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Terra Chá- Galicia

Eficiencia en la estimación de la reserva de agua útil con diferentes metolodogías

Martínez, E.M., Dra. Ing. Agrónoma. emma.martnez@gmail.com, Cuesta, T.S.2, Dr. Ing. Agrónomo. javierjose.cancela@usc.es, Cancela, J.J. tomas.cuesta@usc.es Dep. Ingeniería Agroforestal. Universidad de Santiago de Compostela.

 

15/10/2010
La estimación de la reserva de agua útil (RAU) lleva implícita la elección de la metodología a seguir, basada generalmente en un análisis multicriterio, no siempre claro y definitorio. En este trabajo se evalúa la eficiencia de métodos de determinación tanto indirectos como predictivos, facilitando dicha elección. Son empleados índices sugeridos por Minasny (2000) y adaptación de Rubio (2005), fundamentándose en el cálculo de la eficiencia en términos de esfuerzo y de coste, pero diversificando su aplicación en este trabajo a metodologías de características no semejantes. Los métodos considerados son la placa de presión (PP) y un medidor de actividad de agua (WAM), como métodos indirectos, y las funciones de pedotransferencia (FPTs) propuestas por los autores para la zona regable de Terra Chá (Galicia, N.O. España), como metodología predictiva. Los resultados muestran la no existencia de un único método que presente la mayor eficiencia en la totalidad de los aspectos considerados.

1.-Introducción y objetivos

En la determinación y conocimiento de la reserva de agua útil (RAU) de los suelos en su aplicación a la gestión del agua, destaca la utilidad de diversos métodos que facilitan y abrevian el proceso de medición. La metodología existente para su determinación es variada: una medición indirecta mediante aparataje de laboratorio tipo placa de presión de Richards (PP) (Richards y Fireman, 1943) o medidores de la actividad de agua (WAMs) tipo WP4 (Gee et al., 1992); otra posibilidad es una estimación a partir de otros parámetros con del uso de funciones de pedotransferencia (FPTs) (Vereecken, 1988).

Minasny et al. (2003) introducen el concepto de “eficiencia”, focalizada en los aspectos relevantes a conseguir: el objetivo y el uso de recursos, energía y tiempo, indicando un claro interés económico. No obstante, son escasas las ocasiones de análisis de forma pormenorizada y cuantitativa de la eficiencia de diferentes metodologías (Minasny, 2000; Minasny y McBratney, 2002 y Rubio, 2005), quedando reducida su aplicación fundamentalmente a las FPTs.

El objetivo perseguido en este trabajo es la comparación de la eficiencia de metodologías utilizadas para la obtención de la RAU en la zona regable de Terra Chá (Galicia, N.O. España): métodos indirectos mediante estimación en laboratorio a partir de la PP o metodología combinada WAM-PP y métodos predictivos mediante FPTs específicas para la zona de estudio. Se establecerá la idoneidad en la determinación de la RAU empleando una metodología u otra, siguiendo criterios tanto de esfuerzo como económicos.

2.-Material y métodos

El muestreo ha sido realizado en la zona regable de Terra Chá perteneciente a la zona de colonización. Se consideraron 24 muestras cuyas características se detallan en la tabla 1:

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Tabla 1. Características físicas de los 24 suelos analizados.

Para el análisis de la eficiencia se considera que el nivel de información utilizado va ligado a un esfuerzo humano y a un coste de adquisición o realización, asociada esta última a la contratación de un operario. Minasny (2000) o Minasny y McBratney (2002) definen dos tipos de eficiencia, o índices, para el análisis de los métodos:

• Eficiencia en términos de esfuerzo:

Eficiencia = calidad de información / esfuerzo (1)

• Eficiencia en términos de coste:

Eficiencia = calidad de la información / coste de la información (2)

Se considera que la “calidad de la información” puede ser evaluada en función de la desviación estándar de las propiedades hídricas que se predicen como resultado de la incertidumbre de las mediciones. El “esfuerzo” describe el tiempo que lleva realizar las mediciones u obtener información. Por último, el “coste” se asocia a lo que cuesta en términos económicos la adquisición de las mediciones y/o la información.

En este trabajo se analizan estos índices extendiendo su uso no sólo a las FPTs, sino a las diferentes metodologías utilizadas. Se emplearán, conjuntamente, con una adaptación del índice propuesto por Rubio (2005):

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Fórmula

siendo:

: Esfuerzo por muestra generado por el método (h)

: Esfuerzo fijo necesario para la construcción del método (trabajo de laboratorio en 24 muestras) (h.muestra)

: Esfuerzo específico necesario para determinar las propiedades del suelo que se emplean en los métodos para cada muestra (h)

n: número de muestras

Para la determinación de las propiedades hídricas, como métodos indirectos se han empleado la PP [Soil Moisture Equipment Corp. (Santa Barbara CA)] y el WAM [WP4 Dewpoint PotentiaMeter (Decagon Device, Inc)] (Cancela et al., 2006). Como métodos predictivos se emplean las FPTs específicas para la zona de estudio definidas por los autores (Martínez, 2008) (Tabla 2).

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Tabla 2. Descripción de las FPT propuestas por los autores para la zona de estudio.

3.-Resultados y discusión

Definido el esfuerzo invertido a través del tiempo demandado en función de los protocolos, los costes en función de las operaciones que son requeridas considerando dos posibles casos: en función del coste de un operario contratado para tal efecto y en función del coste de los análisis indicado por laboratorios próximos a la zona de estudio (análisis externos), facilitados por el “Centro de investigacións agrarias de Mabegondo”, finalmente, la calidad de la información, se determina por la desviación típica de las propiedades que se predicen como resultado de la incertidumbre en las mediciones (Tabla 3).

