71 0.29

5 26.78 0.71 0.29

6 26.76 0.71 0.29

7 26.50 0.71 0.29

8 26.85 0.71 0.29

9 27.12 0.71 0.29

10 27.23 0.71 0.29

11 26.78 0.69 0.28

12 27.10 0.69 0.28

13 26.73 0.69 0.28

14 26.86 0.69 0.28

15 27.07 0.69 0.28

16 27.30 0.69 0.28

17 27.09 0.69 0.28

Fuente. Autores

Tabla 5. Variables para calculo evaporímetro 3.

Evaporímetro 3

Muestra Temperatura (ºC)

Radiación (mm/día)

Sn

1 26.39 0.71 0.29

2 26.56 0.71 0.29

3 26.51 0.71 0.29

4 26.53 0.71 0.29

5 26.78 0.71 0.29

6 26.76 0.71 0.29

7 26.50 0.71 0.29

8 26.85 0.71 0.29

9 27.12 0.71 0.29

10 27.23 0.71 0.29

11 26.78 0.69 0.28

12 27.10 0.69 0.28

13 26.73 0.69 0.28

14 26.86 0.69 0.28

15 27.07 0.69 0.28

16 27.30 0.69 0.28

17 27.09 0.69 0.28

Fuente. Autores

Tabla 6. Variables para calculo evaporímetro 4.

Evaporímetro 4

Muestra Temperatura (ºC)

Radiación (mm/día)

Sn

1 26.39 0.71 0.29

2 26.57 0.71 0.29

3 26.51 0.71 0.29

4 26.53 0.71 0.29

5 26.78 0.71 0.29

6 26.76 0.71 0.29

7 26.50 0.71 0.29

8 26.85 0.71 0.29

9 27.12 0.71 0.29

10 27.23 0.71 0.29

11 26.78 0.69 0.28

12 27.10 0.69 0.28

13 26.73 0.69 0.28

14 26.86 0.69 0.28

15 27.07 0.69 0.28

16 27.30 0.69 0.28

17 27.10 0.69 0.28

Fuente. Autores

Tabla 7. Variables para calculo evaporímetro 5.

Evaporímetro 5

Muestra Temperatura Radiación Sn

(ºC) (mm/día)

1 26.39 0.71 0.29

2 26.56 0.71 0.29

3 26.51 0.71 0.29

4 26.53 0.71 0.29

5 26.78 0.71 0.29

6 26.76 0.71 0.29

7 26.50 0.71 0.29

8 26.85 0.71 0.29

9 27.12 0.71 0.29

10 27.23 0.71 0.29

11 26.78 0.69 0.28

12 27.10 0.69 0.28

13 26.73 0.69 0.28

14 26.86 0.69 0.28

15 27.07 0.69 0.28

16 27.30 0.69 0.28

17 27.09 0.69 0.28

Fuente. Autores Para la comparación de datos tomados en campo, frente a los datos proporcionados por las metodologías se usaron las métricas de desempeño. La métrica absoluta se usa para medir la estimación frente a la media. De forma que se realizó la sumatoria de la sustracción entre los datos metódicos y los datos observados; con el fin de hallar las estimaciones de los métodos sobre las observadas. De igual forma para hallar la diferencia entre el método y las observaciones, se utilizó la métrica de desempeño, basado en el error relativo de la media absoluta donde comprando el resultado metódico versus lo observado y calculado su desviación estándar. Además para conocer si la relaciones son inversamente proporcional o proporcional, se utilizó el coeficiente de relación; Ecuación 15 donde relacionando, la desviación típica de los datos observados y la desviación típica de los datos metódicos. Se encontró la relación proporcional entre ellos. A partir de los datos tomados en campo, la media muestra, resultados métricos y media de los resultados métricos.

3.6 Aplicación de la metodología escogida para el cultivo del Arroz

El caso de estudio que se escogió para aplicar el método de estimación de la evapotranspiración real que mejor se ajustó a las condiciones del sitio del estudio, fue el cultivo de arroz ya que este es de suma importancia para la canasta familiar Colombiana, también es el cereal más importante en la alimentación humana y contribuye de forma muy efectiva al aporte calórico de la dieta humana actual, adicional a esto implementando innovadoras técnicas de sembrar como por ejemplo la agricultura urbana se convierte en un cultivo muy eficiente, no solo en términos de espacio sino en cantidad de granos cosechados, ya que en un espacio de 1m2 se pueden sembrar hasta 150 plantas de arroz. [18] Una vez se obtuvo la metodología que mejor se ajustó a las condiciones de la zona de estudio, se realizaron dos balances hídricos con el fin de establecer cuan eficiente son las condiciones de ese terreno si se desea sembrar este grano, para el balance hídrico agrícola del cultivo de arroz se tomó de manera teórica el registro de la evapotranspiración potencial para la ciudad de Villavicencio proporcionado por el IDEAM, luego se calculó la evapotranspiración real y el resto de variables del balance. Para el Balance Hídrico que se realizó del barrio Hierbabuena también se tomó un área de 1m2 como en el otro balance; se tomaron los datos de evapotranspiración real y potencial hallados a partir de los métodos de estimación de esta, donde se encontró cuáles son las condiciones reales de disponibilidad de agua si se quiere sembrar arroz implementando agricultura urbana para el barrio.

4 Resultados

4.1 Análisis de la revisión bibliográfica de las metodologías para el

cálculo de la evapotranspiración real.

Una vez realizada la revisión bibliográfica de los métodos de estimación para el cálculo de la evapotranspiración real, analizando las condiciones ambientales de la zona de estudio y el registro de los datos tomados en campo, se tomaron los que los métodos que se muestran en la Tabla 8, para realizar la comparación; debido a que en las ecuaciones de estos métodos se pueden adaptar las constantes para poder calcular la evapotranspiración de forma diaria y así compara esta con los datos tomados en campo, ya que en muchos métodos las constantes para calcular este parámetro se encuentran de forma mensual o anual y no se pueden modificar.

Tabla 8. Métodos de estimación de la evapotranspiración real.

MÉTODO ECUACIÓN VENTAJAS DESVENTAJAS REFERENCIA

MÉTODO DE TURC

Es bueno aplicar este método a las cuencas con las características climáticas y topográficas que fueron objeto del estudio.

Requiere datos de insolación y humedad relativa que no siempre se encuentra registro de estos.

[31]

MÉTODO DE THORNTHWAITE

El método es muy empleado en la estimación del balance hídrico para Climatología e Hidrología de cuencas. Se obtienen buenos resultados en zonas húmedas con vegetación abundante.

La temperatura no es buena indicadora de la energía disponible para la evapotranspiración. El viento puede ser un factor importante en algunas áreas requiriéndose en ocasiones para ello, un factor de corrección.

[36]

ECUACIÓN DE BUDYKO

Este método se puede aplicar para las zonas donde exista más o menos un buen contenido de humedad, debido a que bajo estas condiciones no se encuentra una gran variación en los valores de la temperatura.

Para aplicar este método es necesario tener un buen contenido de humedad en el suelo, de lo contrario si se tiene un suelo con un gran porcentaje de aridez será difícil cuantificar la evapotranspiración.

[37]

Fuente: Autores

4.2 Análisis descriptivo de la información de las variables para el

cálculo de la evapotranspiración.

El análisis descriptivo se realizó para los registros de cada tercer día con el fin de poder comparar los datos tomados en campo, con los datos de las estaciones; para

los meses de Enero, Febrero, Marzo, Abril y Mayo promediando los años desde 1992 hasta el 2014 de cada una de las estaciones, debido a que en este periodo de tiempo se muestran datos más completos para las estaciones escogidas, se generaron diagramas para precipitación, humedad relativa y temperatura para determinar el comportamiento de las variables en cada uno de los meses.

