- Docente-Tutor: Ing. Civil Jorge Sivisaca, Mg.Sc [1]
- ingenieriaycapacitacionloja@gmail.com
- Talento humano de apoyo: Henry Campoverde, Christian Vásquez, José Villa, Carlos Córdova, Raphaela Álvarez, Diego Monar, César Muñoz, Telmo Cueva, Jandry Camacho y Nelson Pillacea[2]
- [1] Gestor Técnico Comunitario, Consultor, Docente-Capacitador en el área de conocimiento de Ingeniería Hidráulica y riego tecnificado comunitario
- [2] Alumnos de la Universidad Técnica Particular de Loja de la asignatura Hidráulica para riego de la carrera de ingeniería civil
RESUMEN
El presente artículo técnico presenta una breve descripción del estudio del arte de varios investigadores, locales e internacionales, referente a las estaciones meteorológicas artesanales, que ante las dificultades que los agricultores, técnicos, incluso académicos tienen para acceder a los registros de datos climáticos que el Estado y otras entidades generan a través de sus estaciones meteorológicas convencionales u automáticas, se presenta una opción sencilla, accesible de poder generar información climatológica real de una zona específica; con sustento técnico-científico, mediante la implementación de estaciones meteorológicas artesanales, misma de que es trascendental importancia para optimizar el uso del recurso agua, poder dotar el agua necesaria a los cultivos y mejorar –solo por este factor- la productividad de quienes hacen agricultura comunitaria e incluso para quienes están motivados en cultivar en pequeños huertos urbanos en las ciudades.
Como complemento al estudio del arte y haciendo uso de dicha valiosa información se motivó y ejecuto una experimentación de implementación de este tipo de estaciones con los alumnos de hidráulica para riego de la carrera de ingeniería civil de la Universidad Técnica Particular de Loja (UTPL), bajo la dirección y guía del docente Mgtr. Jorge Sivisaca. Al término del período de experimentación se presenta los resultados obtenidos en diferentes localidades de la provincia de Loja y Zamora; y en los casos que hubo la posibilidad de hacer un análisis comparativo se lo realizó, como es el caso de la ciudad de Loja.
Los promedios y sumatorias obtenidas en dos estaciones artesanales cercana son muy semejantes mismas que se realizó una análisis comparativo con los registro y procesamiento de datos de la estación meteorológica automática de la UTPL que está ubicada en los predios de ésta universidad; obteniéndose también similitud de los resultados, lo que hace nuevamente que sea validada la metodología y los materiales utilizados para la implementación de este tipo de dispositivos artesanales, recomendando su uso.
INTRODUCCION.
La pandemia del COVID-19
ha permitido visibilizar y dimensionar de mejor manera la importancia de la
producción de alimentos, mejor aún agroecológicos, porque nos ha permitido
poder alimentarnos y seguir con vida; pero para hacer producir nuestros campos
se requiere de agua en buena calidad, en suficiente cantidad y a la debida oportunidad, además de
contar con nuestros territorios para la agricultura, el conocimiento y trabajo
de nuestros agricultores comunitarios principalmente.
La población cada vez se
incrementa, por razones del confinamiento se prevé que el índice de crecimiento será mayor a lo
esperado, lo que a su vez surge la necesidad de mejorar la productividad, para
lo cual se vuelve más necesario viabilizar y fortalecer los cultivos urbanos y
periurbanos de los centros poblados, adicional a los áreas que hasta ahora
mismo están sirviendo para la producción de alimentos. Para mejorar la productividad de dichas
área, entre otros factores, es necesario
el poder optimizar el uso de agua para riego con propuestas prácticas y
accesibles hacia quienes hacen agricultura comunitaria y urbana.
Para poder optimizar el
uso del recurso de agua, que cada día su demanda crece y su disponibilidad
escasea, surge la necesidad de poder optimizar el uso del agua implementando y calibrando dispositivos artesanales que nos
permita obtener información básica climatológica de manera autónoma, que
reflejen las condiciones propias de la zona, de manera accesible-práctica,
basado en estudio académicos sobre la implementación de este tipo de estaciones
meteorológicas artesanales básicas.
