Evaluación de Huella Hídrica en el sector agrícola para una mejor adaptación al cambio climático

Herramientas de cálculo, ejemplos e interpretación de

resultados

Este curso fue realizado por el Proyecto EUROCLIMA-IICA

Módulo 2 Cálculo de las Huellas Hídricas

Verde, Azul y Gris

• La huella hídrica verde y azul de un cultivo; definición y

herramientas de cálculo

• La huella hídrica gris de un cultivo; definición y

herramientas de cálculo

• La huella hídrica de un producto agrícola

Objetivos

• Analizar el detalle de los principales condicionantes de la relación entre

variables hídricas y agronómicas.

• Identificar y entender los dos principales caminos para la estimación de

la huella hídrica.

[Fuente: Inforiego.org, 2015]

Clima: Evapotranspiración

ET se refiere a la pérdida de humedad por: • Evaporación directa desde el

suelo • Transpiración de la vegetación

El agua perdida por evapotranspiración puede ser: • Azul (si proviene del riego) • Verde (si proviene de la

precipitación)

Clima: Evapotranspiración

• ETo es un parámetro relacionado con el clima que expresa el poder evaporante de la atmósfera.

• ETc se refiere a la evapotranspiración en condiciones óptimas presentes en parcelas con un excelente manejo y adecuado aporte de agua y que logra la máxima producción de acuerdo a las condiciones climáticas.

• ETc ajustado se refiere a la corrección de Etc, cuando no existe un manejo óptimo y se presentan limitantes ambientales que afectan el crecimiento del cultivo y que restringen la evapotranspiración, es decir, bajo condiciones no estándar de cultivo.

[Fuente: FAO 56]

Balance hídrico del suelo: ET • El riego (R) y la precipitación (P) proporcionan agua a la zona radicular.

• Parte de R y P se convierte en escorrentía (ES), y percolación profunda (D) la cual recargará la capa freática.

• El agua también puede ser transportada hacia la superficie mediante capilaridad (C) desde la capa freática sub-superficial hacia la zona de raíces.

Si todos los otros flujos aparte de la evapotranspiración (ET) pueden ser evaluados, la evapotranspiración se puede deducir a partir del cambio en el contenido de agua en el suelo (ΔSW).

ET = R + P - ES - D + C ± ΔFS ± ΔSW

La transferencia horizontal por flujo sub-superficial hacia dentro (FSin) o fuera (FSout) de la zona radicular (ΔFS) puede presentarse, sin embargo, excepto bajo condiciones de pendientes pronunciadas, los valores de FSin y FSout son mínimos y pueden no ser considerados.

0

ET = R + P - ES - D + C ± ΔSW

[Fuente: FAO 56]

[Fuente: Inforiego.org, 2015]

Clima: ET

El método de FAO Penman-Monteith se recomienda como el único método para determinar la evapotranspiración de referencia ETo

[Fuente: Allen et al., 1998]

El balance de agua en el suelo

[Fuente: Mekonnen, 2011]

[Fuente: FAO 56]

[Fuente: FAO 56]

ETo = Evapotranspiración

de referencia del cultivo

ETc = Evapotranspiración

del cultivo bajo

condiciones estándar

ETc adj =

Evapotranspiración

ajustada del cultivo (bajo

condiciones reales,

teniendo en cuenta estrés

hídrico)

Ks = Coeficiente de estrés

hídrico

ETc = Kc x ETo

Etc adj = Ks x Kc x ETo

[Fuente: Allen et al., 1998]

Estimación de ET Para fines de Huella Hídrica, ET puede estimarse de dos maneras: 1. Método bottom-up: Método tradicional validado por FAO para calcular los requisitos de agua para que un cultivo crezca sin limitaciones. Los programas desarrollados por FAO como CROPWAT se basan en este método.

[Fuente: FAO 56]

• MODIS • AQUAMAPS • NTSG http://modis.gsfc.nasa.gov/data/dataprod/mod16.php

Evapotranspiración

2. Método top-down: Empleando

bases de datos globales de ET real,

estimada a partir de datos satelitales

Ejemplo para la cuenca del

Rivera de Huelva, España

Evapotranspiración

Método 1. Bottom-up

• Requiere datos específicos

sobre clima, cultivo, suelo y

riego.

• Se cuenta con información local,

actualizada y completa.

• Se obtiene información precisa

para el cultivo en cuestión, y el

cálculo empleando este método

permite conocer las prácticas

agrícolas y emplear éstas para

la formulación de estrategias.

Método 2. Top-down

• Requiere manejo de grandes bases de

datos, de SIG, y buenos mapas de uso

del suelo.

• Se obtiene una visión completa de la ET

distribuida geográficamente en la cuenca.

• No se tiene información sobre las

prácticas agrícolas.

• Este método se usa generalmente

cuando no se cuenta con una mejor

información local.

• Los componentes verde y azul no se

pueden discernir claramente sin

información sobre el riego.

Ambos métodos son válidos, pero existe la dificultad de la incertidumbre

generada al comparar los dos métodos. La selección del método adecuado

depende de la información disponible, y forma parte de la discusión inicial sobre

el propósito y el alcance del estudio de huella hídrica.

1. Calcular la Evapotranspiración de referencia ET0 (mm/día) Ecuación de

Penman-Monteith (Método Bottom up) o métodos indirectos de estimación global o

nacional (Método Top-down)

2. Calcular la Evapotranspiración de Cultivo Etc (mm/día)

Etc = ET0 Kc donde Kc = Coeficiente de cultivo

3. Calcular el requerimiento hídrico de cultivo CWR (m3/ha)

CWR = Σ Etc [Evapotranspiración acumulativa durante periodo de crecimiento]

[Fuente: WFN, 2012]

Evapotranspiración de Agua Verde = min (Requerimiento Hídrico de cultivo, Precipitación efectiva)

Evapotranspiración de Agua Azul = min (Requerimiento de Riego, Irrigación efectiva)

El uso de agua de un cultivo (CWU*)

Agua de lluvia

aprovechada por

los cultivos

Agua de riego

aprovechada por

los cultivos

Uso de agua de Cultivo, también citado como CWU por su sigla en Ingles. La fórmula de CWU se refiere a un cambio de unidades. Se multiplica por 10 la ETtotal para transformar de mm a m3/ha

𝑈𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = 10𝑥 𝐸𝑇𝑐 𝑉𝑒𝑟𝑑𝑒

𝑈𝑠𝑜 𝑑𝑒 𝐴𝑔𝑢𝑎 𝐴𝑧𝑢𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑢𝑙𝑡𝑖𝑣𝑜 = 10𝑥 𝐸𝑇𝑐 𝐴𝑧𝑢𝑙

El uso de agua de un cultivo = Huella Hídrica territorial

Requerimiento de riego = Requerimiento hídrico de cultivo – Prec. efectiva

[Fuente: Allen et al., 1998]

Huella Hídrica Territorial Verde [m3/ha]

Rendimiento [t/ha]

Huella Hídrica producto Verde [m3/t] =

Huella Hídrica Territorial Azul [m3/ha]

Rendimiento [t/ha]

Huella Hídrica producto Azul [m3/t] =

¡Muchas Gracias!