4.2.1 Precipitación

Figura 9. Histograma de precipitación en el mes de Enero

Fuente: Autores

Como lo muestra la Figura 9. la mayor cantidad de precipitación se presenta entre los días del 4 al 6 de enero, que es donde presenta su pico más alto, en estos días se precipito un promedio de 9,35886 mm, los días que menos se precipito fueron 1 al 3 y del 13 al 15 de enero; los otros días del mes el promedio de la precipitación fue de 3,725136 mm.

0123456789

10

Da

tos

Dias

Precipitación multianual diaria para el mes de Enero

Figura 10. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Enero

Fuente. Autores Como lo muestra el diagrama de barras de la Figura 10, la mayor cantidad de precipitación se presenta entre los días del 4 al 6 de enero, que es donde presenta su pico más alto, en estos días se precipito un promedio de 9,35886 mm, los días que menos se precipito fueron 1 al 3 y del 13 al 15 de enero; los otros días del mes el promedio de la precipitación fue de 3,725136 mm

0

2

4

6

8

10

12

14

Da

tos

Dias

Precipitación multianual diaria para el mes de Febrero

Figura 11. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Febrero

Fuente. Autores

Para el mes de Marzo se evidencia un aumento en los niveles de precipitación para los últimos días del mes ya que la temporada de lluvia empieza desde Abril y se extiende hasta Noviembre.

Figura 12. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Abril

Fuente. Autores

0

5

10

15

20

25

30

35

40D

ato

s

Dias

Precipitación multianual diaria para el mes de Marzo

0

10

20

30

40

50

60

Da

tos

Dias

Precipitación multianual diaria para el mes de Abril

Se observa en el diagrama de barras de la Figura 12, que en el mes de abril se empiezan a registrar a registrar valores altos de lluvias, debido a que en este mes empieza la temporada de lluvias. También se observa que se intensifican los registros de estos valores es a los últimos días del mes mostrando un promedio de 41,011132 mm de precipitación.

Figura 13. Diagrama de barras de precipitación en el mes de Mayo

Fuente. Autores

Al igual que el diagrama de barras de la Figura 13, se evidencia un aumento en la lluvia de manera considerable, los días en los que más cayeron lluvias fueron el 1 al 3 de mayo de 53,80 mm, obteniendo un promedio de 45,041506 mm de precipitación a lo largo del mes.

4.2.2 Temperatura

Según el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), la temperatura promedio de la capital del Meta es de 25.5 ºC. Al medio día la temperatura máxima media oscila entre 28 ºC y 32ºC. En la madrugada la temperatura mínima está entre 20 ºC y 22 ºC. El sol brilla cerca de 4 horas diarias en los meses lluviosos, pero en los meses secos de principios de año, la insolación es ligeramente mayor a 5 horas/día. [6]

0

10

20

30

40

50

60

Da

tos

Dias

Precipitación multianual diaria para el mes de Mayo

Figura 14.Grafica de temperatura registrada en el mes de Enero

Fuente. Autores

La grafica de la Figura 14, muestra como la temperatura registrada tiende a aumentar a lo largo del mes siendo los últimos días los de mayor aumento de esta; enero hace parte de los meses con temporada seca así que este mes muestra un registro en promedio de 27 ºC en la temperatura.

25,8

26

26,2

26,4

26,6

26,8

27

27,2

27,4

Da

tos

Dias

Temperatura multianual diaria para el mes de Enero

Figura 15. Grafica de temperatura registrada en el mes de Febrero

Fuente. Autores

La grafica de la Figura 15, indica un aumento en la temperatura para la mitad del mes de febrero registrando un promedio de 27,06 C; se evidencia que a media que pasan los días aumenta la temperatura.

Figura 16.Grafica de temperatura registrada en el mes de Marzo

Fuente. Autores

26,426,526,626,726,826,9

2727,127,227,327,4

Da

tos

Dias

Temperatura multianual diaria para el mes de Febrero

2525,225,425,625,8

2626,226,426,626,8

Da

tos

DIas

Temperatura multianual diaria para el mes de Marzo

La grafica de la Figura 16, muestra que en este mes se registran dos picos uno máximo con un promedio en la temperatura de 26,7 C y otro pico en su valor mínimo con un promedio de 25,5 C.

Figura 17. Grafica de temperatura registrada en el mes de Abril

Fuente. Autores

La grafica de la Figura 17, muestra los valores mas altos de temperatura al inicio del mes de abril con un promedio de 26 C, y a medida que pasa el mes va disminuyendo el registro de los valores con un promedio de 25,4 C.

25

25,2

25,4

25,6

25,8

26

26,2

Dat

os

Dias

Temperatura multianual diaria para el mes de Abril

Figura 18. Grafica de temperatura registrada en el mes de Mayo

Fuente. Autores

La grafica de la Figura 18, muestra una disminución en la temperatura registrada con un promedio en los valores registrados de 25 C, a lo largo de este mes.

4.2.3 Humedad Relativa

Para Villavicencio, la humedad relativa del aire oscila durante el año entre 67% y 83%, siendo mayor en los meses de junio y julio y menor en el primer trimestre del año. [6]

24,724,824,9

2525,125,225,325,425,525,625,7

Da

tos

Dias

Temperatura multianual diaria para el mes de Mayo

Figura 19.Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Enero

Fuente. Autores

Como se observa en el diagrama de barras de la Figura 19, en los primeros días del mes se muestra los valores de humedad relativa más altos con valores de 74%; ya que la temperatura para este mes en los primeros días se muestran registro de una temperatura media de 260c, y una alta precipitación y como la humedad depende de estos dos valores se registra esa cantidad de humedad en el aire.

Figura 20. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Febrero

67

68

69

70

71

72

73

74

75D

ato

s

Dias

Humedad relativa multianual diaria para el mes de Enero

68

69

70

71

72

73

74

75

76

Da

tos

Dias

Humedad relativa multianual diaria para el mes de Febrero

Fuente. Autores Como lo muestra el diagrama de barras de la Figura 20, la humedad tiende a disminuir en los primero días y a mitad del mes con un promedio de 70%, existe una probabilidad de que en estos días se registran altas temperaturas y pocas precipitaciones.

Figura 21. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Marzo

Fuente. Autores

Como lo muestra el diagrama de barra de la Figura 21, la humedad tiende a disminuir en los primero días y a mitad del mes registrando valores para la humedad de 75%; su pico más alto se registra en los días 19, 20 y 21 del mes registrando un promedio de 80% de humedad relativa.

73

74

75

76

77

78

79

80

81

Da

tos

Dias

Humedad relativa multianual diaria para el mes de Marzo

Figura 22. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Abril

Fuente. Autores

Como lo muestra el diagrama de barras de la Figura 22. La humedad tiende a disminuir en los primero días, pero a medida que va pasando el tiempo se va registrando un aumento en la humedad relativa del 84% esto se debe a que para el mes de abril empieza la temporada de lluvias siendo un indicio para el aumento de la humedad.

Figura 23. Diagrama de barras humedad registrada en el mes de Enero

Fuente. Autores

79

80

81

82

83

84

85D

ato

s

Dias

Humedad relativa multianual diaria para el mes de Abril

82,5

83

83,5

84

84,5

85

85,5

86

Da

tos

Dias

Humedad relativa multianual diaria para el mes de Mayo

Como lo muestra el diagrama de la Figura 23, la humedad tiende a ser muy dinámica registrando días con alta humedad y días con baja humedad como se observa en el grafico los valores de humedad oscilan entre 84% y 85,5 %, siendo valores más altos de los que se registran normalmente una probabilidad de esto se puede deber a que en este mes se generó mucha precipitación.

4.3 Fase mediciones en campo

Los evaporímetros se localizaron según, una distribución espacial de 32.027.89 m2 cada uno, cubriendo todo el polígono de estudio y además de esto ajustándose al presupuesto. Figura 24. Tabla 9.

