Factores que afectan la humedad relativa
1. Evaporación:
La evaporación se define como «el proceso físico por el cual un sólido o líquido pasa a estar en fase gaseosa.» La evaporación del agua a la atmósfera ocurre a partir de superficies de agua libre como océanos, lagos y ríos, de zonas montañosas del suelo y de la vegetación húmeda. La cantidad de evaporación depende fundamentalmente de los siguientes factores:
- Disponibilidad de energía (radiación solar).
- Capacidad de la atmósfera de recibir humedad (poder evaporante de la atmósfera).
2. Los principales factores que controlan la evaporación son los siguientes:
La tasa de evaporación varía dependiendo de los factores meteorológicos y factores geográficos (naturaleza de la superficie evaporante).
2.1 Factores meteorológicos
- Radiación solar. Es, sin duda, el factor más importante. La evaporación es un cambio de estado y precisa una fuente de energía que proporcione a las moléculas de agua la suficiente para realizarlo. La cantidad de agua que se puede evaporar depende fundamentalmente de la energía disponible para el cambio de estado.
- Temperatura del aire.
Cuanto más frío está el aire mayor será la convección térmica hacia el mismo y por tanto menos energía habrá disponible para la evaporación. Por otra parte, cuanto mayor sea la temperatura del aire, mayor es su presión de vapor de saturación. Humedad atmosférica
El aire seco se satura más tarde y tiene menor tensión de vapor (e), por lo que cuanto mayor es la humedad relativa menor será el déficit de saturación (D).- Viento. El proceso de la evaporación implica un movimiento neto de agua hacia la atmósfera. Si el proceso perdura, las capas de aire más cercanas a la superficie libre se saturarán. Para que el flujo continúe, debe establecerse un gradiente depresiones de vapor en el aire. Por ello, cuanto mayor sea la renovación del aire, esto es el viento, mayor será la evaporación.
- Salinidad. El aumento de los sólidos disueltos en el agua disminuye la evaporación, esta disminuye a medida que la concentración de sal aumenta en la superficie (fenómeno que sólo es apreciable en el mar).
2.2 Factores geográficos (naturaleza de la superficie evaporante)
- Profundidad del volumen de agua. Los lagos o embalses profundos tienen mayor capacidad de almacenamiento de calor que los almacenamientos someros, este hecho tiene una influencia notoria en las variaciones estacionales y aun en la fluctuación diaria de la evaporación.
Tamaño de la superficie libre. A medida que el tamaño de la superficie evaporante crece, la magnitud de evaporación es decrece, llegando a ser insignificante en grandes lagos
- Evaporación de nieve y hielo. La evaporación a partir de la nieve y del hielo es un fenómeno aún poco estudiado. Se sabe únicamente que la evaporación a partir de la nieve aumenta cuanto mayor contenido tenga en fase líquida, de allí que las evaporaciones sean mayores poco antes de los deshielos.
- Evaporación desde los suelos. La taza de evaporación desde un suelo saturado es aproximadamente igual a la evaporación desde una superficie de agua cercana, a la misma temperatura. Al comenzar a secarse el suelo la evaporación disminuye, y finalmente cesa porque no existe un mecanismo que transporte el agua desde una profundidad apreciable
3. Medición de la evaporación
La evaporación se puede medir en forma directa desde pequeñas superficies de agua naturales o artificiales (tanques de evaporación) o a través de evaporímetros o lisímetros, estos últimos básicamente están formados por un recipiente en el que se coloca cierta cantidad de agua y se mide, diariamente o con la frecuencia que se estime conveniente, el cambio en el tirante. Poseen una superficie porosa embebida en agua y se ubican en condiciones tales que la medición es condicionada por las carácterísticas meteorológicas de la atmósfera (grado higrométrico, temperatura, insolación, viento, etc.).
Para realizar la medición de la evaporación se tienen los siguientes métodos:
- Métodos instrumentales (Tanques de Evaporación y evaporímetros)
- Métodos teóricos (Balances Hídricos)
- Formulas Empíricas (Meyer, Penman,)
Los Tanques de evaporación:
Uno de los instrumentos más empleados para la medición de la evaporación está constituido por tanques, tienen como principio común la medida del agua perdida por evaporación contenida en un depósito de regulares dimensiones. Generalmente son fabricados de hierro galvanizado, zinc o cobre, diferenciándose los distintos modelos entre sí, por su tamaño, forma y ubicación en el terreno.
3.1 Ventajas:
- El coeficiente de corrección varia muy poco.