Sobre este tipo de
alternativas existen varios trabajos e investigaciones en la red incluso muchos
de ellos a nivel de estudios y experimentaciones de cuarto nivel, tanto a nivel
local y regional. Por lo cual,
aprovechando la oportunidad de ser docente universitario y teniendo a cargo la
responsabilidad de impartir la asignatura de hidráulica para riego, se
consideró y motivó a los estudiantes de dicha asignatura en sus dos paralelos a
ser parte de esta experimentación y generación de datos meteorológicos de la zona
en la que se encontraban por motivos de la pandemia, que por obvias razones no
fue posible la participación de todos.
UBICACIÓN DEL PROYECTO.
El proyecto de experimentación
de la implementación de este tipo de dispositivos meteorológicos artesanales,
la generación de datos y sus posterior análisis de resultados tuvo la
participación de 10 estudiantes más del docente – tutor; el período de
experimentación fue desde mediados del mes de abril hasta mediados del mes de
julio del 2020. La ubicación física de
las estaciones artesanales básica fueron: Parroquia El Limo, perteneciente al
cantón Puyango; Casanga, perteneciente al cantón Paltas; dos estaciones en
Catamayo, perteneciente al cantón del mismo nombre; dos estaciones en la ciudad
de Loja, sector centro y norte; una estación en la parroquia de San Lucas; tres
estaciones en la ciudad de Zamora y una estación en la ciudad de El Pangui.
Figura 1. Mapa de Google
Eart con la ubicación de las estaciones meteorológicas artesanales
MATERIALES E IMPLEMENTACION DE LOS DISPOSITIVOS
ARTESANALES.
Para conocer los
materiales necesarios, su implementación y uso de dichos dispositivos los
alumnos investigaron varias fuentes bibliográficas y ante la necesidad de apoyo
más específico se les facilitó asesoría mediante tutorías virtuales. Existe una
diversidad de opciones de uso de materiales para construir e implementar una
estación meteorológica básica artesanal, a continuación presentamos la opción
de mejores resultados.
Figura 2. Tanque
evaporímetro artesanal (Balde de pintura color blanco de 20 lit + escala)
El color del tanque debe
ser de color blanco, para evitar la concentración de calor en el mismo y por
dicha causa producir una mayor evaporación del mismo que la normal, la escala
debe estar graduada en mm, el espejo de agua con respecto al borde del
recipiente debe ser alrededor de 3 cm, por lo que cuando llueve es necesario
extraer agua del recipiente y por el contrario cuando baja mucho el nivel se
debe reponer agua. El agua debe ser
limpia, por lo que se recomienda rutinariamente lavar el recipiente y cambiar
el a
gua, se recomienda poner una base de manera o algún material que reduzca la
transmisión de calor del suelo al recipiente; y además su ubicación debe
hacerse donde no haya interferencia para la evaporación del agua de manera
normal. La lectura de la evaporación se recomienda hacerla de forma diaria a
una misma hora todos los días, generalmente entre las 7:00 – 8:00. Cuando llueve fuerte y tiende a rebosar el
mismo se debe realizar lecturas intermedias durante el día y toda la
información debe ser registrada.
El
pluviómetro artesanal consiste en un embudo de plástico de aproximadamente 16
cm de diámetro; dos metro de manguera transparente de 16mm; un soporte que
puede metálico o de madera resistente de una altura libre de 1.5 m; una botella
de cola de 2 lit. La manguera debe
acoplarse adecuadamente tanto al embudo como a la botella de tal forma que no permita
que haya fuga de agua en su ingreso y se reduzca al mínimo la vaporación del
agua captada a través de embudo. El
registro del volumen captado debe hacerse a la misma hora que se hace la lectura
en el tanque evaporímetro y luego hacer la transformación del volumen a lámina
de lluvia, en función al área de captación de la lluvia que corresponde al área
del embudo.
