Colección: Investigación
Análisis histórico de las necesidades de agua del cultivo de la papa en la región central de Boyacá
Editorial UPTCAutores
| Zagalo Enrique Suárez Aguilar | Omaida Sepúlveda Delgado | Miguel Patarroyo Mesa | Luis Carlos Canaría Camargo | Nelsy Rocío González Gutiérrez
Palabras claves
- Hidrología - Evapotranspiración - Agroclimatología - Necesidad de Agua - Modelo matemático - Probabilidad
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CÓMO CITAR
Descripción
Comprender del comportamiento del clima, es de interes en diversos sectores de la produccion. En este sentido, el libro presenta resultados de la investigacion que tenia como proposito describir la incidencia ejercida por el clima en los requerimientos de agua del cultivo de la papa en la region central de Boyaca. Para esto, se presenta un modelo que relaciona la intensidad, duracion y frecuencia de las lluvias (IDF), para describir y predecir el comportamiento de la precipitacion, a traves del analisis probabilistico de la informacion registrada en estaciones agroclimatologicas, ubicadas en la cuenca del rio de la region, donde predomina el cultivo objeto de estudio. Posteriormente, se determinan requerimientos de agua para el cultivo, del calculo y relacion entre: la evapotranspiracion del pasto (ETo), el coeficiente unico (Kc), la evapotranspiracion bajo condiciones estandar (ETc), el coeficiente dual (suma del coeficiente de la evaporacion (Ke) y de la transpiracion (Kcb)) y el coeficiente de estres hidrico. Finalmente, al implementar los modelos anteriores con la caracterizacion del tuberculo y los registros de una estacion agroclimatologica durante 51 anos; se describe el comportamiento del clima, los requerimientos de agua en los posibles periodos del cultivo en cada uno de estos anos y se identifican las epocas que presentaron condiciones climatologicas favorables o desfavorables. Con esta informacion y el modelo IDF se pueden establecer periodos de retorno de los eventos criticos de precipitacion que incidiran en los calendarios de siembra.
Agradecimientos......................................................................................................v
Prólogo......................................................................................................................x
Introducción...........................................................................................................xiii
1. Curvas intensidad duración y frecuencia (IDF)..........................................1
1.1. Terminología.........................................................................................................1
1.2. Metodología........................................................................................................20
1.3. Análisis de las frecuencias de la precipitación.......................................22
1.4. Funciones de probabilidad en hidrología..................................................22
1.4.1. Normal.........................................................................................................22
1.4.2. Lognormal..................................................................................................23
1.4.3. Pearson III o Gamma de tres parámetros........................................24
1.4.4. Gumbel......................................................................................................25
1.5. Pruebas de homogeneidad y ajuste.........................................................25
1.5.1. Prueba de homogeneidad estándar (SNHT)................................25
1.5.2. Método del error cuadrático mínimo...............................................27
1.5.3. Prueba de ji cuadrada X2 ...................................................................34
1.5.4. Prueba de Kolmogorov-Smirnov......................................................37
1.5.5. Eficiencia de Nash-Sutcliffe..............................................................38
1.6. Selección de la función de distribución.................................................40
1.7. Cálculo de las curvas IDF, estación ECFAT..........................................41
1.7.1. Ecuación de intensidad.......................................................................44
1.7.2. Intensidades de lluvia.........................................................................44
1.8. Cálculo de las curvas IDF, estación Chíquiza.......................................52
1.9. Cálculo de las curvas IDF, estación El Encanto...................................60
1.10. Cálculo de las curvas IDF, estación Cómbita....................................67
2. Evapotranspiración de los cultivos.........................................................72
2.1. Evapotranspiración (ET)............................................................................72
2.2. Factores que afectan la ET.......................................................................76
2.3. Necesidad de agua del cultivo...............................................................78
2.4. Modelos matemáticos...............................................................................78
2.4.1. Factor de conversión del viento, la altura (u2)..........................80
2.4.2. Calor latente de vaporización (l)...................................................80
2.4.3. Presión atmosférica (P).....................................................................81
2.4.4. Densidad atmosférica (r)................................................................82
2.4.5. Presión de vapor de saturación a la temperatura del aire (e°(T))...............83
2.4.6. Presión de saturación a la temperatura mínima media del aire (es)..........84
2.4.7. Presión real de vapor (ea)................................................................85
2.4.8. Pendiente de la curva de presión de vapor (D)......................86
2.4.9. Constante psicrométrica (¡ )........................................................87
2.4.10. Temperatura del punto de rocío (Trocio).................................87
2.4.11. Radiación extraterrestre (Ra).....................................................88
2.4.12. Radiacion solar (Rs)...................................................................90
2.4.13. Radiación de onda corta en un día despejado (Rso)...........91
2.4.14. Radiación neta solar....................................................................91
2.4.15. Radiación neta de onda larga (Rnl).........................................92
2.4.16. Radiación neta (Rn)......................................................................93
2.5. Evapotranspiración, cultivo de referencia.......................................94
2.5.1. Ecuación de Penman-Monteith..................................................95
2.5.2. Cálculo de la ETo............................................................................96
3. Evapotranspiración bajo condiciones estándar (ETc)...................101
3.1. El coeficiente único del cultivo (Kc).................................................102
3.1.1. Factores que determinan el Kc.................................................103
3.1.2. Etapas del crecimiento del cultivo..........................................105
3.1.3. Gráficas del Kc................................................................................109
3.1.4. Cálculo del Kc.................................................................................111