- Fácil instalación.
- Fácil operación
- Fácil mantenimiento.
- Fácil reparación, pueden detectarse posibles fugas desde la tina
- Las medidas no corren el riesgo de ser falsas por efecto de la salpicadura de las gotas de agua que caen en el terreno próximo.
3.2 Desventajas:
- Son muy sensibles a las variaciones de la temperatura del aíre.
- Son sensibles a los efectos de la insolación, arrojando resultados de evaporación superiores que les de los tanques flotantes
- El factor de corrección de los datos de evaporación de un tanque exterior es de 0.75
- Para medir la evaporación, lo que se hace es medir la variación de peso de la vasija y luego se calcula la altura de agua que representa esa variación de peso.
4. Métodos indirectos para estimar la evaporación en lagos y embalse:
Se usan métodos indirectos como los de balance hídrico y balance energético o el enfoque aerodinámico, a causa de las dificultades que se plantean en la realización de observaciones directas de la evaporación de lagos y embalses.
4.1 Método de balance hidrológico:
Está basado en el principio de conservación de la masa aplicado a una parte del ciclo hidrológico. Es un método indirecto para calcular la evaporación. Se basa en la ecuación de continuidad que, para un gran almacenamiento, es:
Donde,
: Evaporación.
: Almacenamiento.
: Caudal de entrada (precipitación directa y escurrimiento).
: Caudal de salida
: Infiltración superficial.
: Precipitación.
4.2 Método de balance energético
Este método utiliza una ecuación de continuidad y expresa la evaporación como el residuo requerido para mantener el balance. A pesar de que la ecuación de continuidad para este caso es de energía, necesita también de un balance hídrico aproximado, debido a que los caudales de entrada, salida y el agua almacenada representan valores de energía que deben ser considerados conjuntamente con sus temperaturas respectivas. El balance energético para un lago o embalse puede expresarse como:
En donde;
: Radiación neta absorbida por el agua.
: Transferencia de calor sensible a la atmósfera.
: Energía utilizada por la evaporación.
: Aumento de energía almacenada en el agua.
: Energía de advección hacia el cuerpo de agua.
4.3 Método aerodinámico:
En este método se expresa la evaporación en función de elementos atmosféricos, las cuales pueden escribirse de la siguiente manera (según Dalton):
[
]
En donde 
son las presiones de vapor de la superficie del agua y a una altura específica “a” respectivamente; 
es la velocidad del viento tomada también a una altura fija.
4.4 Método combinado aerodinámico y de balance de energía:
La evaporación puede calcularse utilizando el método aerodinámico cuando el suministro de energía no es limitante, y aplicando el método de balance de energía cuando el transporte de vapor tampoco es limitante, pero, normalmente, estos dos factores son limitantes, luego es necesaria una combinación de los dos métodos. Suponiendo una superficie de agua delgada, Penman dedujo la ecuación:
En donde;
: Pendiente de la curva de presión de saturación de vapor versus la temperatura del aire. Cuando la temperatura del aire es 
.
: Evaporación dada por el método aerodinámico [].[]
: Intercambio de radiación neta.
: Constante Psicométrica = 
.
Pudiéndose calcular mediante la siguiente ecuación
En donde;
: Presión de vapor de saturación para la temperatura del aire en la zona de intercambio [
].
: Presión de vapor de saturación para la temperatura del aire [].
: Temperatura del aire en la zona de intercambio [
].
Los elementos meteorológicos incluidos en estos métodos indirectos son las radiaciones solares y de onda larga, la temperatura del aire y de la superficie del agua, la humedad atmosférica o la presión del vapor y el viento.
5. Coeficiente Evaporimetro
Determinación del coeficiente de evaporímetro (Kp) a partir de los estudios precedentes sobre la evapotranspiración de referencia (ETo) y la evaporación medida en tanque evaporímetro (Epan)
La evaporación del tanque evaporímetro está relacionada con la evapotranspiración de referencia (ETo) por un coeficiente empírico derivado del mismo tanque:
ETo = Epan*Kp
A partir de estos valores se determina el coeficiente de evaporímetro (Kp):
Kp = ETo/E pan
Los coeficientes así obtenidos pueden ser establecidos para los períodos seco y húmedo carácterísticos de nuestro país.
El coeficiente de evaporímetro es utilizado para relacionar la tasa de evaporación de un tanque evaporímetro con la evapotranspiración de un pasto como cultivo de referencia.
