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NECESIDADES DE AGUA EN PARQUES Y JARDINES Unidad de Hidrología Facultad de Agronomía Universidad de la República Ing. Agr. Lucía Puppo.

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1 NECESIDADES DE AGUA EN PARQUES Y JARDINES Unidad de Hidrología Facultad de Agronomía Universidad de la República Ing. Agr. Lucía Puppo

2 BIBLIOGRAFIA AGORIO, C., CARDELLINO, G. CORSI, W. FRANCO J Estimaci ó n de las Necesidades de riego en Uruguay. MGAP, DUMA, Montevideo. ALLEN, R.; PEREIRA, L.S.; RAES, D; SMITH, M Crop evapotranspiration. FAO. Serie Riego y Drenaje. Tomo 56. BERENGENA, J Descripci ó n y estudio comparativo de los m é todos en uso para el c á lculo de la evapotranspiraci ó n de referencia, abril-mayo, C ó rdoba, Espa ñ a. DOORENBOS, J. y PRUITT, W.O Las necesidades de agua de los cultivos. FAO. Serie Riego y Drenaje. Tomo 24. INIA, Las Brujas, 23 de agosto de Manejo de la informaci ó n agroclim á tica para apoyo a la toma de decisiones en riego. Serie de actividades de difusi ó n N º 26. Martín Rodríguez, A.; Avila Alabarcés, R.; Yruela Morillo, M.; Plaza Zarza, R.; Nevas Quesada, R.; Fernandez Gomez, R. Manual de Riego en Jardines. PEREIRA, L.S Necesidades de agua e m é todos de rega. Publica ç oes Europa-Am é rica. University of California Cooperative Extension. California Departement of Water Resources A guide to estimating irrigation water needs of landascape plantings in California. VILLALOBOS, F. J Programaci ó n de riegos. C ó rdoba, Espa ñ a.

3 ESTIMACION DE LAS NECESIDADES DE AGUA Constituye un dato b á sico para: El dise ñ o de un proyecto de riego. Planificaci ó n de la estrategia de riego. Para lograr rendimientos altos y estables, con la m á xima calidad de producto cosechable, se requiere satisfacer la m á xima evapotranspiraci ó n del cultivo.

4 La cantidad de agua que necesitan las plantas Es equivalente a la evapotranspiración (ETc). En un parque dependerá del clima de la localidad, de la mezcla de especies, de su densidad y de las particularidades microclimáticas. El objetivo del riego en parques y jardines es únicamente estético: plantas saludables, con buena apariencia y adecuado crecimiento. Según Costello et al. (2000), esto podría conseguirse con menor cantidad de agua.

5 EVAPOTRANSPIRACION En toda superficie cultivada se produce una p é rdida continua de agua cuyo destino es la atm ó sfera. P é rdida directa de agua desde de la superficie del suelo o superficie del cultivo EVAPORACION A trav é s del sistema conductor de la planta TRANSPIRACION ET Calor latente de vaporización = 2.45 MJ Kg -1

6 ET DEMANDA EVAPORATIVA DEL AIRE PRODUCCI Ó N DEL CULTIVO HUMEDAD DEL SUELO RIEGOSLLUVIAS

7 FACTORES QUE AFECTAN LA EVAPOTRANSPIRACION Factores clim á ticos: temperatura, humedad relativa, velocidad del viento, e intensidad de la radiaci ó n solar. En parques y jardines pueden existir zonas con microclimas particulares. Disponibilidad de agua en el suelo. Caracter í sticas del cultivo: tipo de cultivo, grado de cobertura y etapa fenol ó gica del cultivo. En parques y jardines habrá una mezcla de cultivos. Manejo del riego. Casi exclusivamente riegos de alta frecuencia. ETc = mm/d í a; mm/mes; mm/ciclo

8 Relaci ó n entre el consumo de agua disponible y el potencial del agua en el suelo Arenoso franco

9 CÁLCULO DE LA ETc M é todos directos (miden la ETc) - Lisímetro ET = R + PP - D ± W Balance hídrico (parcela experimental) ET = R + PP - D ± Esc ± W

10 M é todos indirectos Estimaci ó n de la ETc Se realiza en un doble paso: 1)Estimación de la ETo (evapotranspiración del cultivo de referencia) Cultivo de referencia: Extensa pradera de gramíneas en crecimiento activo, de altura uniforme entre 8 y 15 cm, que sombrea completamente el suelo, libre de plagas y enfermedades y nunca escasa de agua y de nutrientes. Doorenbos y Pruitt, ) Corrección por el coeficiente del cultivo (Kc) Depende: del cultivo y de la etapa fenológica. Los valores de Kc para parques y jardines no están normalizados.