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Tabla 3. Valores de los elementos definitorios de la eficiencia.

Se calculan los distintos elementos que caracterizan a la eficiencia, analizada esta tanto en términos de esfuerzo como de coste. Posteriormente aplicando los índices propuestos por Minasny (2000), se procede a su cálculo (Ecs. 1 y 2).

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Figura1. Eficiencias en la determinación de la RAU según metodologías.

Los resultados muestran (Fig. 1) la no existencia de un único método de mayor eficiencia en los tres aspectos considerados. La FPT 1 presenta un máximo en la eficiencia tanto en términos de esfuerzo como de coste relativo al operario, no obstante, en términos de coste de los análisis destaca notablemente la FPT 3. La PP y la PP-WAM, presentan eficiencias bajas, tratándose de métodos de mayor calidad de información (tabla 3).

Los análisis realizados hasta el momento se basan en la obtención de los diferentes métodos, resultando indicado analizar también su aplicación. Para ello se recurre a una adaptación del índice propuesto por Rubio (2005). Se determina la influencia que sobre el elemento “tiempo” tiene el número de muestras a las que se apliquen las metodologías una vez han sido formuladas. Para facilitar el análisis se consideran tres casos respecto al tamaño muestral al que aplicar la metodología: 5, 50 y 100 muestras (Fig. 2).

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Figura 2. Influencia del tamaño muestral según métodos.

A medida que el tamaño muestral al que se aplique el método aumente, disminuye el esfuerzo demandado. Debido a que en el caso de los métodos indirectos no se ocasiona esfuerzo debido a la estimación de propiedades características de los suelos (ARE, LIMO…), no se producen esfuerzo específicos, siendo todos fijos. Es por ello que, siendo los esfuerzos específicos los que más tiempo demandan, el aumento del tamaño muestral provoca una disminución como máximo de 54,72 horas en el caso de la PP y 24,20 horas para la PP-WAM. Por el contrario, en los métodos predictivos, se cifra la disminución en 22,8 minutos.

4.-Conclusiones y recomendaciones prácticas

La elección de una metodología u otra para la estimación y /o determinación de la RAU, se presenta como una tarea ardua y difícil. Tras el análisis presentado de las eficiencias de cada uno de los métodos se puede afirmar que la eficiencia, si bien se trata de un índice indicativo, no es un índice definitorio de un método. Se debe tratar con precaución o analizar los criterios considerados en su determinación. Es observado que no necesariamente una mayor eficiencia implica un coste reducido y una desviación típica y un tiempo invertido mínimos. Se recomienda, por tanto, la no globalización de un análisis en unos índices que definan y caractericen los distintos métodos. Tratados de esta forma el resultado final de la relación entre los distintos factores a considerar podría ocultar determinadas características no deseadas en el método elegido y características muy reseñables en un método descartado.

Por tanto, la elección de una metodología u otra se basará tanto en un análisis global como en un análisis individual de cada uno de los elementos definitorios. De esta forma, no interfieren entre si en los resultados aportados sobre la idoneidad de la elección. Intentar determinar un solo método apropiado de acuerdo a todos los factores considerados (esfuerzo, coste y calidad de la información) ha sido imposible en este caso. Se exponen criterios tanto favorables como desfavorables de cada uno de ellos. En este punto, la elección de una u otra metodología dependerá de las características demandadas tanto por las condiciones de manejo, como por la zona de estudio, y como no, por el investigador y/o usuario.

5.-Bibliografía

  • Cancela J.J., Dafonte, J., Martínez, E.M., Cuesta, T, .S., Neira, X.X. 2006. Assessment of a Water Activity Meter for Rapid Measurements of Soil Water Potential. Biosystems Engeniering 94(2): 285-295.
  • Gee G.W., Campbell M.D., Campbell G.S., Campbell J.H. 1992. Rapid measurement of low soil water potentials using a water activity meter. Soil Science Society of America Journal 56(4): 1068-1070.
  • Martínez E.M. 2008. Estudio de propiedades hídricas del suelo mediante medidores de actividad de agua en la zona regable de Terra Chá. Tesis Doctoral. Universidad de Santiago de Compostela.
  • Minasny B. 2000. Efficient methods for predicting soil hydraulic properties. Doctoral Thesis. Departament of Agricultural Chemistry and Soil Science. The University of Sydney. New South Wales. Australia.
  • Minasny B., McBratney A.B.2002. The efficiency of various approaches to obtaining estimates of soil hydraulic properties. Geoderma 107: 55-70.
  • Minasny B., McBratney A.B., Mendonça-Santos M. de L., Gonçalves dos Santos H. 2003. Revisão sobre funções de pedotransfêrencia (FPTs) e novos métodos de predição de classes e atributos do solo. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária. Centro Nacional de Pesquisa de Solos – CNPS, Rio de Janeiro, R.J.
  • Richards L.A., Fireman M. 1943. Pressure-plate apparatus for measuring moisture sorption and transmission by soils. Soil Science 56: 395-404.
  • Rubio C. 2005. Hidrodinámica de los suelos de un área de montaña media mediterránea sometida a cambios de uso y cubierta. Tesis Doctoral. Universidad Autónoma de Barcelona.
  • Vereecken H. 1988. Pedotransfer functions for the generation of hydraulic properties for Belgian soils. Tesis Doctoral. Katholieke Universiteit te Leuven.

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