Evapotranspiración: Concepto y Factores Clave

Se denomina evapotranspiración a la combinación de dos procesos: la evaporación del agua desde superficies cubiertas de vegetación y la transpiración de esa misma vegetación. Este fenómeno representa, en muchas ocasiones, una de las componentes más importantes del balance hídrico de una cuenca.

El concepto unitario de evaporación y transpiración es fundamental, ya que en suelos con cubierta vegetal las relaciones entre ambos fenómenos son muy estrechas. Las características de la evaporación dentro de este proceso conjunto son similares a las que se producen en las masas de agua, pero el proceso de transpiración es distinto.

La estimación de la evapotranspiración resulta crucial para el conocimiento de las necesidades hídricas y la planificación de los regadíos. En muchas zonas, la evapotranspiración anual representa alrededor del 70% de las precipitaciones recibidas, llegando en algunos casos hasta el 90%. En la España peninsular, las pérdidas totales por evapotranspiración son aproximadamente tres veces superiores a las aportaciones de los ríos al mar.

En la agricultura, la medición o el cálculo de las necesidades de agua determinan en gran parte la elección de los cultivos que pueden crecer en áreas de escasa precipitación. Esta idea es igualmente aplicable al ámbito forestal, especialmente para la elección de especies en las repoblaciones y restauraciones hidrológicas.

Transpiración: Definición y Factores Determinantes

Se define la transpiración como la evaporación de agua por parte de las plantas. Una planta, como componente de un sistema vegetal, necesita agua para incorporarla a su estructura, transportar nutrientes, eliminar sales y regular su temperatura.

La circulación del agua en la planta no es un circuito cerrado, sino abierto. La cantidad de agua transpirada por una planta es considerable, aproximadamente 700 veces la utilizada en la formación de su materia viva.

Se denomina uso consuntivo a la suma de la evapotranspiración y el agua que las plantas requieren para su nutrición. Esta última es una cantidad pequeña en comparación con la evapotranspiración (aproximadamente un 1%), por lo que los términos evapotranspiración y uso consuntivo se suelen usar como sinónimos.

La transpiración depende de los siguientes factores:

• El desarrollo y tipo de la cubierta vegetal.
• La radiación solar.
• El poder evaporante de la atmósfera.
• La disponibilidad de agua en el suelo.

Relación entre Pluviograma, Hietograma e Hidrograma

El hidrograma es la función Q = Q(t) que relaciona el caudal circulante por la sección de cálculo con el tiempo. A continuación, se analizan las relaciones existentes entre el pluviograma y el hietograma de una determinada lluvia, con su hidrograma en la sección de cálculo.

Se definen los siguientes instantes:

• t₀: instante en el que se inicia la lluvia.
• t_ie: instante en el que comienza a pasar la escorrentía por la sección de cálculo.
• t_f: instante en que finaliza la lluvia.
• t_fe: instante en el que deja de pasar escorrentía por la sección de cálculo.

El hidrograma comienza a partir de t_ie, momento a partir del cual los caudales circulantes irán creciendo hasta alcanzar un máximo Q_p, denominado caudal punta, en el instante t_p. El caudal circula hasta el instante t_fe.

Se define:

• Tiempo base (T_b): duración del hidrograma. T_b = t_fe – t_ie.
• Tiempo de concentración (T_c): T_c = t_fe – t_f.

Siendo V_e el volumen total de agua que atraviesa la sección de cálculo y S la superficie de la cuenca, se establecen las siguientes relaciones:

1. La ordenada del hietograma neto correspondiente al instante en el que finaliza la lluvia es igual al cociente V_e/S: h_n(t_f) = V_e/S.
2. El área encerrada por el hietograma neto es igual al cociente V_e/S: ∫Jdt = V_e/S (entre t_ie y t_f).
3. El área encerrada por el hidrograma es igual a V_e: ∫Qdt = V_e (entre t_ie y t_fe).

Componentes del Hidrograma

Las componentes de un hidrograma vienen dadas por las distintas fases incluidas en él. En el hietograma se ha separado la parte de lluvia neta de la zona de pérdidas. En cuencas reales, de tamaño superior a 50 km², es difícil encontrar tormentas de duración superior al tiempo de concentración.

Se denomina tiempo de lluvia al periodo de tiempo en el que la lluvia produce escorrentía.

En el hidrograma se distinguen las siguientes componentes:

• Caudal de base: caudal circulante por el río antes de iniciarse la lluvia y después de que los efectos de la lluvia hayan desaparecido.
• Curva de concentración: rama ascendente del hidrograma. Depende de la intensidad y distribución de la lluvia, así como de las características de la cuenca. Las condiciones iniciales de la cuenca (humedad del suelo, vegetación, etc.) influyen decisivamente en esta curva.
• Punta del hidrograma: punto de caudal máximo.
• Curva de bajada: primera parte de la rama descendente del hidrograma. En esta rama se superponen los caudales correspondientes a la escorrentía superficial, subterránea y subsuperficial. Existe un punto de inflexión (punto B) que separa la curva de bajada de la curva de agotamiento.
• Curva de agotamiento: parte final de la curva de bajada del hidrograma. Contiene los caudales subterráneos, que corresponden a menores velocidades de circulación del agua.
• Tiempo punta: tiempo transcurrido desde que se inicia la curva de concentración hasta que se produce la punta del hidrograma (puntos A y C).
• Tiempo base: tiempo transcurrido entre el inicio de la curva de concentración y el punto de inflexión que identifica el final de la curva de bajada (puntos A y B).
• Tiempo de concentración: tiempo transcurrido desde el final de la lluvia neta hasta el final de la curva de bajada, es decir, el final de la escorrentía superficial. En otras palabras, es el tiempo que tarda en llegar la última gota de lluvia que produce escorrentía desde el punto más alejado a la sección donde se mide el hidrograma.