Tabla 9. Coordenadas de evaporímetros

Evaporímetro Coordenadas

Norte Este

1 4.1442 -73.641631

2 4.144139 -73.641611

3 4.144139 -73.64185

4 4.144061 -73.64185

5 4.144128 -73.641792

Fuente. Autores

Figura 24. Mapa de ubicación de evaporímetros

Fuente. Autores

para el evaporímetro 5, se tomó la decisión de ubicar lo más cerca al punto ideal, debido a que las mediciones o contacto con ellos era cada tres días; y este punto es propiedad privada y no se obtuvo el permiso de instalación. En la Tabla 10. Se muestran los datos5 obtenidos en campo acumulados por 3 días, durante los meses de Enero, Febrero, Marzo Abril y Mayo.

Tabla 10. Datos observados en campo

Muestra Evap 1 (g)

Lamina (mm)

Evap 2 (g)

Lamina (mm)

Evap 3 (g)

Lamina (mm)

Evap 4 (g)

Lamina (mm)

Evap 5 (g)

Lamina (mm)

1 3.0 0.01376

3.1 0.01331

3.2 0.01290

3.2 0.01290

3.0 0.01376

2 3.1 0.01331

3.7 0.01115

3.7 0.01115

3.3 0.01251

3.2 0.01290

3 3.0 0.01376

3.1 0.01331

3.3 0.01251

3.4 0.01214

3.6 0.01146

5 La serie de 50 datos esta adjunta en el Anexo B

4 4.0 0.01032

3.5 0.01179

3.5 0.01179

3.4 0.01214

3.6 0.01146

5 3.7 0.01115

4.1 0.01007

4.0 0.01032

3.9 0.01058

4.4 0.00938

6 5.0 0.00825

4.3 0.00960

4.8 0.00860

4.1 0.01007

4.2 0.00983

7 4.9 0.00842

4.8 0.00860

4.3 0.00960

4.0 0.01032

4.7 0.00878

8 4.3 0.00960

4.0 0.01032

4.1 0.01007

3.9 0.01058

3.8 0.01086

9 4.8 0.00860

4.1 0.01007

4.0 0.01032

4.2 0.00983

4.0 0.01032

10 4.5 0.00917

3.7 0.01115

3.9 0.01058

4.0 0.01032

3.9 0.01058

11 3.3 0.01251

3.2 0.01290

3.6 0.01146

3.1 0.01331

3.3 0.01251

12 3.6 0.01146

3.7 0.01115

4.4 0.00938

3.5 0.01179

3.5 0.01179

13 3.6 0.01146

5.0 0.00825

4.2 0.00983

4.1 0.01007

4.0 0.01032

14 4.4 0.00938

4.9 0.00842

4.7 0.00878

4.3 0.00960

4.8 0.00860

15 4.2 0.00983

4.3 0.00960

3.8 0.01086

4.8 0.00860

4.3 0.00960

16 4.7 0.00878

4.8 0.00860

4.0 0.01032

4.0 0.01032

4.1 0.01007

17 3.8 0.01086

4.5 0.00917

4.2 0.00983

4.1 0.01007

4.0 0.01032

Fuente. Autores

En la Figura 25, se evidencia el comportamiento de la evapotranspiración basadas en los datos tomados en campo; donde se reconoce que se tiene una evapotranspiración máxima en la zona del evaporímetro dos, con un valor que va desde 4.55 a 4.99 mm acumulada para un periodo de cinco meses.

Figura 25. Mapa Evapotranspiración datos tomados en campo.

Fuente. Autores

4.4 Fase desarrolló de metodologías

A continuación se muestran los mapas de interpolación para las variables de temperatura, precipitación y humedad relativa(Figura 26, Figura 27 y Figura 28) donde se observa que los resultados arrojados por las interpolaciones, muestran que los valores registrados presentan variaciones mínimas en los datos de temperatura y humedad relativa; esto se debe a que la distancia entre evaporímetros es pequeña. Para la precipitación su variación es más grande debido a que cuando se realizaron los mapas se tomó un promedio acumulado por todos los meses del estudio entonces la precipitación se incrementa en los meses donde empieza la temporada de lluvias en la ciudad.

Figura 26. Mapa - Interpolación de temperaturas

Fuente. Autores

Figura 27. Mapa- Interpolación de precipitación

Fuente. Autores

Figura 28. Mapa Interpolación de Humedad relativa

Fuente: Autores

Las variaciones se presentaron en los meses de Enero y Febrero meses en los cuales hubo un aumento de la temperatura, disminución de la precipitación y disminución de la humedad relativa ya que como se mencionó anteriormente estos meses hacen parte de la temporada seca en la ciudad; mientras que los dos últimos (Abril y Mayo) se aumenta la precipitación y aumenta la humedad relativa, pero se muestra una disminución de la temperatura como se observa de Tabla 11 a la 136.

Tabla 11. Resultados de interpolación de precipitación

Precipitación (mm/día)

Evaporímetro

Muestra 1 2 3 4 5

1 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2

6 Serie de 50 datos de precipitación, temperatura y humedad relativa por evaporímetro se encontrara en el anexo A-Hoja datos.

2 9.3 9.4 9.4 9.4 9.4

3 3.0 3.1 3.0 3.0 3.0

4 2.3 2.3 2.3 2.2 2.3

5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5

6 4.1 4.1 4.1 4.1 4.1

7 5.7 5.7 5.7 5.7 5.7

8 2.4 2.4 2.4 2.4 2.4

9 4.9 4.9 4.9 4.9 4.9

10 2.8 2.8 2.8 2.8 2.8

11 7.4 7.4 7.4 7.4 7.4

12 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3

13 7.1 7.1 7.1 7.1 7.1

14 10.2 10.1 10.1 10.1 10.1

15 6.2 6.2 6.2 6.2 6.2

16 5.9 5.9 5.9 5.9 5.9

17 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3

Fuente. Autores

Tabla 12. Resultados de interpolaciones de temperatura

temperatura (ºC)

Evaporímetro

Muestra 1 2 3 4 5

1 26.4 26.4 26.4 26.4 26.4

2 26.6 26.6 26.6 26.6 26.6

3 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5

4 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5

5 26.8 26.8 26.8 26.8 26.8

6 26.8 26.8 26.8 26.8 26.8

7 26.5 26.5 26.5 26.5 26.5

8 26.8 26.8 26.8 26.9 26.8

9 27.1 27.1 27.1 27.1 27.1

10 27.2 27.2 27.2 27.2 27.2

11 26.8 26.8 26.8 26.8 26.8

12 27.1 27.1 27.1 27.1 27.1

13 26.7 26.7 26.7 26.7 26.7

14 26.9 26.9 26.9 26.9 26.9

15 27.1 27.1 27.1 27.1 27.1

16 27.3 27.3 27.3 27.3 27.3

17 27.1 27.1 27.1 27.1 27.1

Fuente. Autores

Tabla 13. Resultados de interpolación de Humedad relativa

Humedad %

Evaporímetro

días 1 2 3 4 5

1 74.16 74.14 74.14 74.13 74.14

2 74.59 74.58 74.57 74.57 74.58

3 74.66 74.65 74.65 74.65 74.66

4 74.09 74.08 74.08 74.08 74.09

5 73.07 73.06 73.05 73.05 73.06

6 73.29 73.29 73.28 73.28 73.29

7 73.66 73.66 73.65 73.65 73.65

8 72.28 72.27 72.25 72.25 72.27

9 70.14 70.13 70.12 70.11 70.13

10 70.81 70.8 70.79 70.79 70.8

11 72.01 72 71.99 71.99 72

12 74.24 74.24 74.24 74.24 74.24

13 73.97 73.96 73.96 73.96 73.96

14 72.28 72.28 72.27 72.27 72.27

15 70.67 70.65 70.63 70.62 70.65

16 71.2 71.18 71.18 71.17 71.18

17 71.12 71.11 71.11 71.1 71.11

Fuente. Autores.