4. Coeficiente dual del cultivo................................................................131
4.1. Componente de la transpiración......................................................133
4.1.1. Coeficiente basal del cultivo Kcb..............................................133
4.2. Componente de la evaporación Ke ETo........................................135
4.2.1. Límite superior Kc máx................................................................138
4.2.2. Coeficiente de reducción de la evaporación Kr.....................139
4.2.3. Fracción expuesta y humedecida few .....................................142
4.2.4. Cálculo diario de Ke.......................................................................147
4.3. Cálculo de ETc.........................................................................................152
5. La ETc bajo condiciones de estrés hídrico........................................161
5.1. Disponibilidad de agua en el suelo..................................................163
6. Resultados..............................................................................................182
6.1. Recolección de información...............................................................182
6.2. Parámetros del cultivo.........................................................................182
6.3. Procesamiento.........................................................................................183
6.4. Simulaciones............................................................................................186
6.4.1. Año 2013..........................................................................................186
6.4.2. Análisis de estrás hídrico del cultivo de la papa en el período 1969 a 2019.....................221
7. Conclusiones.........................................................................................259
Bibliografía................................................................................................262
A. Lista de Símbolos................................................................................276
Índice de figuras.......................................................................................280
Índice de tablas........................................................................................280
A. Anexos..................................................................................................281
A.1. Programas............................................................................................281
A.1.1. Programa 1. Cálculo del error cuadrático mínimo...........281
A.1.2. Programa 2. Prueba ji cuadrado...........................................284
A.1.3. Programa 3. Cálculo de ji cuadrado....................................287
A.1.4. Programa 4. Prueba de Kolmogorov Smirnov.................288
A.2. Resultados de la Regresión. Estación ECFAT..........................290
A.3. Resultados de la Regresión. Estación Chíquiza......................297
A.4. Unidades de medida y símbolos.................................................303
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Nombre invertido: Suárez Aguilar, Zagalo Enrique
Identificadores:
Afiliación profesional:
Biografía:
Doctor en Ciencias de la Educación por la Red de Universidades Estatales RUDECOLOMBIA, CADE Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – Tunja. Magíster en Ciencias Matemáticas por la Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. Especialista en Computación para la Docencia por la Universidad Antonio Nariño. Ingeniero de Sistemas por la misma Universidad. Licenciado en Matemáticas y Física por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – Tunja. Integrante del Grupo de Investigación en Álgebra y Análisis UPTC, categorizado en Minciencias. Docente Titular de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia-Tunja. Facultad de Ciencias. Líneas de investigación. Análisis, Educación Matemática. zagalo.suarez@uptc.edu.co |
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Nombre invertido: Sepúlveda Delgado, Omaida
Identificadores:
Afiliación profesional:
Biografía:
Doctora en Ciencias de la Educación por la Universidad Pedagógica y
Tecnológica de Colombia. Magíster en Ciencia Matemáticas por la Universidad
Nacional de Colombia. Ingeniera de sistemas por la Universidad Antonio Nariño. Especialización en Computación para la Docencia de la misma Universidad.
Licenciada en Matemáticas por la Universidad Industrial de Santander. Bachiller
Comercial. Colegio Nuestra Señora de Fátima (Bucaramanga). Profesor
Titular - Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (Tunja). Líneas de
investigación: Álgebra Abstracta (Teoría de Grupos, anillos, Lineal). Educación
Matemática (Conocimiento didáctico Matemático del profesor universitario -
Enfoque Ontosemiótico del Conocimiento y la Instrucción Matemática (EOS),
Estudios históricos, epistemológicos; Educación matemática crítica)
Investigador Junior, Coordinador del Grupo Álgebra y Análisis UPTC. omaida.sepulveda@uptc.edu.co |
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Nombre invertido: Patarroyo Mesa, Miguel
Identificadores:
Afiliación profesional:
Biografía:
Doctor en Ingeniería y Ciencia de los Materiales por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – Tunja. Magíster en Ciencias Matemáticas por la Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. Especialista en Matemáticas Aplicadas por la Universidad Sergio Arboleda - Bogotá. Licenciado en Matemáticas y Física por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – Tunja. Integrante del Grupo de Investigación en Álgebra y Análisis UPTC, categorizado en Minciencias. Docente de la Licenciatura en Matemáticas de la UPTC. Líneas de investigación. Análisis, Ciencias de los Materiales. miguel.patarroyo@uptc.edu.co |
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Nombre invertido: Canaría Camargo, Luis Carlos
Identificadores:
Afiliación profesional:
Biografía:
Magíster en Ciencias Matemáticas por la Universidad Nacional de Colombia – Bogotá. Licenciado en Matemáticas y Física por la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia – Tunja. Integrante del Grupo de Investigación en Álgebra y análisis UPTC, categorizado en Minciencias. Docente de la Licenciatura en Matemáticas de la UPTC. Integrante del Grupo de Investigación en Álgebra y Análisis UPTC categorizado en Minciencias. Líneas de investigación Análisis. luis.canaria@uptc.edu.co |
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Nombre invertido: González Gutiérrez, Nelsy Rocío
Identificadores:
Afiliación profesional:
Biografía:
Doctora en Ciencias de la Educación, Magíster en Ciencias Matemáticas y
Licenciada en Matemáticas y Física. Vinculada como docente de planta adscrita a la Facultad de Ciencias de la Universidad Pedagógica y Tecnológica
de Colombia-Tunja. Actualmente se desempeña como docente investigadora en los
programas de Doctorado en Ciencias de la Educación, Maestría en Didáctica de la
Matemática y, en la carrera de matemáticas de la UPTC. Integrante activa de los
grupos de investigación: Grupo de álgebra y análisis UPTC, y Grupo Somos
Maestr@s. Líneas de investigación: Álgebra conmutativa Epistemología e historia
de la matemática, Educación matemática, Saberes, conocimientos y prácticas en
la formación de profesores de matemáticas. nelsy.gonzalez@uptc.edu.co |