6. Tensión de Vapor
La tensión de vapor mide la tendencia de las moléculas a dispersarse de una fase líquida para generar una fase vapor en equilibrio termodinámico. Es una función creciente de la temperatura y específica de cada cuerpo puro.
En épocas cálidas y específicamente en la montaña, la elevación de temperatura y la disminución de presión favorecen la vaporización de la nafta en el conducto de aspiración localizado entre la bomba y el depósito.
Se considera la conveniencia de no sobrepasar los máximos siguientes: 900 g/cm2 absolutos para una temperatura ambiente de 15°C, y 350 g/cm2 absolutos para 50°C. Estas cifras justifican los valores de la especificación para el invierno y para el verano.
Las especificaciones de las naftas ubican la presión de vapor en un rango entre 800 g/cm2 absolutos en invierno y 650 g/cm2absolutos en verano. La nafta es una fracción ligera del petróleo natural que se obtiene en la destilación de la gasolina como una parte de esta.
En termodinámica, la ecuación de Clapeyron aplicada a un gas perfecto se escribe:
La integración de esta ecuación diferencial conduce a:
Esta ecuación señala la posibilidad de obtener una representación lineal de la tensión de vapor utilizando una escala logarítmica de presión en ordenadas y una escala hiperbólica de temperatura en abscisas.
7. Saturación
Estado del aire cuando se halla en equilibrio con el agua pura líquida, en las mismas condiciones de presión y temperatura. Por definición, la humedad relativa del aire saturado es del 100%.
7.1 Presión de Saturación
Cuando el aire está saturado de vapor de agua, la presión parcial del vapor recibe el nombre de presión de saturación, el cual depende de la temperatura. Cuanto más caliente está una masa de aire, mayor es la cantidad de vapor de agua que admite.
A temperaturas bajas puede almacenar menos vapor de agua. Cuando una masa de aire caliente se enfría se desprende del vapor que le sobra en forma de rocío o de precipitación.
8. Humedad Relativa
La humedad relativa de una masa de aire es la relación entre la cantidad de vapor de agua que contiene y la que tendría si estuviera completamente saturada, es decir, es el porcentaje de saturación de un volumen específico de aire a una temperatura específica; así cuanto más se aproxima el valor de la humedad relativa al 100% más húmedo está. La humedad relativa del aire depende de la temperatura y la presión del volumen de aire analizado.
Se determina utilizando la siguiente fórmula:
Donde:
: es la humedad relativa de la mezcla de aire (%).
:es la presión parcial de vapor de agua en la mezcla de aire (Pa).
:es la presión de saturación de agua a la temperatura de la mezcla de aire (Pa).
La humedad relativa puede aumentar si ocurre:
- Disminución de la temperatura ambiental
- Aumento de la cantidad de agua en el ambiente
La humedad relativa es el porcentaje de la humedad de saturación, que se calcula normalmente en relación con la densidad de vapor de saturación.
- LA HUMEDAD RELATIVA SE EXPRESA: %
- HUMEDAD ABSOLUTA: EN GRAMOS / m3
- HUMEDAD DE Saturación: EN GRAMOS / m3
8.1 Humedad de Saturación
Se define como la masa de aire con una cierta temperaturase le dice saturada cuando contiene la máxima cantidad de vapor de agua que puede estar presente con una cierta temperatura y una cierta presión.
Nota: La humedad de saturación depende de la temperatura a mayor temperatura mayor humedad de saturación. Menor temperatura menor humedad de saturación
Ello es debido a que mayor temperatura las moléculas de vapor de agua se mueven más rápido y pueden resistir más sin convertirse en líquido y condensarse.
9. Punto de Rocío
Es la temperatura a la que debe enfriarse una masa de aire para provocar la condensación del vapor de agua contenido en ella, sin que varíe la cantidad de vapor que varíe en ella.
9.1 Punto de Rocío en el Aire Comprimido
En el aire existen múltiples gases, principalmente: Oxigeno, nitrógeno y vapor de agua. Este último, a diferencia de los otros 2 no es estable. La ley de los gases de Dalton nos permiten analizar su comportamiento: “en una mezcla de gases la presión total de gas es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen”.
9.2 Punto de Rocío Atmosférico
La temperatura a la que el vapor del agua comienza a condensarse en la naturaleza (a la presión atmosférica).
9.3 Punto de Rocío a Presión:
la temperatura a la que el vapor de agua comienza a condesarse con una presión superior (temperatura de condensación que afecta en una instalación de aire comprimido).
