Cálculo de los grados día y la integral térmica

Cómo calcular los grados día de desarrollo y la integral térmica

Es imprescindible disponer de una estación meteorológica precisa que nos proporcione datos para calcular parámetros tan importantes como los grados días de desarrollo (growing degree days, GDD) y la integral térmica.
Los cálculos de GDD ahorran tiempo y pueden aumentar el rendimiento porque son una forma científica de saber cuál es el mejor momento para por ejemplo realizar medidas de control de plagas y/o enfermedades.

En esta presentación, el Dr. Colin Campbell de METER Group explica los conceptos: GDD e integral térmica. Y explica dos formas diferentes de calcularlos.

¿Qué son los GDD y la integral térmica?

En realidad, los GDD y la integral térmica son una manera de hacer coincidir el reloj de la planta con nuestro reloj. Nos ayudan a comprender lo que está sucediendo con la planta y podemos predecir cosas como nascencia, floración, etc. Y la forma en que lo hacemos es a través de esta ecuación, que es bastante simple (Ecuación 1).

Podemos calcular la integral térmica (Tn) como el sumatorio de la temperatura media (es decir, la suma de T máxima y T mínima y dividido por dos) desde el día 1 al día n, menos la temperatura base (Tbase), multiplicado por el tiempo (∆ t). La Tbase es el umbral de temperatura por debajo del cual no se produce desarrollo vegetal. El desarrollo no se invierte. Es decir, si la temperatura es inferior a la temperatura base, la planta no invierte su desarrollo, simplemente no progresa.
De modo que el análisis se basa en la diferencia entre la temperatura media y la temperatura base. Y vamos obteniendo este valor de forma diaria. Y a continuación, seguimos sumando hasta alcanzar un valor que nos indica que hemos progresado de una etapa a otra.

Ejemplo de integral térmica en trigo

Podemos ver un ejemplo con trigo. Para emerger, la planta de trigo necesita 78 grados día desde siembra hasta emergencia. Así que con la Ecuación 1, y después de haber sumado los grados día suficientes, calculamos que el trigo ya estaba pasando de la etapa de siembra a una etapa de postemergencia. Después, en la parcela medimos el cultivo y comprobamos que las previsiones eran correctas. No todas las plantas de trigo habían emergido, pero el promedio estuvo bastante cerca.

Aproximaciones de cálculo

¿Qué ocurre si trasladamos el cálculo de la integral térmica a la tecnología actual?. Por ejemplo a la estación meteorológica ATMOS 41 que proporciona medidas de temperatura cada 5 minutos o incluso cada minuto. Entonces, parece más adecuado procesar nuestros datos de integral térmica con esta ecuación (Ecuación 2).

Podemos hacer el sumatorio diario como en la Ecuación 1, pero nuestra aproximación es integrar la temperatura en un intervalo de tiempo pequeño T (t) (por ejemplo 5 minutos) menos la temperatura base (Tb). Y luego, simplemente basta con integrar esto a lo largo del día.

Representación gráfica

Otra pregunta es ¿Qué representan estos datos en forma gráfica? Realmente ¿Cómo se ve esta ecuación? ¿Cuál es la bondad de este análisis?. La explicación gráfica se muestra en la siguiente figura.

La temperatura está en ordenadas y el tiempo en abcisas, un periodo de 24 horas. Esta es nuestra etapa diaria, en la que recopilamos esta información para la integral térmica. Y también están todos los parámetros de la ecuación: la temperatura máxima (Tmax), la temperatura mínima (Tmin), la temperatura media (Tave) y la temperatura base (Tbase). La curva representa el típico cambio de temperatura diurno. Va desde un mínimo a primera hora de la mañana hasta un máximo en algún momento de la tarde.

Vamos a comparar los dos enfoques de cálculo
Por un lado, tenemos la temperatura media y la temperatura base. El rectángulo es la integral térmica para ese día. Pero si empleamos datos de temperatura obtenidos en incrementos de tiempo bastante pequeños (como los de ATMOS 41).

  • ¿No podríamos simplemente integrar durante el día y a continuación recopilar toda la información sobre la integral térmica que está debajo de esta curva (la temperatura real) y por supuesto, restando la temperatura base?
  • ¿Cuánta diferencia hay entre estas dos formas de cálculo?
  • ¿Y cuáles son las implicaciones de no poder medir nuestra temperatura con mucha precisión?

Estas preguntas se resolverán en una próxima entrada del blog y otro vídeo de Colin Campbell.

Este es el enlace para ver la presentación y el vídeo originales.

Ir arriba