Figura 3. Pluviómetro
artesanal
Complementariamente
es necesario dotarse de dispositivos que nos permita determinar la temperatura
media, la humedad relativa del aire y de ser posible la velocidad de viento. En
la presente experimentación por el tema de la restricción de movilidad los
alumnos no pudieron implementar estos dispositivos, excepto de las estaciones
ubicadas en la ciudad de Loja.
ESTUDIO DEL ARTE
PARA LA IMPLEMENTACION Y APLICABILIDAD
La
fundamentación para construir, implementar este tipo de estaciones ha sido
basada en las siguientes investigaciones.
La investigación
sobre la velocidad de evaporación del agua, Manzur and Cardoso en el 2015,
realiza dos experimentos de
prueba en el mes de enero en dos ciudades diferentes, Temixco y Ciudad de
México respectivamente, donde realiza la experimentación con varios diámetros
de los recipientes y se determina que la evaporación es la misma si todas
tienen las mismas condiciones ambientales. Además llega a la conclusión que el
líquido se evapora con mayor rapidez cuando su superficie se encuentra más
cerca del borde del recipiente.
En la
Universidad Centro Occidental, Lisandro Alvarado, Venezuela, ha realizado la
investigación por parte de Hernandes s.f., para medir la evaporación con
recipientes no convencionales (recipiente plástico de pintura de 5 galones), en
la cual se ha determinado que el coeficiente de ajuste o error entre la evaporación
del tanque evaporímetro clase A y el artesanal es variable (0-60%), existe un
mejor ajuste cuando no llueve y es menor el ajuste cuando hay presencia de
lluvia. Los menores errores se obtienen al medir la evaporación con una
frecuencia diaria, recomendada especialmente en el caso de invernaderos y
hortalizas.
El
investigador Delgado Baralt en el 2015 utiliza una investigación para la
determinación de láminas de riego para el cultivo de Albaca y a su vez
determina una coeficiente de ajuste entre un tanque evaporímetro Clase A y un
prototipo de tanque con 29 cm de diámetro y 6.1 cm de altura y determina un coeficiente de 0.69 con una
correlación de 0.955
Díaz García &
Aguirre Arias en su investigación en el 2016 obtiene una correlación lineal de
los datos registrados entre el tanque evaporímetro Clase A y un prototipo de
tanque evaporímetro, un factor de ajuste de 0.65 con una correlación R=0.997,
que lo consideran aceptable y por ende recomiendan su uso.
Jorge
Sivisaca en el 2013, en su investigación sobre “Efecto de tres frecuencias de
riego por goteo en la producción del cultivo de fréjol (Phaseolus Vulgaris L.),
según la evaporación del tanque evaporímetro, implementó un pluviómetro
estándar, y además un pluviómetro artesanal para registrar la entrada de agua
por lluvias eventuales, de igual manera implementó una tanque evaporímetro
Clase A y dos baldes de plástico de 20 lit de color blanco, realizando los
registros por tres meses en la obtuvo un
coeficiente de ajuste de 1.001 con una correlación R = 0,946, por lo recomienda
su uso por sencillez y accesibilidad para los agricultores comunitarios y
quiénes necesiten generar este tipo de información meteorológica. Además, para determinar la correlación entre
el pluviómetro artesanal y uno estándar Sivisaca ha procedió a implementar un pluviómetro
estándar y otro artesanal (embudo + manguera y botella de plástico con sello) y
que luego de procesar la información generada obtiene un ajuste lineal de
1.031, con un coeficiente de correlación R=0,998
José Carrillo en el 2014,
en su investigación “Determinación de los requerimientos de riego del cultivo
de achira (Canna edulis, Ker Gawier; Canna indica, L) y sus estadios
fenológicos, con riego por aspersión, en el sector de Cabrería-Chumberos,
perteneciente al sistema de riego Palmira” para determinar la láminas de riego
ha implementado un tanque evaporímetro Clase A y adyacente un recipiente de
plástico de color amarillo de 20 lit (tanque evaporímetro artesanal) puesto
directamente en suelo natural y luego de procesada la registros de evaporación
diaria de los dos tanques y se ha obtenido un una ecuación de ajuste entre
Y=0.8874*X-1.0226, con una correlación lineal de R2=0.984, por lo
que el autor basado en la buena correspondencia recomienda su uso.
