1.6 El viento en la agricultura

El viento es el movimiento de aire en la superficie terrestre. Es generado por la acción de gradientes de presión atmosférica producida por el calentamiento diferencial de las superficies y masas de aire (Jaramillo 1999).

La superficie de la tierra se calienta por la radiación solar, esta radiación solar no se recibe con la misma intensidad en todas las zonas del planeta, lo que origina un calentamiento desigual de las masas de aire. El aire de las capas atmosféricas más bajas se calienta bajo la influencia de la superficie terrestre, siendo su calentamiento más o menos intenso según la temperatura que alcanzan las diferentes zonas de la superficie terrestre con las que se mantiene en contacto.

El aire más caliente se dilata más y se hace menos denso, por lo que disminuye la presión atmosférica en la zona que abarca la masa de aire caliente. El aire menos caliente se dilata menos y es más denso, por lo que aumenta la presión atmosférica en la zona que abarca la zona de la masa de aire frío. Por consiguiente, el desigual calentamiento de la superficie terrestre y de las masas de aire que se asientan sobre ella origina unas zonas de la atmósfera que tienen distintas Presiones atmosféricas.

En general existe la tendencia a que cualquier desequilibrio que exista a nivel de la atmósfera tiende a equilibrarse de manera natural. El desequilibrio creado por la diferencia de presión tiende a equilibrarse de una forma natural mediante el desplazamiento de aire de la zona de mayor presión a la de menor presión, este desplazamiento de aire horizontal recibe el nombre de viento (Fuentes 1989).

Desde el punto de vista ecológico, un buen conocimiento del viento tiene implicaciones amplias en la agricultura y en el manejo de los suelos. Los vientos influyen en:

1. La remoción de CO2.

2. Transferencia y/o remoción de vapor de agua.

3. Transporte de insectos, polen y esporas de enfermedades. 4. Desgarre de hojas.

5. Cambios en la humedad atmosférica local. 6. Aumento en las tasas de evapotranspiración.

7. Pérdidas en las aplicaciones de agroquímicos y en los sistemas de riego por aspersión.

8. Cambios térmicos en las primeras capas del suelo. 9. Pérdidas de suelos por erosión eólica.

10. Causa sequías (Rosenberg 1974; Llano 1984).

En meteorología esta palabra se refiere, en general, a un movimiento de conjunto del aire cerca de la superficie terrestre (entre 2 y 15 metros); este movimiento del aire raramente es regular, corrientemente es turbulento, con torbellinos de forma y dimensiones variados que se desarrollan en el aire y perturban su flujo. El efecto de la turbulencia cerca de la superficie terrestre, es la producción de variaciones rápidas irregulares de la velocidad y de la dirección del viento (Giraldo 1989).

El estudio de los vientos de superficie puede ayudar a precisar las estimaciones de lluvia y temperatura en regiones carentes de información, o ésta información es escasa o incompleta (Llano 1984). Cerca de la superficie de crecimiento de los cultivos la velocidad horizontal del viento es de cero, e incrementa con la altura sobre la superficie. El gradiente del viento sobre la superficie depende la velocidad del viento, como de las condiciones de la superficie.

II-1.6. La evapotranspiración

La evapotranspiración (ET) es la combinación de dos procesos:

1. La evaporación: es el proceso físico mediante el cual el agua se convierte a su forma gaseosa. La evaporación del agua a la atmósfera ocurre en la superficie de ríos, lagos, suelos y vegetación. La transpiración es el proceso mediante el cual el agua fluye desde el suelo hacia la atmósfera a través del tejido de la planta.

2. La transpiración: es básicamente un proceso de evaporación. El agua se evapora dentro de las hojas y el vapor resultante se difunde hacia el exterior a través de las estomas. En esta evaporación del agua se produce un gradiente de energía el cuál causa el movimiento del agua dentro y a través de las estomas de la planta. Las estomas de la mayor parte de las plantas verdes permanecen abiertas durante el día y cerradas en la noche. Si el suelo está muy seco las estomas permanecerán cerradas durante el día para que la pérdida del agua sea más lento.

Por la necesidad de expandir la producción agrícola se han aumentado las áreas de cultivo bajo riego en las regiones áridas y sub-húmedas del mundo. La agricultura ha comenzado a competir por el agua con las industrias, municipios y otros sectores. Esta gran demanda junto al incremento en los costos del agua y de la energía ha hecho absolutamente necesario desarrollar tecnologías para el manejo apropiado del agua.

La evaporación, la transpiración y la evapotranspiración son importantes tanto para estimar los requisitos de riego y al programar éste. Para determinar los requisitos de riego es necesario estimar la ET por medidas directamente en el campo o utilizando datos meteorológicos. Las medidas directamente en el campo son muy costosas y se utilizan mayormente para calibrar los métodos que estiman la ET utilizando datos de clima.

Se han propuesto numerosas ecuaciones que requieren datos meteorológicos y varías de éstas se usan comúnmente para estimar la ET para períodos de un día o más. Todas estas ecuaciones son en algún modo empíricas. Los métodos más simples requieren solamente datos sobre la temperatura promedio del aire, duración del día y del ciclo de cultivo. Otras ecuaciones requieren datos de radiación diaria, temperatura, presión de vapor y velocidad de viento.

Ninguna ecuación debe desecharse porque los datos no estén disponibles. No todas son igualmente precisas y confiables para diferentes regiones. Además, no existe un método único que utilizando datos meteorológicos sea adecuado universalmente bajo todas las condiciones climatológicas. Para que se suceda la evaporación se necesita que se cumplan tres requisitos fundamentales:

1. Suficiente energía para el paso del líquido a gas.

2. Capacidad de la atmósfera circundante para admitir el vapor de la superficie evaporante.

3. Remoción permanente del vapor acumulado sobre la superficie.

El estado sólido y líquido del agua se caracteriza porque las moléculas están “unidas” en mayor o menor grado a través de las llamadas fuerzas de cohesión lo que les impide moverse en forma aislada o quedar “sueltas”. Sin embargo, ellas pueden ganar energía del medio circundante, si él está más caliente, lo cual se traduce en un aumento en la vibración, es decir, ellas aumentan su energía cinética (movimiento), hasta el punto que esta energía puede superar las fuerzas de cohesión que las mantienen agrupadas originándose una separación, lo que conduce a que ellas se puedan mover

independientemente y poder desplazarse en la atmósfera circundante a velocidades variables. Estas moléculas sueltas y en permanente movimiento, en la atmósfera, es lo que constituye el vapor de agua (Castañeda 1995).

El proceso contrario también se da permanentemente en la atmósfera, cuál es la pérdida de energía por el contacto con medios más fríos. Esto conduce a que las moléculas, al perder movimiento, se vean obligadas a agruparse, originando la condensación, o sea pasar a su estado líquido. En este caso se aplica la primera ley de la termodinámica, que el flujo de calor siempre se da de un cuerpo más caliente hacia uno más frío, y nunca al contrario.