10. Transpiración
La mayor parte del agua evaporada por las plantas es agua que a pasado a través de la planta, absorbida por las raíces, pasando por los tejidos vasculares y saliendo por las hojas, a través de las estomas, aunque a veces también ocurre a través de las cutículas. Esta evaporación a través de las plantas es la denominada transpiración.
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Evapotranspiración
Es la combinación de 2 procesos separados por los que el agua se pierde a través de la superficie del suelo por evaporación y por otra parte mediante transpiración de cultivo.
Entonces se puede decir que La cantidad de agua que realmente vuelve a la atmósfera por evaporación y transpiración se conoce con el nombre de evapotranspiración real. Ésta es la suma de las cantidades de vapor de agua evaporada por el suelo y transpirada por las plantas durante un período determinado, bajo las condiciones meteorológicas y de humedad de suelo existentes. El principal factor que determina la evapotranspiración real es la humedad del suelo, el cual puede retener agua conforme con la capacidad de retención específica de cada tipo de terreno. La humedad del suelo es generalmente alimentada por la infiltración, y constituye una reserva de agua a ser consumida por la evaporación del suelo y las plantas.
La evapotranspiración está gobernada por:
- Factores meteorológicos
- Factor suelo
- Factor planta
12. La evapotranspiración y las fases del ciclo del cultivo
Cuando un cultivo está pequeño y hay muy poco follaje el fenómeno que predomina es la evaporación, ya que el suelo está desnudo, cuando el cultivo crece y las hojas de los surcos vecinos se aproximan de tal forma que se cubre todo el suelo, en este momento se dice en forma coloquial que el cultivo ha cerrado y el fenómeno predominante es sin duda la transpiración.
Para efectos del agricultor no importa mucho si la perdida de agua es por evaporación o por transpiración, lo que nos interesa es la combinación de ambos fenómenos y es por eso que se crea el fenómeno de la evapotranspiración, la cual es el agua que debe reponerse al suelo para mantener la humedad y las plantas en activo crecimiento.
Fórmula para calcular la evapotranspiración y las necesidades de riego de un cultivo
Los investigadores han conseguido una relación entre la evaporación, la edad del cultivo y la transpiración, las cuales nos permiten calcular la evapotranspiración, para ello se requiere de un número llamado Kc (coeficiente del cultivo), el cual varía con los parámetros antes mencionados.
La fórmula es:
Evapotranspiración del cultivo = Kc x Evaporación de la tina tipo A
En nuestro caso y para facilitar la labor de los agricultores trabajaremos con la tina tipo cuñete discutida en el artículo de la evaporación.
La evapotranspiración se mide en milímetros de lámina al igual que las precipitaciones y la evaporación, siendo equivalente un milímetro de lámina a un litro de agua esparcido en un metro cuadrado.
Conociendo el KC del cultivo y la evaporación de la tina tipo cuñetese puede calcular las necesidades de agua del cultivo
Como conclusión podemos decir que las necesidades de agua de un cultivo dependen de todos los parámetros discutidos en el artículo sobre la evaporación más los fenómenos biológicos que ocurren en el cultivo definido en forma sencilla por la edad del cultivo y por el tipo de cultivo que se trate.
13. Evapotranspiración potencial (ETP)
Es la máxima evapotranspiración posible bajos las condiciones existentes, cuando el suelo está abundantemente provisto de agua (colmada su capacidad de campo) y cubierto con una cobertura vegetal completa. Este parámetro se calcula.
14. Evapotranspiración Real (Etr)
Es la cantidad de agua, expresada en mm/día, que es evaporada desde la superficie del suelo y transpirada por la cubierta vegetal
15. Evapotranspiración del Cultivo (Etc)
Se determina mediante el empleo de coeficientes de cultivo (Kc)
Que corresponden a la relación entre la evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) y la «de una determinada especie cultivada, exenta de enfermedades, que crece en un campo extenso, en condiciones óptimas de suelo, en el que se ha llegado a un potencial de máxima producción » (FAO 1976).
Etc=Kc*Eto
Siempre y cuando el cultivo en consideración disponga de agua en abundancia (después de un riego o de una lluvia intensa) y en condiciones de buena aireación del suelo, Etr equivale a Etc.. La Etr nunca será mayor que Etc. Al aumentar la tensión del agua en el suelo, disminuye la capacidad de las plantas para obtener el volumen de agua requerido al ritmo impuesto por las condiciones del ambiente. Bajo estas condiciones disminuye la transpiración del cultivo por lo tanto Etr es inferior a Etc y también inferior a Eto.