11 1) Estimaci ó n de la ETo Por FAO Penman-Monteith (método estándar) - Está tabulado para una serie de años para las cinco estaciones del INIA (estación meteorológica más próxima). Dato de partida para el diseño del proyecto de riego. - El dato en tiempo real sirve para manejar el riego, disponible en la web de INIA A partir del tanque evaporímetro (Eo) - Se dispone de datos promedio confiables (para el diseño). - Es un método simple para manejar el riego, corrigiendo el dato (en tiempo real de la web) por un coeficiente de tanque (Ktan).

12 FAO Penman-Monteith

13

14

15 h= 25,4 cm 5 cm D 120,5 cm ETo (mm/día) = Eo (mm/día) K tan Tanque evapor í metro clase A

16 Tanque evaporímetro rodeado por barbecho de secano Tanque variable50 ó más metros Barbecho de secano Dirección de la cual sopla el viento Cubierta verde CASO-B- Tanque evaporímetro rodeado por una cubierta verde Tanque variable50 ó más metros Barbecho de secano Dirección de la cual sopla el viento Cubierta verde CASO-A

17 El coeficiente K(tan) seg ú n la FAO Tanque evaporímetro colocado en una superficie de forraje verde de poca altura

18 Coeficientes (Ktan) para estimación de ETo Penman-Monteith MesEneFebMarAbrMayJunJulAgoSetOctNovDicAño Las Brujas La Estanzuela Salto Tacuarembó T y Tres Fuente: Puppo, 2007 Evaporación de Tanque A: Promedio diario en milímetros y décimos. EneFebMarAbrMayJunJulAgoSetOctNovDic Las Brujas La Estanzuela Salto Tacuarembó T y Tres Fuente: INIA; elaboración Ing. Agr. Lucía Puppo

19 2) Correcci ó n por el coeficiente del cultivo (Kc) ETc = ETo * Kc Kc = coeficiente del cultivo Factores que influyen sobre el Kc Caracter í sticas del cultivo Fecha de plantaci ó n Condiciones clim á ticas Frecuencias de lluvias o riegos en la fase inicial

20 Los Kc de los cultivos agrícolas y del césped están determinados a partir de trabajos de investigación. Están normalizados para la condición de crecimiento óptimo y máxima producción.

21 Magnitudes de la ET(cultivo) en comparaci ó n con la ET(gram í neas)

22 Diagrama para el cálculo de K c ini en función del intervalo entre humedecimientos del suelo (días) y de la ET de referencia, para pequeñas láminas de agua infiltradas ( 10 mm)

23 Precisar la fecha de plantaci ó n o siembra Determinar la duraci ó n del ciclo del cultivo y de las distintas fases (inf. local) Determinaci ó n del Kc de la fase inicial (mediante tabla o gr á fico) Determinaci ó n del Kc m á x. y el Kc final mediante tabla Obtenci ó n del Kc para las fases de crecimiento en cultivos anuales:

24 Se construye la curva del Kc Cultivos anuales

25 Frutales de hoja caduca C í tricos y dem á s perennes Aproximadamente constante durante todo el año

26 Coeficiente para corrección de ETc en montes jóvenes regados con riego localizado Porcentaje de área sombreada Porcentaje de la ETc del monte adulto

27 g. Cultivo de fibra0.35 Algodón Lino Sisal h. Cultivos oleaginosos Semilla de ricino (Ricinus) Colza, Canola Cártamo Sésamo Girasol i. Cereales Cebada Avena Trigo de primavera Trigo de invierno: Con suelo congelado Sin suelo congelado Maíz, grano Maíz, dulce Mijo Sorgo: - Grano - Dulce Arroz El Kc para sisal depende de la densidad de plantación y el manejo del agua (ej. estrés hídrico intencional) 9.Los valores menores son para cultivos de secano los cuales poseen una menor densidad de plantas. 10.El valor mayor es para cultivos cosechados a mano 11.El primer valor de Kc final es para cosecha de granos con alta humedad. El segundo, para cultivo luego del secado total del grano (18 % de humedad, base total mojada) Coeficientes de cultivo, Kc, y altura media máxima para plantas sin estrés, bien manejadas, en climas sub- húmedos (HR min = 45% u2 = 2 m/s) para usar le ETo de FAO Penman- Monteith. Fuente: FAO