Vicente Valdivieso en el 2013, en
su investigación “Efecto de cuatro láminas de riego por goteo sobre la
producción del cultivo de maíz duro (Zea mays), según la evaporación del tanque
evaporímetro Clase A”, implementa en la zona de estudio el tanque evaporímetro
Clase A y uno artesanal, recipiente de color blanco de 20 lit, en la cual
obtienen un factor de ajuste de 1.25, la ecuación obtenida es
Y = 0.491 X + 2.845, la correlación obtenida R= 0.78, por lo que el autor recomienda
su uso.
Italo Torres en el 2016, en su investigación “Respuesta
del cultivo de maní (Arachis Hipogea L.) a dos métodos de riego a presión en el
valle de Casanga, Provincia de Loja, implementa un tanque evaporímetro Clase A
versus uno artesanal o casero (recipiente de plástico de 20 lit), el mismo que
ha sido ubicado sobre una plataforma de 0.4 x 0.4 y a 12.5 cm del piso, una vez
realizado el análisis estadístico se ha obtenido un valor de coeficiente no
lineal de 0.985 con una correlación de R2=0.97, por lo que el autor
recomienda su uso.
De las investigaciones
descritas se determina factores de ajuste entre 0.69 – 1.25 entre las
correlaciones dadas entre un tanque evaporímetro estándar y artesanal, por lo
si tomamos un promedio tendríamos un valor de 0.97, factor que tendría mucha
correspondencia con el obtenido por el investigador Jorge Sivisaca que señala
que el factor es prácticamente igual a uno, lo que nos hace concluir que los
registros obtenidos en el tanque evaporímetro artesanal, considerando las
especificaciones descritas, sería igual a la que se obtendría en tanque
evaporímetro convencional Clase A.
Por lo expuesto, en la
experimentación se procedió a registrar de forma diaria los valores de
evaporación registrados en cada una de las estaciones artesanales implementadas
para luego proceder a procesar los mismos y realizar las comparaciones, en los
casos que fueron posible con otras estaciones cercanas, incluso, en el caso de
la ciudad de Loja comparar con los registros de la estación automática que
dispone la Universidad Técnica Particular de Loja, misma que está ubicado en el
campus universitario.
ANALISIS
DE RESULTADOS.
Las evaporaciones
obtenidas en los diferentes zonas en que se implementó estas estaciones meteorológicas artesanales fueron las
siguientes en promedio: En el Limo 4.2 mm, en Casanga 4.0 mm, en Catamayo 6.8
mm, en Loja Norte 3.2 mm, en San Lucas y en Zamora 5.6 mm. Los registros y análisis de datos del alumno
Diego Monar de la estación de San Lucas, fueron escasos, discontinuos, por lo
que no se consideró fiables los mismos por aquello no se incluye dichos
resultados.
Para el caso de la ciudad
de Loja, en el cuadro 1 se presenta los promedios y sumatorias de los registros
obtenidos de las tres estaciones analizadas, dos artesanales (Docente y alumna
Raphaela Álvarez) y una automática (UTPL).
Cuadro
1. Promedio y sumatoria de los registros de las estaciones analizadas en la
ciudad de Loja.
|
ESTACION
|
Coordenadas UTM, WG84,Z17 S
|
Altitud
|
Prom. Evap.
|
Suma Precip.
|
Prom. Temp.
|
Prom. H.R.
