El papel de la radiación en la modelización de la evapotranspiración de los cultivos desde el campo abierto hasta los cultivos en interiores
Autores: Flores-Velazquez, Jorge; Akrami, Mohammad; Villagrán, Edwin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El papel de la radiación en la modelización de la evapotranspiración de los cultivos desde el campo abierto hasta los cultivos en interiores
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Sector agrícola
Evapotranspiración
Balance de energía
Modelo de Penman-Monteith
Cultivos
Sistemas de producción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
El sector agrícola sigue siendo el mayor consumidor de agua útil. A pesar de conocer el volumen de agua requerido por las plantas (evapotranspiración), las metodologías deben adaptarse a los sistemas de producción actuales. Basándose en el balance energético (radiación), es factible establecer modelos para estimar la evapotranspiración dependiendo del sistema de producción: cultivos extensivos, cerrados y sistemas interiores. El objetivo de este trabajo fue presentar investigaciones relacionadas para medir y modelar la evapotranspiración de cultivos bajo técnicas de producción actuales, basadas en el balance energético. El modelo original de FAO Penman-Monteith se considera el que mejor describe el proceso de evapotranspiración, y con avances en la instrumentación, existen sensores capaces de medir cada una de las variables que contiene. A partir de este modelo, se han aproximado procedimientos para su uso en cultivos extensivos a través de teledetección para calcular la evapotranspiración, que integra conjuntamente las variables climáticas y el tipo y edad del cultivo, con lo que se obtiene la evapotranspiración real. El mismo modelo de Penman-Monteith se ha adaptado para su uso en cultivos de invernadero, donde dadas las reducidas raíces y al estar en un entorno cerrado, es posible conocer las variables específicamente. Manteniendo el contenedor de raíces saturado, la transpiración del cultivo dependerá básicamente de la fisiología de la planta (LAI, resistencia estomática, etc.) y de las características del aire (radiación, VPD, velocidad del viento, etc.). Se han desarrollado modelos basados en dinámica de fluidos computacional (CFD), que predicen la evapotranspiración real del cultivo activando el submodelo de radiación de ordenadas discretas (DO). Para cultivos interiores, en ausencia de radiación solar, y reemplazada por luces artificiales (LED), aunque son cultivos hidropónicos y el agua se puede estimar a través de un balance de niveles, sería posible utilizar CFD para estimar la transpiración transformando unidades de flujo (Mmol) en radiación (W m). La transpiración de los cultivos interiores funciona como un sistema de enfriamiento y estabiliza el ambiente de la fábrica de plantas o la granja vertical. En cada sistema de producción de cultivos (desde campo abierto hasta cultivos interiores) se han desarrollado modelos para gestionar el agua y el microclima. El resultado son informes que indican que se ahorra más del 90% del agua.
Descripción
El sector agrícola sigue siendo el mayor consumidor de agua útil. A pesar de conocer el volumen de agua requerido por las plantas (evapotranspiración), las metodologías deben adaptarse a los sistemas de producción actuales. Basándose en el balance energético (radiación), es factible establecer modelos para estimar la evapotranspiración dependiendo del sistema de producción: cultivos extensivos, cerrados y sistemas interiores. El objetivo de este trabajo fue presentar investigaciones relacionadas para medir y modelar la evapotranspiración de cultivos bajo técnicas de producción actuales, basadas en el balance energético. El modelo original de FAO Penman-Monteith se considera el que mejor describe el proceso de evapotranspiración, y con avances en la instrumentación, existen sensores capaces de medir cada una de las variables que contiene. A partir de este modelo, se han aproximado procedimientos para su uso en cultivos extensivos a través de teledetección para calcular la evapotranspiración, que integra conjuntamente las variables climáticas y el tipo y edad del cultivo, con lo que se obtiene la evapotranspiración real. El mismo modelo de Penman-Monteith se ha adaptado para su uso en cultivos de invernadero, donde dadas las reducidas raíces y al estar en un entorno cerrado, es posible conocer las variables específicamente. Manteniendo el contenedor de raíces saturado, la transpiración del cultivo dependerá básicamente de la fisiología de la planta (LAI, resistencia estomática, etc.) y de las características del aire (radiación, VPD, velocidad del viento, etc.). Se han desarrollado modelos basados en dinámica de fluidos computacional (CFD), que predicen la evapotranspiración real del cultivo activando el submodelo de radiación de ordenadas discretas (DO). Para cultivos interiores, en ausencia de radiación solar, y reemplazada por luces artificiales (LED), aunque son cultivos hidropónicos y el agua se puede estimar a través de un balance de niveles, sería posible utilizar CFD para estimar la transpiración transformando unidades de flujo (Mmol) en radiación (W m). La transpiración de los cultivos interiores funciona como un sistema de enfriamiento y estabiliza el ambiente de la fábrica de plantas o la granja vertical. En cada sistema de producción de cultivos (desde campo abierto hasta cultivos interiores) se han desarrollado modelos para gestionar el agua y el microclima. El resultado son informes que indican que se ahorra más del 90% del agua.