4.4.1 Método de Thornthwaite

En la Tabla [14-18] se establecen los resultados de evapotranspiración potencial, a partir de las variables de temperatura (ºC), e índice calorífico, como se establece en las la ecuaciones [2,3,4]. Con estos resultados del Método de Thornthwaite se apoya la metodología de Budyko.

Tabla 14. Resultados Thornthwaite-Evaporímetro 1.

EVAPORIMETRO 1

Thornthwaite

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

1 0.02738 26 0.02641

2 0.02440 27 0.03151

3 0.02527 28 0.04311

4 0.02505 29 0.02941

5 0.02101 30 0.02861

6 0.02141 31 0.03310

7 0.02545 32 0.03386

8 0.02010 33 0.04182

9 0.01652 34 0.04692

10 0.01530 35 0.04772

11 0.02105 36 0.04196

12 0.01685 37 0.05132

13 0.02176 38 0.05122

14 0.01992 39 0.03938

15 0.01717 40 0.04673

16 0.01451 41 0.05010

17 0.01685 42 0.04972

18 0.01586 43 0.05560

19 0.01945 44 0.05682

20 0.01831 45 0.05536

21 0.02372 46 0.05400

22 0.02244 47 0.05786

23 0.02603 48 0.04986

24 0.02592 49 0.04577

25 0.02414 50 0.06382

Fuente. Autores

Tabla 15. Resultados Thornthwaite-Evap 2.

EVAPORÍMETRO 2

Thornthwaite

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

1 0.02735 26 0.02638

2 0.02440 27 0.03151

3 0.02525 28 0.04311

4 0.02503 29 0.02941

5 0.02101 30 0.02861

6 0.02138 31 0.03313

7 0.02545 32 0.03383

8 0.02007 33 0.04177

9 0.01652 34 0.04689

10 0.01528 35 0.04772

11 0.02101 36 0.04193

12 0.01682 37 0.05130

13 0.02176 38 0.05120

14 0.01990 39 0.03934

15 0.01717 40 0.04672

16 0.01451 41 0.05010

17 0.01685 42 0.04971

18 0.01586 43 0.05559

19 0.01944 44 0.05681

20 0.01829 45 0.05534

21 0.02370 46 0.05398

22 0.02244 47 0.05783

23 0.02603 48 0.04986

24 0.02592 49 0.04576

25 0.02412 50 0.06380

Fuente. Autores

Tabla 16. Resultados Thornthwaite-Evap 3.

EVAPORÍMETRO 3

Thornthwaite

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

1 0.02735 26 0.02637

2 0.02440 27 0.03150

3 0.02525 28 0.04310

4 0.02503 29 0.02940

5 0.02101 30 0.02860

6 0.02138 31 0.03312

7 0.02545 32 0.03382

8 0.02007 33 0.04176

9 0.01652 34 0.04688

10 0.01528 35 0.04770

11 0.02101 36 0.04192

12 0.01682 37 0.05129

13 0.02176 38 0.05118

14 0.01990 39 0.03933

15 0.01717 40 0.04671

16 0.01451 41 0.05009

17 0.01685 42 0.04969

18 0.01586 43 0.05558

19 0.01944 44 0.05679

20 0.01829 45 0.05532

21 0.02370 46 0.05397

22 0.02244 47 0.05781

23 0.02603 48 0.04984

24 0.02592 49 0.04575

25 0.02412 50 0.06378

Fuente. Autores

Tabla 17. Resultados Thornthwaite-Evap 4.

EVAPORÍMETRO 4

Thornthwaite

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

1 0.02731 26 0.02635

2 0.02436 27 0.03146

3 0.02523 28 0.04311

4 0.02501 29 0.02938

5 0.02097 30 0.02857

6 0.02135 31 0.03310

7 0.02542 32 0.03378

8 0.02003 33 0.04170

9 0.01649 34 0.04686

10 0.01525 35 0.04774

11 0.02098 36 0.04190

12 0.01678 37 0.05129

13 0.02173 38 0.05118

14 0.01988 39 0.03930

15 0.01712 40 0.04672

16 0.01447 41 0.05010

17 0.01682 42 0.04969

18 0.01585 43 0.05559

19 0.01943 44 0.05680

20 0.01827 45 0.05533

21 0.02370 46 0.05397

22 0.02240 47 0.05781

23 0.02599 48 0.04987

24 0.02587 49 0.04576

25 0.02409 50 0.06379

Fuente. Autores

Tabla 18. Resultados Thornthwaite-Evap 5.

EVAPORÍMETRO 5

Thornthwaite

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

Muestreo Evapotranspiración (mm/día)

1 0.02735 26 0.02638

2 0.02440 27 0.03151

3 0.02525 28 0.04311

4 0.02501 29 0.02941

5 0.02097 30 0.02861

6 0.02137 31 0.03313

7 0.02545 32 0.03383

8 0.02007 33 0.04177

9 0.01652 34 0.04689

10 0.01528 35 0.04772

11 0.02101 36 0.04193

12 0.01682 37 0.05130

13 0.02176 38 0.05120

14 0.01990 39 0.03934

15 0.01717 40 0.04672

16 0.01451 41 0.05010

17 0.01685 42 0.04971

18 0.01586 43 0.05559

19 0.01944 44 0.05681

20 0.01829 45 0.05534

21 0.02370 46 0.05398

22 0.02244 47 0.05783

23 0.02603 48 0.04986

24 0.02592 49 0.04576

25 0.02412 50 0.06380

Fuente. Autores

4.4.1 Método de Budyko

Después de la implementación de las variables de Precipitación y Evapotranspiración potencial (Tabla 14-18) para todas las estaciones, se estableció la evapotranspiración real, para cada evaporímetro (Tabla 19-23) para rangos de 3 días.

Tabla 19. Resultados Budyko-Evap 1.

Evaporímetro 1

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.0272 26 0.02639944

2 0.0244 27 0.031499807

3 0.0252 28 0.043097456

4 0.0250 29 0.029397626

5 0.0209 30 0.028600926

6 0.0214 31 0.033087268

7 0.0254 32 0.033855928

8 0.0201 33 0.041809485

9 0.0165 34 0.046906123

10 0.0153 35 0.047701415

11 0.0210 36 0.041948649

12 0.0168 37 0.051304461

13 0.0217 38 0.051205898

14 0.0199 39 0.039368051

15 0.0172 40 0.046719613

16 0.0145 41 0.050088931

17 0.0168 42 0.049707926

18 0.0159 43 0.055586489

19 0.0194 44 0.056804867

20 0.0183 45 0.055338294

21 0.0237 46 0.053983362

22 0.0224 47 0.057833494

23 0.0260 48 0.049846619

24 0.0259 49 0.045762584

25 0.0241 50 0.063796345

Fuente. Autores

Tabla 20. Resultados Budyko-Evap 2.

Evaporímetro 2

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.0272 26 0.0264

2 0.0244 27 0.0315

3 0.0252 28 0.0431

4 0.0250 29 0.0294

5 0.0209 30 0.0286

6 0.0214 31 0.0331

7 0.0254 32 0.0338

8 0.0200 33 0.0418

9 0.0165 34 0.0469

10 0.0153 35 0.0477

11 0.0210 36 0.0419

12 0.0168 37 0.0513

13 0.0217 38 0.0512

14 0.0199 39 0.0393

15 0.0172 40 0.0467

16 0.0145 41 0.0501

17 0.0168 42 0.0497

18 0.0159 43 0.0556

19 0.0194 44 0.0568

20 0.0183 45 0.0553

21 0.0237 46 0.0540

22 0.0224 47 0.0578

23 0.0260 48 0.0498

24 0.0259 49 0.0458

25 0.0241 50 0.0638

Fuente. Autores

Tabla 21. Resultados Budyko-Evap 3.