15.1 Coeficiente de cultivo (Kc):
Un coeficiente de cultivo, Kc, es uncoeficiente de ajuste que permite calcular la ETr a partir de la ETP o ETo. Estos coeficientes dependen fundamentalmente de las carácterísticas propias de cada cultivo y de sus etapas fenológicas, Dependen también de las carácterísticas del suelo y su humedad,así como de las prácticas agrícolas y del riego.
Evapotranspiración real = K · evapotranspiración potencial
El coeficiente K es variable y oscila entre 0.10 y 0.90, aproximándose a 1 cuando la planta está en su máximo desarrollo de foliación y fruto.
16. Factores que afecta a la evapotranspiración (ET):
La ET es un fenómeno dependiente en buena parte de las condiciones atmosféricas, del suelo y de la vegetación. Después de una lluvia o de un riego por aspersión, la interface entre el sistema terreno-planta y la atmósfera está saturada, y evidentemente la transpiración y la evaporación están en el valor potencial, siendo entonces la evapotranspiración función de muchos factores (ET = f(c, s, v, f, g, Q)):
- Factores climatológicos (c): radiación, temperatura y humedad del aire, velocidad del viento, etc.
- Factores edáficos (s): conductibilidad hídrica, espesor del estrato activo, calor superficial, capacidad hídrica, rugosidad de la superficie, etc.
- Factores de la planta (v): conductibilidad hídrica de los tejidos, estructura de la parte epigea, índice LAI, profundidad y densidad del sistema radical, etc.
- Factores fitotécnicos (f): laboreo del suelo, rotación de cultivos, orientación de las líneas de siembra, densidad poblacional, tipo e intensidad de la poda, etc.
- Factores geográficos (g): extensión del área, variación de las carácterísticas climáticas en el borde del área considerada, etc.
- Agua disponible en la interface con la atmósfera (Q): cuyo origen es la lluvia, el riego y/o el aporte hídrico de la capa freática.
17. Instrumentos de Medición de la Evapotranspiración (ET)
Los métodos para estimar la evapotranspiración de una cuenca pueden clasificarse en métodos directos e indirectos.
Los métodos directos proporcionan directamente el consumo total del agua requerida, utilizando para ello aparatos e instrumentos de medición. En los métodos indirectos se emplean fórmulas empíricas.
17.1 Métodos directos
Los fenómenos de evaporación de los suelos están íntimamente ligados a los fenómenos de infiltración de las aguas de lluvia y de regadío, por lo que los estudios de ambos fenómenos son, a menudo, simultáneos. Además, los procedimientos de medida de la evaporación del suelo desnudo se aplican, igualmente, a la evaporación de un suelo cubierto de vegetación, o sea, a la medida de la transpiración de las plantas. Los métodos directos son:
Evapotranspirómetros
Lisímetros
Bastidor Vidriado
17.2 Métodos indirectos o empíricos (Evapotranspiración potencial)
La mayor parte de estos métodos son demasiado teóricos ya que han sido deducidos bajo condiciones definidas entre regiones y su aplicación precisa de una serie de datos que generalmente no se tienen a la disposición. Por ejemplo el método de Thornthwaite calcula la evapotranspiración potencial mediante los datos existentes de las temperaturas medias mensuales, el de Turc utiliza la precipitación y temperatura medias de una cuenca, y los de Blaney y Criddle y Grassi y Christensen hacen uso de la radiación solar.
Método de Thornthwaite
Método de Blaney-Criddle
Método de Hargreaves
Método de Penman – Monteith
18. Método de Balance Hídrico de Charles THORNTHWAITE
Este método, desarrollado en 1994 por Charles Thornthwaite, el cual definíó la evapotranspiración potencial como la pérdida de agua que ocurriría si en ningún momento existiera una deficiencia de agua en el suelo para el uso de la vegetación. La fórmula de Thornthwaite se utiliza para calcular la evapotranspiración potencial mensual en mm, y se expresa de la siguiente forma:
Donde,
: Uso consuntivo en el mes j, en cm.
: Temperatura media en el mes j, en ºC.
: Constantes.
: Constante que depende de la latitud y el mes del año.
Las constantes 
(Índice de eficiencia de temperatura) y 
se calculan de la siguiente manera:
Donde, 
Y 
: Número de mes.
La fórmula se basa en la temperatura y en la latitud, útil para estimar la evapotranspiración potencial y tiene la ventaja de que la fórmula usa datos climatológicos accesibles (temperatura medias mensuales). El método da ofrece buenos resultados en zonas húmedas con vegetación abundante.