28 n. Árboles Frutales Almendras, sin cobertura del suelo Manzanas, cerezas, peras 19 - sin cobertura, heladas fuertes - sin cobertura, sin heladas - cobertura activa, heladas fuertes - cobertura activa, sin heladas Damasco, durazno, frutos de carozo 19, 20 - sin cobertura del suelo, con heladas fuertes - sin cobertura del suelo, sin heladas - cobertura activa del suelo, heladas fuertes - cobertura activa del suelo, sin heladas Palta, sin cobertura de suelo Estos Kc final representan Kc antes de la caída de las hojas. Después de la caída de las hojas, Kc final es aprox para suelo limpio, seco o cobertura muerta y el Kc final es aprox a 0.80 para cobertura en activo crecimiento. 19.Refiere a ec. 94, 97 o 98 y nota al pie 21 y 22 para estimar Kc para sitios con cultivos inmaduros 20.Frutos de carozo se aplica a Durazno, damasco, ciruelas, pacanas

29 Citrus, sin cobertura de suelo % cubierta vegetativa - 50 % cubierta vegetativa - 20 % cubierta vegetativa Citrus, con cobertura activa o malezas % cubierta vegetativa - 50 % cubierta vegetativa - 20 % cubierta vegetativa Coniferas Kiwi Olivos (40 to 60 % cobertura del suelo por el cultivo) Pistachos, sin cobertura del suelo Nogales Estos valores de Kc pueden calcularse con la formula 98 para Kc min = 0.15 y kc total = 0.75, 0.70 y 0.75 para el inicial, medio y finales de período, y Fc eff = Fc donde fc = fracción de suelo cubierto por el canopy del árbol ( se asume que el sol da directamente arriba). Los valores listados se corresponden con los de Doorenbos and Pruitt (1977) y con otras mediciones recientes. El valor de mediados de cultivo es menor que el de inicio y final debido a los efectos de cierre estomático durante el período de máxima ET. Para climas húmedos y sub-húmedos donde el control estomático de los citrus es menor, los valores de Kc inicial, medio y final puede incrementarse en 0.1 – 0.2, según Rogers et al.. Para cobertura inactiva o moderadamente activa del suelo (cobertura activa del suelo implica cobertura verde y en crecimiento, con un valor de IAF > 2 a 3 aproximadamente), el valor de Kc deberá ser ponderado entre el valor de Kc correspondiente a la ausencia de cobertura del suelo y el valor de Kc para la cubierta activa del suelo, basando la ponderación en el grado de verdosidad y el área foliar aproximada de la cubierta del suelo. 22. Este valor de Kc fue calculado como Kc = fc Kc ngc + (1-fc) Kc cover, donde Kc ngc es el Kc de los citrus sin cobertura activa, Kc cover es el Kc con cobertura activa (0.95) 23. Las coníferas presentan un control estomático significativo para compensar su reducida resistencia aerodinámica. Los valores de Kc pueden ser fácilmente inferiores a los presentados, los cuales representan condiciones óptimas de humedecimiento en bosques extensos. 24. Estos coeficientes son representativos de una cobertura del suelo entre 40 a 60%. Referirse a la Ec. 98 y notas a pie de página 21 y 22 para estimar el valor de Kc en sitios con vegetación inmadura. En España, Pastor y Orgaz (1994) encontraron los siguientes valores de Kc para huertos de olivos con un 60% de cobertura del suelo: 0,50, 0,50, 0,65, 0,60, 0,55, 0,50, 0,45, 0,45, 0,55, 0,60, 0,65, 0,50 para los meses Enero a Diciembre. Se pueden obtener estos coeficientes utilizando Kc ini = 0,65, Kc med = 0,45, y Kc fin = 0,65, considerando una longitud de las etapas inicial, desarrollo, mediados de temporada y final = 30, 90,

30 j. Forrajes Alfalfa (Heno) – efecto promedio de cortes - periodos individuales de corte - para semilla Bermuda (Heno) – efecto promedio de cortes - cultivo de primavera para semilla Trébol para heno, Berseem - efecto promedio de cortes - períodos individuales de corte Raigras heno –efecto promedio de cortes Sudan grass heno (anual) - efecto promedio de cortes - periodos individuales de corte Pasturas – Rotación de pasturas - pasturas extensivas Césped – estación fresca 15 - estación cálida k. Caña de azúcar Si es cosechado fresco para consumo humano. Use Kc final para cultivo de maíz a campo, si el maíz dulce es dejado madurar y secar en el campo. 13. Estos Kc med para los cultivos de heno son un promedio total de los Kc med que incluyen valores promedio de Kc para antes y después del corte. Se aplica al período que sigue al primer período de desarrollo hasta el inicio de la etapa final de la temporada de crecimiento 14. Estos coeficientes de Kc para los cultivos de heno corresponden a, inmediatamente después del corte; cobertura completa; e inmediatamente antes del corte, respectivamente. La temporada de crecimiento es definida como una serie de períodos individuales de corte. 15.Pasturas de estación fría incluyen pasto azul, raigras y festuca. Pasturas de estación cálida incluye pasto bermuda y pasto St. Agustine. El valor 0.95 para pasturas de estación fría representan una altura de cosecha de 0.06 a 0.08 m bajo condiciones generales de césped. Donde se practica el manejo cuidadoso del agua y el crecimiento rápido no es requerido, los kc para el césped se pueden reducir 0.10.