Evaporímetro 3

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.0272 26 0.02640

2 0.0244 27 0.03150

3 0.0252 28 0.04310

4 0.0250 29 0.02940

5 0.0209 30 0.02860

6 0.0214 31 0.03309

7 0.0254 32 0.03386

8 0.0201 33 0.04181

9 0.0165 34 0.04691

10 0.0153 35 0.04770

11 0.0210 36 0.04195

12 0.0168 37 0.05130

13 0.0217 38 0.05121

14 0.0199 39 0.03937

15 0.0172 40 0.04672

16 0.0145 41 0.05009

17 0.0168 42 0.04971

18 0.0159 43 0.05559

19 0.0194 44 0.05680

20 0.0183 45 0.05534

21 0.0237 46 0.05398

22 0.0224 47 0.05783

23 0.0260 48 0.04985

24 0.0259 49 0.04576

25 0.0241 50 0.06380

Fuente. Autores

Tabla 22. Resultados Budyko -Evap 4.

Evaporímetro 4

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.0272 26 0.02640

2 0.0244 27 0.03150

3 0.0252 28 0.04310

4 0.0250 29 0.02940

5 0.0209 30 0.02860

6 0.0214 31 0.03309

7 0.0254 32 0.03386

8 0.0201 33 0.04181

9 0.0165 34 0.04691

10 0.0153 35 0.04770

11 0.0210 36 0.04195

12 0.0168 37 0.05130

13 0.0217 38 0.05121

14 0.0199 39 0.03937

15 0.0172 40 0.04672

16 0.0145 41 0.05009

17 0.0168 42 0.04971

18 0.0159 43 0.05559

19 0.0194 44 0.05680

20 0.0183 45 0.05534

21 0.0237 46 0.05398

22 0.0224 47 0.05783

23 0.0260 48 0.04985

24 0.0259 49 0.04576

25 0.0241 50 0.06380

Fuente. Autores

Tabla 23. Resultados Budyko-Evap 5.

Evaporímetro 5

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.0272 26 0.0264

2 0.0244 27 0.0315

3 0.0252 28 0.0431

4 0.0249 29 0.0294

5 0.0209 30 0.0286

6 0.0213 31 0.0331

7 0.0254 32 0.0338

8 0.0200 33 0.0418

9 0.0165 34 0.0469

10 0.0153 35 0.0477

11 0.0210 36 0.0419

12 0.0168 37 0.0513

13 0.0217 38 0.0512

14 0.0199 39 0.0393

15 0.0172 40 0.0467

16 0.0145 41 0.0501

17 0.0168 42 0.0497

18 0.0159 43 0.0556

19 0.0194 44 0.0568

20 0.0183 45 0.0553

21 0.0237 46 0.0540

22 0.0224 47 0.0578

23 0.0260 48 0.0498

24 0.0259 49 0.0458

25 0.0241 50 0.0638

Fuente. Autores

En la Figura 31. Se muestra que el comportamiento de la evapotranspiración del método de Budyko, como se evidencia este tiene un comportamiento similar a la evapotranspiración tomada en campo mediante los equipos, pero el método de Budyko debe ser desarrollado bajo condición especificas las cuales no se cumplen en su totalidad en el área de estudio; por esta razón su magnitud en resultados es distinta.

Figura 28. Grafico método de Budyko

Fuente. Autores

0

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

0,06

0,07

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49

Metodo de Budyko Vs Observados

Observados

Budyko

4.4.1 Método de Turc

Después de la implementación de los parámetros se obtuvieron para todas las estaciones, los siguientes resultados de evapotranspiración real.

Tabla 24. Resultados Turc-Evaporímetro 1

Evaporímetro 1

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.55426 26 0.05123

2 0.55557 27 0.09649

3 0.55518 28 0.13667

4 0.55528 29 0.17264

5 0.55721 30 0.20516

6 0.55701 31 0.23445

7 0.55510 32 0.26090

8 0.55769 33 0.28549

9 0.55974 34 0.30803

10 0.56051 35 0.32866

11 0.71252 36 0.36756

12 0.71551 37 0.38654

13 0.71206 38 0.40330

14 0.71327 39 0.41952

15 0.71526 40 0.43482

16 0.71743 41 0.44919

17 0.71550 42 0.46203

18 0.71629 43 0.47452

19 0.54317 44 0.45616

20 0.54379 45 0.46656

21 0.54107 46 0.47579

22 0.54167 47 0.48508

23 0.54006 48 0.49348

24 0.54011 49 0.50174

25 0.54089 50 0.50973

Fuente. Autores

Tabla 25. Resultados Turc-Evaporímetro 2

Evaporímetro 2

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día))

1 0.55426 26 0.53991

2 0.55557 27 0.53789

3 0.55519 28 0.53410

4 0.55529 29 0.53869

5 0.55721 30 0.53900

6 0.55703 31 0.53787

7 0.55510 32 0.53763

8 0.55771 33 0.53506

9 0.55974 34 0.53358

10 0.56052 35 0.53335

11 0.71254 36 0.53501

12 0.71553 37 0.53240

13 0.71206 38 0.53243

14 0.71329 39 0.53580

15 0.71526 40 0.53363

16 0.71743 41 0.53272

17 0.71550 42 0.52997

18 0.71629 43 0.52848

19 0.54318 44 0.52818

20 0.54380 45 0.52854

21 0.54108 46 0.52887

22 0.54167 47 0.52794

23 0.54006 48 0.52993

24 0.54011 49 0.53104

25 0.54090 50 0.52658

Fuente. Autores

Tabla 26. Resultados Turc-Evaporímetro 3

Evaporímetro 3

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.55428 26 0.53991

2 0.55557 27 0.53789

3 0.55519 28 0.53410

4 0.55529 29 0.53869

5 0.55721 30 0.53900

6 0.55703 31 0.53787

7 0.55510 32 0.53764

8 0.55771 33 0.53507

9 0.55974 34 0.53359

10 0.56052 35 0.53335

11 0.71254 36 0.53501

12 0.71553 37 0.53241

13 0.71206 38 0.53243

14 0.71329 39 0.53581

15 0.71526 40 0.53363

16 0.71743 41 0.53272

17 0.71550 42 0.52997

18 0.71629 43 0.52848

19 0.54318 44 0.52819

20 0.54380 45 0.52854

21 0.54108 46 0.52888

22 0.54167 47 0.52794

23 0.54006 48 0.52993

24 0.54011 49 0.53104

25 0.54090 50 0.52658

Fuente. Autores

Tabla 27. Resultados Turc-Evaporímetro 5

Evaporímetro 5

Muestra ETR (mm/día)

Muestra ETR (mm/día)

1 0.55428 26 0.53991

2 0.55557 27 0.53789

3 0.55519 28 0.53410

4 0.55530 29 0.53869

5 0.55724 30 0.53900

6 0.55703 31 0.53787

7 0.55510 32 0.53763

8 0.55771 33 0.53506

9 0.55974 34 0.53358

10 0.56052 35 0.53335

11 0.71254 36 0.53501

12 0.71553 37 0.53240

13 0.71206 38 0.53243

14 0.71329 39 0.53580

15 0.71526 40 0.53363

16 0.71743 41 0.53272

17 0.71550 42 0.52997

18 0.71629 43 0.52848

19 0.54318 44 0.52818

20 0.54380 45 0.52854

21 0.54108 46 0.52887

22 0.54167 47 0.52794

23 0.54006 48 0.52993

24 0.54011 49 0.53104

25 0.54090 50 0.52658

Fuente. Autores

En la Figura 32. se evidencia que el método de Turc no posee ninguna similitud con los datos observados en campo, una de las razones a las que se debe esto es que el método fue desarrollado en condiciones de humedad presentes en Europa, las cuales no son iguales a las presentes en Villavicencio-Meta. [36]

