Calculadora de Tasa de Transpiración
Calcule la tasa de transpiración de plantas y la pérdida de agua bajo diversas condiciones ambientales
Resultados
Entendiendo la Transpiración
La transpiración es el proceso de movimiento de agua a través de una planta y su evaporación desde partes aéreas, especialmente hojas. Es un proceso pasivo impulsado por la demanda atmosférica y la energía solar. La transpiración representa aproximadamente el 95-99% del agua absorbida por las raíces de las plantas.
Métodos de Cálculo
1. Método Gravimétrico (Pérdida de Masa)
Fórmula: Tasa de Transpiración = Pérdida de Masa / (Área Foliar × Tiempo)
Unidades: mg·cm⁻²·h⁻¹ o g·m⁻²·h⁻¹
Medición directa pesando la planta o brote cortado a lo largo del tiempo. Más preciso pero requiere condiciones controladas. Asume que toda la pérdida de agua es por transpiración (sellar suelo/superficies cortadas).
2. Método de Conductancia Estomática
Fórmula: E = gs × DPV
Donde:
- E = Tasa de transpiración (mol·m⁻²·s⁻¹)
- gs = Conductancia estomática (mol·m⁻²·s⁻¹)
- DPV = Déficit de presión de vapor (kPa)
Medido con porómetros o sistemas de intercambio de gases. No destructivo y proporciona tasas instantáneas. Vincula la apertura estomática con la pérdida de agua.
3. Factores Ambientales (Enfoque Penman-Monteith)
Estimación simplificada basada en:
- DPV = es(T) × (1 - RH/100)
- es(T) = Presión de vapor de saturación a temperatura T
- La velocidad del viento aumenta la conductancia de la capa límite
- La radiación solar impulsa la apertura estomática y energía para evaporación
Estima la transpiración a partir de datos meteorológicos. Útil para condiciones de campo y modelización.
4. Método del Potómetro
Fórmula: Tasa = Volumen de Absorción de Agua / (Área Foliar × Tiempo)
Mide la absorción de agua por brote cortado. Método de enseñanza clásico. Asume que absorción de agua = transpiración (válido para mediciones a corto plazo). Aparato simple pero menos preciso que el gravimétrico.
Tasas de Transpiración Típicas
| Tipo de Planta/Condición | Tasa (mg·cm⁻²·h⁻¹) | Contexto |
|---|---|---|
| Estomas cerrados (noche) | 0.1 - 0.5 | Solo transpiración cuticular |
| Plantas con estrés hídrico | 0.5 - 2 | Estomas parcialmente cerrados |
| Condiciones moderadas | 2 - 5 | Tasas diurnas normales |
| Condiciones óptimas (bien regadas) | 5 - 10 | Estomas completamente abiertos |
| Alto DPV, alta luz | 10 - 20 | Tasas máximas (caliente, seco, ventoso) |
| Girasol (Helianthus) | 8 - 15 | Especies de alta transpiración |
| Maíz (Zea mays) | 5 - 10 | Planta C4, eficiente en agua |
| Cactus/Suculentas (CAM) | 0.1 - 1 | Extremadamente conservadoras de agua |
Factores que Afectan la Tasa de Transpiración
Factores Ambientales
- • Temperatura: Mayor T aumenta DPV y tasa de evaporación
- • Humedad: Menor HR aumenta DPV, impulsa transpiración
- • Velocidad del Viento: Elimina aire saturado, reduce capa límite
- • Luz: Abre estomas, proporciona energía para evaporación
- • Agua del Suelo: Agua limitada reduce transpiración
- • CO₂ Atmosférico: Alto CO₂ puede reducir apertura estomática
Factores de la Planta
- • Área Foliar: Más hojas = más transpiración
- • Densidad Estomática: Más estomas = mayor tasa potencial
- • Grosor de Cutícula: Cutícula cerosa reduce pérdida de agua
- • Sistema Radicular: Raíces extensas soportan tasas más altas
- • Anatomía Foliar: Estomas hundidos reducen transpiración
- • Especie de Planta: Plantas C4/CAM más eficientes en agua que C3
Déficit de Presión de Vapor (DPV)
El DPV es la diferencia entre la cantidad de humedad en el aire y cuánta humedad puede contener el aire cuando está saturado. Es el principal impulsor de la transpiración.