|
|
|
m
|
m
|
msnm
|
mm
|
mm
|
°C
|
%
|
|
Est.Estancia Norte
|
699706
|
9561229
|
2083
|
3.2
|
77.04
|
17.9
|
62.7
|
|
Est. Loja -Centro
|
699040
|
9558725
|
2130
|
2.9
|
151.7
|
20.2
|
73.4
|
|
Est- Campus UTPL
|
700210
|
9559009
|
2159
|
3.0
|
166
|
17.0
|
61.6
|
|
Promedio meses
abril-may-junio-2020
|
2124
|
3.0
|
158.9
|
18.4
|
65.9
|
Analizando
los resultados de las tres estaciones que el altitud no difieren mucho y en
distancia horizontal están entre 1.2 a 2.7 km entre ellas, por lo cual es
adecuado hacer un análisis comparativo entre las mismas. Del cuadro 1, se
determina una similitud de los promedio de evaporación, caso similar en la
precipitación de las estaciones de Loja-Centro y Campus UTPL, esto en razón de
que el período de registro de datos son iguales, no así para el caso de la
Estancia Norte, que hace falta el registro de información de la primera
quincena del mes de abril. La temperatura es similar, difiere un poco la
humedad relativa de la estación del centro, por lo que a los valores que
registre dicho dispositivo se recomienda multiplicar por un factor de ajuste de
0.85 para obtener los datos reales.
CONSLUSIÓN.
En consecuencia, los resultados son muy
semejantes en la evaporación, precipitación y temperatura, por lo tanto se
recomienda utilizar el pluviómetro y tanque evaporímetro artesanales para poder
obtener los datos meteorológicos que son fundamentales para el cálculo de
requerimientos hídricos de los cultivos y hacer un uso eficiente del recurso
agua para riego, tanto a nivel comunitario como para huertos urbanos, que a su
vez les va a permitir a nuestros agricultores comunitarios incrementar su
productividad por hectárea o metro cuadro para el caso de huertos urbanos.
REFERENCIAS
BIBLIOGRAFICAS
Carrillo, J. V. (2014). Determinación de los requerimeintos de riego del cultivo de la achira
(Canna edulis, Ker Gawier; canna indica, L) y sus estadios fenológicos, con
riego por aspersión, en el sector Cabreria - Chumberos, perteneciente al
sistema de riego La Palmira. Universidad Nacional de Loja,
Loja-Ecuador.
Delgado Baralt, G. A.
(2015). Determinación de la lámina de
riego para el cultivo de la albahaca genovesa (Ocimum basilicum''Genovese''.) a
partir de la variación del coeficiente multiplicador de la evaporación [recurso
electrónico].
Díaz García, J. A., &
Aguirre Arias, L. E. (2016). Determinación
de nitrógeno lixiviado en el cultivo de estevia (Stevia Rebaudiana Bertoni)
aplicando fertilizantes nitrogenados de lenta liberación por medio de
lisímetros de drenaje [recurso electrónico].
Esposiciónes
de la experimentación de cada uno de los alumnos de hidráulica para riego de la
UTPL, período abril - agosto del 2020, que particparon en la experimentación.
Hernández, F. (s.f.).
Medir la Evaporación y Precipitación con
la Técnica del Cuñete. Retrieved 1 de
Julio, 2016, from http://www.agro-tecnologia-tropical.com/medir_evaporacion.html
Manzur, A., &
Cardoso, J. (2015). Velocidad de evaporación del agua. Revista mexicana de física E, 61(1), 31-34.
Ordóñez González, F. E.
(2015). Respuesta del cultivar de fresa a tres frecuencias de riego por goteo,
bajo macrotúneles.
Sivisaca Caraguay, J. R.
(2013). Efecto de tres frecuencias de
riego por goteo en la producción del cultivo de fréjol (Phaseolus Vulgaris l.),
según la evaporación del Tanque Evaporímetro Clase A”. (Maestria),
Universidad Nacional de Loja, Loja. (1)
Torres Sarango, I. A.
(2016). Respuesta del cultivo de maní (arachis hipogea l.) a dos métodos de
riego a presión en el valle de casanga, provincia de Loja.
Valdivieso Vidal, A. V.
(2013). Efecto de cuatro láminas de riego
de goteo sobre la producción de cultivo de maíz duro (Zea mays) , según la
evaporación del tanque evaporímetro Clase A
Universidad
Nacional de Loja, Loja-Ecuador.
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