Figura 29. Grafico método de Turc

Fuente. Autores

El análisis de resultados se realizó a través de la comparación de resultado entre las metodologías a desarrolladas anteriormente y los datos medidos en campo, con ayuda de métricas de desempeño; partiendo que en la hidrología existen gran cantidad de métricas de desempeño que permiten evaluar, comparar las salidas y el funcionamiento de los modelos hidrológicos. Para el estudio de las dos variables se escogieron las siguientes métricas:

4.4.2 Error Absoluto Medio

En estadística, el error absoluto medio (MAE) es una medida de la diferencia entre

dos variables continuas. Es decir que en la ecuación (11) donde y son variables de observaciones emparejadas que expresan el mismo fenómeno. Es

decir, frente a incluyen comparaciones entre los datos predichos versus los

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49

Turc

observados

observados, el tiempo subsiguiente frente al tiempo inicial, y una técnica de medición frente a una técnica alternativa de medición. [38]

∑

(13)

4.4.3 Error relativo de la media absoluta

Para calcular el MRE se debe empezar por calcular el Error Relativo (RE) para cada conjunto de datos. En el caso de que la suma de los pesos RE sea igual a cero, simplemente tomamos el error relativo como cero. La implicación es que este conjunto de datos no contribuye al MRE. [38]

∑

(14)

4.4.4 Coeficiente de correlación

El coeficiente de correlación ( ) es una métrica adimensional que describe el grado de relación entre las variables. Los valores que puede tomar son: -1<r<1 si r>0, la correlación es positiva. Se calcula mediante la siguiente fórmula:

∑ ( ) ∑

√∑ ∑ ( )

(15) Algunos autores han propuesto los rangos que se muestran en la Tabla 28 para la interpolación del coeficiente de correlación (r) [39].

Tabla 28. Escala de coeficientes de correlación

Valor Significado

-1 Correlación negativa grande y perfecta

-0.9 a -0.99 Correlación negativa muy alta

-0.7 a -0.89 Correlación negativa alta

-0.4 a -0.69 Correlación negativa moderada

-0.2 a-0.39 Correlación negativa baja

-0.01 a-0.19 Correlación negativa muy baja

0 Correlación nula

0.01 a0.19 Correlación positiva muy baja

0.2 a 0.39 Correlación positiva baja

0.4 a 0.69 Correlación positiva moderada

0.7 a0.89 Correlación positiva alta

0.9 a 0.99 Correlación positiva muy alta

1 Correlación positiva grande y perfecta

Fuente: [40]

4.5 Método de Thornthwaite

En la tabla 29. Se presentan los resultados del error medio para el método de Thornthwaite, entendiéndose que el error se encuentra maso menos en 0,02 mm para los 5 evaporímetros. Es decir que frente a los datos tomados en campo esta metodología solo difiere en 0,02 mm pero debe tenerse en cuenta que el método es únicamente para calcular la evapotranspiración potencial. Así mismo se presenta en el error relativo de la media absoluta, la diferencia entre los datos tomado en campo y el método de Thornthwaite para los evaporímetros en un rango 54,5% al 55,5 % lo que quiere decir que se encuentra en un rango bajo para su aplicación. Finalmente para el coeficiente de determinación se encontró que la metodología se adapta en un rango del 0,805 al 0,851 en relación a los datos tomados en campo. Se dice que la relación entre las variables analizadas es muy alta como lo muestra la tabla 5.2.

Tabla 29. Resultados de métricas-Thornthwaite

Thornthwaite

Evaporímetro Absoluta Relativa Dimensional

1 0,020 0,552 0,842

2 0,020 0,549 0,810

3 0,020 0,555 0,816

4 0,020 0,546 0,851

5 0,020 0,545 0,805

Fuente. Autores

4.6 Método de Turc

Para el método de Turc se encuentra que es el método menos apto para el cálculo de la evapotranspiración real en la zona de estudio, partiendo de la comparación de las métricas de desempeño arrojando resultados para el error medio un valor de 0,55 mm lo que quiere decir que el valor entregado por la metodología se encuentra 0,55mm por encima con relación a los datos tomados en campo. Con relación a la métrica absoluta encontramos que en la métrica relativa existe un error del 97% en relación al observado, lo que quiere decir que el método se rechaza para las condiciones de la zona de estudio. Finalmente para el coeficiente de correlación como lo muestra la tabla 5.3. Dice que la metodología se adapta en un rango del -0,544 al -0,668 en relación a los datos tomados en campo. Lo que quiere decir que es una correlación negativa moderada.

Tabla 30. Resultados de métricas-Turc

Turc

Evaporímetro Absoluta Relativa Dimensional

1 0,555 0,976 -0,544

2 0,555 0,976 -0,668

3 0,555 0,976 -0,604

4 0,555 0,976 -0,566

5 0,555 0,976 -0,596

Fuente. Autores

4.7 Método de Budyko

En contraste del método de Turc, el método de Budyko es el más apto para el cálculo de evapotranspiración real en la zona de estudio, esto se logró reconocer que su error medio se encuentra en 0,020 mm, es decir, que la metodología se encuentra 0,020 mm de diferencia del método. De igual forma se encontró que el error frente al dato observado se encuentra en un rango 54%-55% por lo cual, también se encuentra en un rango bajo, para las condiciones de la zona de estudio. Rectificando lo anterior, el coeficiente de correlación muestra que el método de Budyko se encuentra en un rango de 0,80 a 0,85 en relación en los datos observados en campo, entendiéndose como una correlación positiva alta positiva.

Tabla 31. Resultados de métricas-Budyko

Budyko

Evaporímetro Absoluta Relativa Dimensional

1 0.020 0.551 0.842

2 0.020 0.548 0.810

3 0.020 0.555 0.839

4 0.020 0.546 0.851

5 0.020 0.544 0.805

Fuente. Autores

La Figura 33. Muestra el comportamiento de la evapotranspiración acumulada para el método de Budyko, una vez se realizaron los métodos y se aplicaron las métricas de desempeño para cada uno de los resultado de los métodos, se encontró que este método es el que mejor se ajusta a las condiciones ambientales de la zona de estudio debido a que como se menciona anteriormente el coeficiente de correlación es el que ayuda a establecer la relación lineal entre las variables, según como lo muestra el resultado arrojado por la correlación para este método se observa un resultado de 0,80 a 0,85 lo que quiere decir que la relación entre las variables involucradas en el método son casi perfectas; por esta razón se establece que el método de Budyko es el que mejor se ajusta, pero existe un rango de 0,15 de error.

Figura 30.Mapa Evapotranspiración método de Budyko

Fuente. Autores

4.7.1 Aplicación de la metodología escogida para el cultivo del Arroz

A continuación en la Tabla 32, se muestra el balance hídrico agrícola realizado para el cultivo del arroz y la explicación del cálculo de cada una de las variables se encuentra en la Tabla 33.