DPV = es(T) × (1 - RH/100)
Presión de Vapor de Saturación: es(T) = 0.611 × exp(17.27 × T / (T + 237.3)) kPa
Rangos de DPV:
- DPV Bajo (<0.4 kPa): Condiciones húmedas, baja demanda de transpiración
- DPV Óptimo (0.8-1.2 kPa): Uso equilibrado del agua y fotosíntesis
- DPV Alto (>1.6 kPa): Alta demanda evaporativa, estrés potencial
Importancia Fisiológica
Transporte de Nutrientes
El flujo de transpiración transporta minerales disueltos desde las raíces hasta las hojas. El flujo de savia del xilema es impulsado principalmente por la tracción de transpiración.
Enfriamiento de Hojas
El enfriamiento evaporativo previene el sobrecalentamiento de las hojas. La transpiración puede mantener las hojas 5-10°C más frías que la temperatura del aire, protegiendo la maquinaria fotosintética.
Regulación Estomática
Balance entre absorción de CO₂ para fotosíntesis y pérdida de agua. El cierre estomático bajo estrés conserva agua pero reduce la fotosíntesis.
Gradiente de Potencial Hídrico
La transpiración mantiene un potencial hídrico negativo en el xilema, permitiendo la absorción de agua del suelo a través de las raíces por ósmosis.
Aplicaciones Agrícolas y Ecológicas
- Programación del Riego: Estimar requerimientos de agua del cultivo basados en tasas de transpiración y condiciones ambientales
- Eficiencia en el Uso del Agua: Optimizar riego para igualar demanda de transpiración, reduciendo desperdicio
- Detección de Estrés por Sequía: La transpiración reducida indica estrés hídrico antes de síntomas visibles
- Selección de Cultivos: Elegir especies con tasas de transpiración apropiadas para disponibilidad de agua local
- Estudios de Cambio Climático: Modelar cómo el cambio de temperatura y DPV afecta las relaciones hídricas de las plantas
- Evapotranspiración (ET): Combinar transpiración con evaporación del suelo para presupuestos hídricos de cuencas
- Manejo de Invernaderos: Controlar temperatura y humedad para optimizar DPV y transpiración
Técnicas de Medición
Métodos de Laboratorio
- • Gravimétrico (pesaje)
- • Potómetro (absorción de agua)
- • Papel de cloruro de cobalto (cualitativo)
- • Sistemas de intercambio de gases (LI-6400, LI-6800)
Métodos de Campo
- • Porómetros (conductancia estomática)
- • Sensores de flujo de savia (transpiración de planta completa)
- • Covarianza de remolinos (ET a escala de ecosistema)
- • Imágenes térmicas (temperatura foliar/transpiración)
Consideraciones Importantes
- Variación Diurna: La transpiración alcanza su pico al mediodía con luz y temperatura máximas, mínima por la noche
- Cuticular vs. Estomática: La transpiración estomática (95-99%) domina; la cutícula representa 1-5%
- Capa Límite: El aire quieto alrededor de las hojas reduce la transpiración; el viento interrumpe esta capa
- Gutación vs. Transpiración: La gutación (exudación de agua líquida) ocurre por la noche con alta humedad del suelo
- Artefactos de Medición: Asegurar que no haya condensación en el equipo, sellado adecuado y condiciones estables
- Edad de la Hoja: Las hojas jóvenes en expansión y las hojas senescentes tienen tasas diferentes a las hojas maduras
- Eficiencia en el Uso del Agua: Relación de CO₂ fijado a agua perdida; las plantas C4 y CAM tienen mayor EUA
Referencias
- Nobel, P. S. (2009). "Physicochemical and Environmental Plant Physiology." 4th Edition, Academic Press.
- Jones, H. G. (1992). "Plants and Microclimate: A Quantitative Approach to Environmental Plant Physiology." 2nd Edition, Cambridge University Press.
- Monteith, J. L., & Unsworth, M. H. (2013). "Principles of Environmental Physics: Plants, Animals, and the Atmosphere." 4th Edition, Academic Press.
- Taiz, L., et al. (2015). "Plant Physiology and Development." 6th Edition, Sinauer Associates.
- Allen, R. G., et al. (1998). "Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements." FAO Irrigation and drainage paper 56.
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