31 El diseño del equipo de riego deberá satisfacer la ETc máxima. La eficiencia de aplicación del equipo de riego 80%. La jornada de riego se ha fijado en 8 horas Vol. neto diario= m d -1 x 4000 m 2 = 19.6 m 3 d -1 ( netos) Vol. bruto diario= 19.6/0.8 = 24.5 m 3 d -1 (brutos) Caudal mínimo de diseño = 24.5/8= 3.1 m 3 h -1 (o mayor). En caso de regar día por medio el caudal requerido será el doble. EneFebMarAbrMayJunJulAgoSetOctNovDic ETo mm d -1 5,44,53,52,31,41,0 1,52,33,24,25,1 Kc0,9 ETc mm d-14,94,13,22,11,30,9 1,42,12,93,84,6 ETc mm mes-1150,7113,497,762,139,127,027,941,962,189,3113,4142,3 Total mm 967 Ejemplo: calcular las necesidades hídricas de una superficie de 4000 m 2 de césped.

32 El manejo del riego se hace variando los tiempos, a partir del valor de ETo (en tiempo real) corregido por el Kc = 0.90 Datos diarios INIA Las Brujas: ETc prom. = 5.7 x 0.90 = 5.1 mm d -1 (netos) 5.1/0.8= 6.4 mm d -1 (brutos). Si la tasa de aplicación del equipo fuese 6.3 mm h -1 Entonces el tiempo de riego sería 12.8/6.3 = 2 h ETo (mm d -1 ) Frecuencia de riegos (c/2 días); LN = 10.2 mm; LB = 12.8 mm

33 ¿Cómo se calcula el requerimiento hídrico de un parque o jardín ? Especies distintas tendrán necesidades de agua distintas. Por sector de riego se deberé estimar un coeficiente de jardín (Kj) que sustituye al Kc. Si el jardín ya existe, en un sector de riego pueden coincidir especies con requerimientos hídricos muy diferentes. Se deberá satisfacer los requerimientos hídricos de las especies más demandantes; en caso de optar por un riego intermedio, algunas especies podrían presentar un aspecto inferior al óptimo. El Kj tiene en cuenta la mezcla de especies, la densidad de plantación y el microclima. Kj = Ke x Kd x Km Ke = coeficiente de especie; Kd = coeficiente de densidad; Km = coeficiente de microclima

34 Hidrozonas Se distinguen tres zonas en cuanto a consumo de agua: alto, moderado y bajo. Para facilitar la estimación del Kj conviene diseñar por hidrozonas, con especies que tengan requerimientos hídricos y necesidades de iluminación similares. Dentro de cada hidrozona habrá que combinar la forma, color y textura de las plantas para lograr el objetivo deseado. Si se prioriza el uso eficiente del agua, la estética quedará subordinada al agua de riego.

35 Hidrozona de alto consumo En las proximidades de la vivienda, para aportar sombra y frescura. Partes visibles: zonas de acceso, paseos, zonas de descanso, etc. Especies de follaje exuberante.

36 Hidrozona de consumo moderado Se emplean arbustos o flores y bulbos con necesidades medias de agua

37 Generalmente se destinan a delimitar espacios

38 Hidrozona de bajo consumo de agua Generalmente se emplean especies autóctonas que luego de su establecimiento requieren poca o nula cantidad de agua

39 Suelen ubicarse en zonas de tránsito más alejadas de las edificaciones, en los estacionamientos, alineaciones de caminos, etc.

40 Para calcular de forma aproximada las necesidades de agua del parque o jardín ETj = ETo x Kj Kj = Ke x Kd x Km Ke: No existe una lista normalizada de valores de Ke; los valores de Ke publicados por Martín Rodríguez et al. y por Costello et al. (2000), son valores mínimos para mantener una apariencia aceptable, salud y crecimiento razonable para la especie. Es una clasificación subjetiva (basada en una vasta experiencia de observaciones a campo, no está basada en datos científicos) y la misma podría cambiar en la medida que surja mejor información (Costello et al., 2000).