Tabla 32. Balance Hídrico Agrícola del cultivo de Arroz

VARIABLES ENERO FEBRERO MARZO ABRIL MAYO

ETP 0,029 0,029 0,029 0,029 0,029

ETR 0,035 0,035 0,035 0,035 0,035

KC 1,2 1,2 1,2 1,2 1,2

PRECIP.TOTAL 18,62 40,09 98,03 205,05 225,20

PRECIP.EFEC 11,17 24,05 58,82 123,03 135,12

DOTACIÓN BRUTA -9,97 -22,85 -57,62 -121,83 -133,92

EFECTIVIDAD DEL RIEGO

-5,98 -13,71 -34,57 -73,10 -80,35

VOLUMEN -9975,40 -22859,7 -57623,1

3

-121833,4 -133924,52

CAUDAL(m^3/s) -3,57 -7,40 -20,67 -42,30 -48,05

PERIODO VEGETATIVO

31 28 31 30 31

ÁREA DE LA CUENCA(m^2)

1 1 1 1 1

Fuente. Autores

Tabla 33.Tabla de variables- balance hídrico agrícola del cultivo de arroz

VARIABLE CALCULO

ETP Este balance hídrico para el cultivo del arroz se realizó

tomando los valores registrados de evapotranspiración

potencial para el cultivo en la ciudad, a partir de lo encontrado

en el informe de rendimiento de cultivos del IDEAM, se

tomaron los valores de ETP de la estación meteorológica

llamada Libertad La ubicada en la Ciudad de Villavicencio.

ETR Para calcular la evapotranspiración real se tomó el valor

encontrado de ETP y se multiplico por el coeficiente Kc.

Kc El coeficiente el cultivo (Kc) que depende del tipo de cultivo y la fase de crecimiento, para el cultivo del arroz este coeficiente tiene un valor de 1,2.

PRECIPITACIÓN La precipitación se halló tomando los valores registrados

TOTAL proporcionados por el IDEAM de las estaciones climatológicas para los años de 1992 a 2014 realizó un promedio mensual multianual donde arrojo un solo dato para cada uno de los meses estudiados.

PRECIPITACIÓN EFECTIVA

La precipitación efectiva (Pe) se calculó multiplicando la precipitación total por un coeficiente de 0,60, este es el 60% de la precipitación que queda disponible el otro 40% restante es la cantidad probable de que se infiltre.

DOTACIÓN BRUTA La Dotación Bruta(es la cantidad de agua que se tiene), se calcula con la diferencia entre la ETR y la precipitación efectiva.

EFECTIVIDAD DEL RIEGO

La efectividad del riego según García en el 2008, dice que es una relación que expresa las pérdidas que ocurren desde la fuente de agua hasta las plantas [41]; esta se calcula dividiendo la dotación bruta entre 0,60, este coeficiente es el 60 % del error en la efectividad del riego.

VOLUMEN Para el cálculo del volumen se toma los datos de la dotación bruta y se realiza una conversión ya que la dotación está en mm estos de dividen entre 1000 para que así quede m y luego se pasa el área de la cuenca que está en km

2 multiplicándolo

por 1’000.000 para que quede en m2.Luego se multiplica los m

de la dotación con los m2 del área de la cuenca, para este

estudio se asumió un área de 1m2.

CAUDAL (M^3/S) Para el cálculo del caudal se toma el volumen y se realiza una conversión dividiendo el volumen entre la cantidad de segundos que tiene un mes (86400 s).

PERIODO VEGETATIVO

Hace referencia a los días que tiene un mes.

ÁREA DE LA CUENCA

Se tomó un área de 1m2, ya que para un cultivo de agricultura

urbana se requiere muy poco espacio.

Fuente. Autores

Tabla 34. Balance hídrico para la zona de estudio

variables enero febrero marzo abril Mayo

ETP 0,11084431

0,090787 0,14059324

0,21688933

0,26938389

ETR 0,1105958 0,09073182

0,14053808

0,21682955

0,26930119

PRECIP.TOTAL 18,62568 40,0995 98,03855 205,05566 225,20753

PRECIP.EFEC 11,175408 24,0597 58,82313 123,033396

135,124518

DOTACIÓN BRUTA -11,064812 -23,968968 -58,682592 -122,81657 -134,85522

EFECTIVIDAD DEL RIEGO -6,6388873 -14,381381 -35,209555 -73,68994 -80,91313

VOLUMEN -11064,812 -23968,968 -58682,592 -122816,57 -134855,22

CAUDAL(m^3/s) -3,9700136 -7,7677212 -21,055097 -42,644641 -48,385552

PERIODO VEGETATIVO 31 28 31 30 31

ÁREA DE LA CUENCA(m^2)

1 1 1 1 1

Fuente. Autores A continuación se presenta en la Tabla.35, la explicación para cada una de las variables con las que se realizó el balance y sus modificaciones.

Tabla 35. Tabla de variables- balance hídrico para la zona de estudio

VARIABLE CALCULO

ETP Este cálculo se realizó tomando los valores hallado a partir del método de Thornthwaite, ya que para la ETP este método fue el que mejor se ajustó a los condiciones del barrio Hierbabuena.

ETR Para calcular la evapotranspiración real se tomó el valor encontrado a partir de la ecuación de Budyko, ya que para la ETR este fue el método que mejor se ajustó a las condiciones ambientales del barrio Hierbabuena.

PRECIPITACIÓN TOTAL

La precipitación se halló tomando los valores registrados proporcionados por el IDEAM de las estaciones climatológicas para los años de 1992 a 2014 realizó un promedio mensual multianual donde arrojo un solo dato para cada uno de los meses estudiados.

PRECIPITACIÓN EFECTIVA

La precipitación efectiva (Pe) se calculó multiplicando la precipitación total por un coeficiente de 0,60, este es el 60% de la precipitación que queda disponible el otro 40% restante es la cantidad probable de que se infiltre.

DOTACIÓN BRUTA La Dotación Bruta (que es la cantidad de agua disponible), se calculó con la diferencia entre la ETR y la precipitación efectiva.

EFECTIVIDAD DEL RIEGO

La efectividad del riego según García en el 2008, dice que es una relación que expresa las pérdidas que ocurren desde la fuente de agua hasta las plantas [41]; esta se calcula dividiendo la dotación bruta entre 0,60, este coeficiente es el 60 % del error en la efectividad del riego.

VOLUMEN Para el cálculo del volumen se toma los datos de la dotación bruta y se realiza una conversión ya que la dotación está en mm estos de dividen entre 1000 para que así quede m y luego se pasa el área de la cuenca que está en km

2 multiplicándolo

por 1’000.000 para que quede en m2.Luego se multiplica los m

de la dotación con los m2 del área de la cuenca, para este

estudio se asumió un área de 1m2.

CAUDAL (M^3/S) Para el cálculo del caudal se toma el volumen y se realiza una conversión dividiendo el volumen entre la cantidad de segundos que tiene un mes (86400 s).

PERIODO VEGETATIVO

Hace referencia a los días que tiene un mes.

ÁREA DE LA CUENCA

Se tomó un área de 1m2, ya que para un cultivo de agricultura

urbana se requiere muy poco espacio.

Fuente. Autores

5 Análisis de resultados

Como se mencionó anteriormente se realizaron dos balances hídrico uno para determinar la disponibilidad de agua que se requiere para el cultivo del arroz y el otro para determinar la disponibilidad de agua que tiene la zona de estudio, para el balance del cultivo del arroz se encontró una dotación bruta que arroja valores negativos esto quiere decir que hay gran oferta de agua si se desea cultiva arroz en Villavicencio. Para el Balance hídrico que se realizó para la zona de estudio se encontraron condiciones similares al otro Balance lo que quiere decir que esta zona es un excelente lugar si se desea implementar agricultura urbana y en especial cultivos en los cuales se necesite una buena oferta hídrica ya que las condiciones del medio se dan para que suceda esto. Como se ha mencionado a lo largo del proyecto, Villavicencio es una zona de Colombia en donde se registran altas precipitaciones en la temporada de lluvias y para este tipo de cultivo se requiere inundar el suelo para ofrecer un ambiente óptimo para el crecimiento y nutrición del arroz, como también se mencionó el arroz requiere una temperatura de 10 0c a 13 0c para germinar por eso estos cultivos se siembran en la temporada de mayo, junio, o principios de julio, en este periodo del año se presenta la temporada de lluvia por lo cual la temperatura disminuye lo cual se convierte en las condiciones ideales para que la planta empiece a germinar, luego para su crecimiento se necesita una temperatura entre los 23 0c y 27 0c, rangos de temperatura que se registran para la ciudad de Villavicencio.

