Cómo medir la Transpiración

Cálculo de la transpiración

Con mucha frecuencia nos preguntan si para calcular la transpiración es suficiente con medir la conductancia estomática. Y la respuesta es no. En esta entrada se argumenta esta respuesta y también qué es necesario para estimar la conductancia total y, por lo tanto, la evaporación de las hojas. Para calcular la transpiración (E) se emplea la siguiente ecuación,

donde gv es la conductancia total del vapor de agua desde el interior de la hoja hacia el exterior, Cvs es la concentración de vapor de agua en el interior de la hoja y Cva es la concentración de vapor de agua en el aire.

El término de conductancia (gv), necesario para resolver la ecuación de la transpiración, es el resultado de la combinación de dos variables. Ya que para mover el vapor de agua desde el interior de la hoja a la atmósfera, es necesario mover el agua a través de los estomas y la cutícula, y también a través del propio aire (Figura 1).

Figura 1. Diagrama ampliado del un estoma de una hoja.

El vapor de agua se representa en color azul. Las células del parénquima en empalizada y las células esponjosas del mesófilo están en color verde. El vapor de agua del interior de la hoja se puede mover hacia el exterior a través de los estomas y también a través de la cutícula cerosa. La mayoría de las veces, cuando los estomas están abiertos, el agua se mueve a través de ellos hacia la atmósfera. Este proceso se denomina conductancia estomática al vapor de agua (gvs).

Los estomas y la cutícula no son las únicas barreras para mover el vapor de agua desde el interior de la hoja hacia la atmósfera. El aire exterior de la hoja también opone resistencia al vapor de agua. Y este proceso se llama conductancia del aire al vapor de agua, o conductancia de la capa límite (gva). Tanto gvs como gva actúan como resistencias de un circuito eléctrico, oponiendo resistencia al movimiento del vapor de agua. Y actúan en combinación (como las resistencias en serie) para limitar el movimiento del agua del interior de la hoja hacia el aire de la atmósfera.

Como medir la transpiración, la conductancia estomática

Para medir la transpiración es necesario conocer la conocer las conductancias gvs y gva. Para obtener la conductancia estomática gvs, se puede usar un porómetro, como el Porómetro SC-1 de METER Group. Ya que, no hay muchas opciones para medir la conductancia estomática. No se puede calcular. Y su estimación, aunque es posible, no es un buen método. Por lo que la mejor opción es medirla con la ayuda de un porómetro.

Medida de la conductancia estomática con el Porómetro SC-1

La conductancia de la capa límite

Para obtener el siguiente valor de conductancia, gva, se puede usar esta ecuación simplificada (Ecuación 2).

En la Ecuación 2, la conductancia al vapor del aire (gva) es igual a una constante (0,135) por la raíz cuadrada de la velocidad del viento sobre la hoja (u) dividida por la dimensión característica de la hoja (d).

u = velocidad del viento en una hoja
d = dimensión característica de la hoja (0,72 w), siendo w la anchura de la hoja

Para obtener estos valores, primero es necesario medir la velocidad del viento a través de la hoja con un anemómetro, que proporciona el valor de u. En este caso, tendría que ser un anemómetro de pequeño tamaño. Y también es necesario obtener la dimensión característica de la hoja (Figura 2). Para esto basta con medir el ancho de la hoja en la dirección del viento y multiplicarlo por la constante 0,72.

Figura 2. Diagrama de una hoja donde w es el ancho de la hoja en la dirección del viento.

Con estas dos variables, se puede estimar la conductancia del vapor al aire (gva).

La conductancia del sistema

Una vez obtenidos gva y gvs, hay que combinar estas conductancias para obtener un valor real para la conductancia del sistema (gv). La ecuación 3 muestra cómo combinar las conductancias anteriores.

Ecuación 3 (simplificada para dos resistencias en serie)

Concentración de vapor en la superficie

Y ahora que conocemos el valor de gv, es necesario calcular las dos concentraciones de vapor que se muestran en la Ecuación 1. La concentración de vapor en la superficie es igual a la presión de vapor de saturación a la temperatura de la hoja dividida por la presión del aire (Ecuación 4).

Ecuación 4

Es fácil calcular ambos valores. La presión del vapor de saturación a la temperatura de la hoja viene dada por la fórmula de Tetens (Ecuación 5).

Ecuación 5

donde b es 17,502 y c es 240,97 ℃ y T es la temperatura de la hoja. En este vídeo, se puede ver con más detalle cómo hacer este cálculo. La Ecuación 6 muestra cómo obtener Pa o la presión del aire.

Ecuación 6

donde A es la altitud de la localización de la hoja.

Concentración de vapor en el aire

El otro valor necesario es Cva (Ecuación 7).

Ecuación 7.

Donde (es) es la presión de vapor de saturación a la temperatura del aire (Ta) calculada con la Ecuación 5 y T que ahora es la temperatura del aire y hr es la humedad relativa. Se debe medir la humedad relativa, la temperatura del aire y la temperatura de la hoja. Una vez que se miden y calculan todos estos parámetros, basta simplemente con incorporarlos a la Ecuación 4 (Cvs) y la Ecuación 7 (Cva).

Al conocer Cvs y Cva, se pueden introducir en la Ecuación 1 y resolver E: la transpiración de la hoja.

Resumen: Cómo medir la transpiración de las hojas

A modo de resumen, para estimar la transpiración es necesario medir bastantes variables. A pesar de que la fórmula (E = gv (Cvs – Cva) es sencilla. Vamos a ncesitar:

Gvs – Conductancia estomática (usar un porómetro como el SC-1)
TL – Temperatura de la hoja (usar un sensor de temperatura por infrarrojo IRT)
Ta – Temperatura del aire (usar una estación meteorológica ATMOS 41)
h – Humedad relativa (usar una estación meteorológica ATMOS 41)
A – Altitud (buscar por ejemplo en internet)
u – velocidad del viento * (m / s) (usar una estación meteorológica ATMOS 41)
w – anchura de la hoja (usar una regla pequeña)

* NOTA: Para la velocidad del viento, puede usar la estación meteorológica ATMOS 41, pero depende de dónde se encuentre la hoja. Si la hoja está próxima al suelo y la estación ATMOS 41 está a 2 m, hay que corregir la altura. Existe una ecuación para estimar la velocidad del viento hasta la localización de medida. Disminuye exponencialmente a medida que nos acercamos a la superficie.

El texto original de esta entrada lo podéis encontrar en este enlace

Ir arriba