41 Valores de Ke (Martín Rodríguez et al.) EspecieKe Tolerancia a la salinidad Tolerancia al encharcamiento Tipo de especie Aspidistra elatior0.38MediaV Cyperus papyrus0.8AltaPac Cissus rhombifolia0.5BajaPT Citrus spp0.5BajaAP Diksonia antartica0.8H Hedera helix0.5BajaPT/T Impatiens spp0.65MediaV/PF Magnolia grandiflora0.56BajaAP Los coeficientes de esta publicación parecen muy bajos.

42 Valores de Ke (Costello et al.; 2000) TypeBotanical nameCommon name PAspidistra elatiorcast iron plantLLMM/M PCyperus papyrusumbrella sedge/papyrusHHHHHH VCissus rhombifoliagrape ivyM/MM/M TSCitrus spporange, lemon, etc.MMMM/M SPDciksonia antarticaTasmanian tree fernHHHH// GC VHedera helixenglish ivyMMMMMM SImpatiens sppH¿H¿¿¿ TMagnolia grandifl.southern magnoliaMMMM/H High (H)Moderate (M)Low (L)Very Low (VL) Ke <0.1

43 Fuente: Coeficiente tipo (Ke) Es una guía simple y válida mientras no se cuente con mejor información.

44 Coeficiente de densidad Kd Describe las diferentes densidades de vegetación. Los jardines recién instalados o aquellos con plantas espaciadas tienen en general menor superficie foliar que los jardines maduros o densos. Las pérdidas de agua en un jardín denso son mayores que en uno de baja densidad. Los jardines más comunes son los de plantaciones mixtas de elevada densidad, es decir aquellos que tienen árboles y arbustos plantados sobre una capa de tapizantes.

45 AltaMediaBaja Árboles Arbustos Tapizantes Plantación mixta ( )1.1 (1)0.6 ( ) Césped Valores de Kd según tipo de vegetación y densidad de plantación 1 Alta >60%; media 25-60%; baja < 25% 2 Alta > a 90%; baja: recién plantada 3 Baja recién plantada

46 Coeficiente de microclima (Km) El coeficiente microclima (Km) se utiliza para tener en cuenta las diferencias ambientales sobre las condiciones climáticas propias de la localidad, incluidas en la ETo. Las zonas con distintas condiciones ambientales dentro de una misma zona climática se denominan microclimas. Una condición microclimática media (Km = 1,0) es aquella en la que las estructuras, edificaciones, etc. no influyen en el microclima del jardín. La evaporación que tiene lugar en un jardín rodeado de edificios de hormigón será mayor a la de un jardín rodeado por una zona forestada. Los edificios y pavimento que rodean el jardín reflejan gran parte de la radiación aumentando la radiación neta, a la vez que ceden calor a la atmósfera, incrementando la tasa de evapotranspiración del mismo.

47 Valores de Km según la ubicación y presencia edificaciones Alta 1 Media 2 Baja 3 Árboles Arbustos Tapizantes Plantación mixta1.3 ( )1.1 (1)0.6 ( ) Césped Rodeado por edificios, pavimento de hormigón y expuesta al viento 2 Espacios abiertos sin vientos extraordinarios ni pavimentos o superficies reflectantes 3 Sombreados la mayor parte del día, sur de edificios y de lomas, bajo aleros; protegidos de los vientos típicos

48 Ejemplo Se desea calcular las necesidades de agua en el mes de enero de un jardín de un importante edificio de la zona de Carrasco. Está compuesto por una plantación mixta de Magnolia grandiflora, Rododendron, Impatiens; y Hedera helix. La vegetación está bien establecida y completamente desarrollada, expuesta al sol durante todo el día y rodeada de pavimento.

49 Solución ETj mm d -1 = ETo x Kj Estimamos el coeficiente Kj = Ke x Kd x Km Magnolia gr. (Ke req. moderados) = 0.8 Rododendron (Ke req. altos) = 1 Impatiens (Ke req. altos) = 1 Hedera helix (Ke req. moderados) = 0.7 Ke promedio o ponderado por la composición del jardín = 0.9 Kd alta densidad = 1.2 Km (expuesto al sol y rodeado de pavimento) = 1.3 Kj = 0.9 x 1.2 x 1.3 = 1.4

50 ETo para enero = 5.4 mm d -1 (valor promedio mensual) ETj para enero = 5.4 x 1.4 = 7.6 mm d -1 (dosis neta de riego) El tiempo de riego deberá calcularse de forma de aplicar la dosis bruta de riego. Dosis bruta = 7.6 mm d -1 /eficiencia de aplicación del método de riego Caudal mínimo de diseño = 7.6 l/m 2 /d x m 2 del jardín/ eficiencia/ jornada de riego en hr


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