5.1 Cultivo de Arroz sembrado a partir de la técnica de agricultura

urbana

El arroz viene en texturas de grano largo, medio y corto. Puede crecer fácilmente en jardines trasero, en un balde siempre y cuando se le proporcione la cantidad correcta de suelo, agua y otros nutrientes. El arroz crece en condiciones húmedas (específicamente en charcos de agua) o en condiciones parecidas a las de un pantano. Una vez que los granos de arroz se desarrollan, el agua en la cual crecen se debe drenar de manera que puedas recolectar y moler el cultivo. Después de los procesos de recolección y molienda, ya puedes comer el arroz. [42]

Figura 31. Cultivo de arroz urbano

Fuente: [42]

Pasos para cultivar el arroz en huertas caseras:

comprar semillas de arroz en cualquier tienda de jardinería. Aproximadamente 50 o 60 gramos. [42]

escoger el mejor lugar de plantación, que sea un sitio soleado, con una temperatura de unos 20 grados. [42]

Considerar la temporada, el área en la que se va a cosechar el arroz tiene que permitir el crecimiento de plantas y flores durante 3 a 6 meses. este necesita una temporada de crecimiento cálida y larga. [42]

Antes de sembrar las semillas es conveniente que se pongan a remojar. Este proceso durará unas 12 horas o algo más, pero nunca debe sobrepasar las 36 horas. [42]

Lo mejor para cultivar arroz es utilizar baldes. Llenar los baldes con unos 15 cm de tierra húmeda. Después de haber escurrido las semillas de arroz, se plantan por toda la tierra, y se añade el abono compost. [42]

Hay que tener en cuenta que el área necesita estar inundada con agua. Es mucho más fácil inundar espacios pequeños que espacios grandes. Por eso se recomienda sembrar en baldes. [42]

Mantener 5 cm de agua para que el arroz crezca o por lo menos asegurarse de que el suelo esté constantemente mojado, esperar a que los brotes de los granos crezcan después de una semana. [42]

Para obtener los mejores resultados, dispersar las plantas a 10 cm de distancia en las filas que oscilan entre los 22 y 20 cm de distancia. [42]

Espera a que los granos de arroz maduren, esto tomará aproximadamente entre 3 y 4 meses, durante este tiempo pueden alcanzar hasta 17 centímetros de altura. [42]

Dejar que el agua se sequen o drenar el exceso de agua antes de retirar el arroz para la recolección. En el transcurso de dos semanas los granos se tornaran de color verde a dorado. [42]

Cuando el arroz se haya puesto de color dorado, estará listo. Corta los tallos justo debajo de las cabezas, en donde están los granos de arroz. [42]

Dejar que sequen de 2 a 3 semanas con los tallos cortados, envolver las cascarillas en papel periódico y guárdalas en un lugar seco y soleado durante este tiempo. La humedad tiene que secarse completamente para poder sacar los granos con facilidad. [42]

Hornea los tallos a 82° C o180° F durante una hora, tomar las cabezas y ponlas en el horno para tostarlas, durante este tiempo las cabezas deben adquirir un tono más oscuro de color dorado. [42]

Después de que haya transcurrido el tiempo, dejar que los granos se enfríen. Luego, frótalos con las manos para separarlos de las cascarillas. [42]

6 Impacto social

Este es un proyecto que impacta a la comunidad de manera positiva ya que se convierte en una herramienta técnica para estudios que necesiten el cálculo de la evapotranspiración en las condiciones ambientales reales de la zona de estudio, también con este estudio se puede realizar el cálculo del balance hídrico que se usa para establecer la disponibilidad de agua para el riego del cultivo a sembrar.

A partir de los resultados registrados por los métodos con los que se halló la evapotranspiración real, se desea realizar una propuesta para la junta de acción comunal del barrio Hierbabuena en Villavicencio donde se pueda implementar agricultura urbana en zonas comunales para proyectos de disminución de la desnutrición por parte de las entidades gubernamentales encargadas con los propósitos de dar cumplimiento a los objetivos del milenio. ya que la agricultura urbana es una de las tecnologías sostenibles usadas en la actualidad para la disminución de la pobreza extrema y el hambre, el estudio ayudara a determinar cuánta agua necesitaran esos cultivos para su implementación y bajo qué sistema de siembra se podrían realizar; debido a que con la agricultura convencional por sus características, origina costos sociales y ambientales como la marginación de la población rural, el aumento del desempleo, el incremento en los índices de pobreza, la migración a zonas urbanas en la búsqueda de mejores oportunidades de vida, así como la producción de alimentos de poca calidad. [24]

Así mismo este proyecto impacta al medio ambiente positivamente ya que con la metodología que mejor se ajustó a las condiciones de la zona de estudio, se puede establecer la cantidad de agua que necesitan las plantas indispensables para mantener la vida en el planeta, así mismo ayudan a la disminución del CO2 un gas de efecto invernadero que contribuye con el cambio climático y la contaminación del aire. También la evapotranspiración es indispensable para el proceso fotosintético de las plantas, ayuda al almacenamiento del agua en el suelo y a que el suelo no se sobresature. [6]

Conclusiones

Los métodos estudiados tienden a sobre estimar los valores de los datos observados en campo, mostrando una magnitud mayor pero comportamiento similar.

La ecuación de Budyko es el método de estimación de la evapotranspiración real que más se adapta al comportamiento de las condiciones presentes en Villavicencio- Meta, Barrio Hierbabuena, debido a que el método se desarrolla para zonas tropicales donde haya gran cantidad de humedad, y Villavicencio tiene las condiciones ambientales ideales para desarrollar este método.

La ecuación de Turc que involucran gran cantidad de variables climatológicas tales como radiación, insolación, temperatura, humedad, presenta peor comportamiento en las condiciones presentes en Villavicencio- Meta, Barrio Hierbabuena.

Si se desea implementar la agricultura urbana para el cultivo del arroz, a partir del cálculo de la evapotranspiración real por medio de la ecuación de Budyko para el cálculo del balance hídrico en la zona de estudio, se cuenta con una excelente oferta hídrica para el riego de este cultivo, adicional a esto se cuenta con el suelo y temperatura para implementar esta técnica con miras a contribuir con la disminución de la pobreza y el hambre.

Los métodos de estimación son métodos muy aproximados en sus resultados para las condiciones ambientales en latitudes ecuatoriales pero es importante establecer una metodología que se pueda aplicar a esta región .

Recomendaciones

Si se desea realizar un proyecto donde se requiera calcular la evapotranspiración en alguna zona determinada, para la toma de datos en campo se considera instalar mayor cantidad de evaporímetros con el fin de cubrir mayor cantidad del área de estudio, para tener datos más precisos.

Si se desea utilizar el método de Turc se recomienda utilizar este cuando se tenga un espacio abierto, preferiblemente que sea en campo o zonas donde haya buena vegetación, ya que se presentaron las limitaciones debido a que el estudio se realizó en una ciudad y el lugar que se escogió, es una zona residencial.

Para estudios donde se requiera determinar la evapotranspiración se recomienda tomar los datos en campo y realizar una interpolación con las coordenadas de esta zona ya que así se arrojan datos precisos, pero si no se tiene esta posibilidad se puede usar la metodología de la ecuación de Budyko.

Se recomienda tomar datos durante periodos de tiempo más largos con el fin de tener mayor registro del comportamiento de la evapotranspiración en la zona de estudio.

Se recomienda para este tipo de estudios poder establecer una metodología para latitudes ecuatoriales ya que como se muestra en el documento los métodos de estimación para la evapotranspiración real, se basaran en condiciones ambientales de Europa.

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