Comparación y evolución de la evaporación de tanque y evapotranspiración
de referencia en la región semiárida pampeana central
1 Universidad Nacional de La Pampa, Facultad de Agronomía
2 Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y cnicas.
@ bazanramiro@agro.unlpam.edu.ar
Bazán Azargado, Ramiro1,@, Vergara, Graciela1, Casagrande, Guillermo1,
Méndez, Mariano Javier1,2
RESUMEN. El objetivo del presente trabajo es estudiar los cambios en la demanda de agua de la
atmósfera en la región semiárida pampeana central en los últimos 30 años a través de la evaporación
y la evapotranspiración de referencia (ETo). La información para alcanzar el objetivo se obtuvo de la
estación agrometeorológica de la Facultad de Agronomía de la UNLPam. ubicada en Santa Rosa, La
Pampa. La evaporación fue mediada con un tanque americano tipo A (E-T) y la ETo estimada con la
ecuación de Penman-Monteith (ETo-PM) para el periodo 1988-2019. Los resultados mostraron que
la E-T anual osciló entre 1850,0 y 2940,0 mm, mientras que la ETo-PM anual varió de 1130,0 a 1620,0
mm. La E-T anual promedio fue de 2332,7 mm ± 320,8 mm, y la ETo-PM anual promedio fue de
1346,4 mm ± 145,8 mm. A pesar de las diferencias en los valores absolutos la E-T y ETo-PM se
encontraron asociadas de manera directa (p<0,01). Estos resultados concuerdan con los encontrados
en estudios previos para otras partes del mundo. El coeficiente de tanque anual (kt), definido como
la pendiente de la recta de regresión entre la ET y ETo, fue de 0,5713. De acuerdo con este kt, la E-
T anual sobrestimaba la ETo-PM en un 75 %. En términos estacionales (primavera, verano, otoño e
invierno) la ET sobrestimo la ETo entre un 66 % y 100 %. Tanto la E-T como la ETo anual mostraron
una tendencia a aumentar (p<0,05). Teniendo en cuenta que la E-T es el resultado de una medición
directa y la ETo-PM una estimación y que, ambas variables mostraron valores absolutos muy
diferentes, es que se plantea la necesidad de contar con un lisímetro que permita medir de manera
exacta la demanda de agua de la atmosfera y de los cultivos.
PALABRAS CLAVE:demanda atmosférica; uso eficiente del agua; coeficiente de tanque de
evaporación; Penman-Monteith.
ABSTRACT. COMPARISON AND EVOLUTION OF PAN EVAPORATION AND REFERENCE
EVAPOTRANSPIRATION IN THE SEMI-ARID CENTRAL PAMPAS REGION. The objective of this study is to
examine changes in atmospheric water demand in the central semi-arid Pampas region over the last
30 years through evaporation and reference evapotranspiration (ETo). Data were obtained from the
agrometeorological station of the College of Agronomy at UNLPam located in Santa Rosa, La Pampa.
Evaporation was measured using an American-type A pan (E-T), and ETo was estimated using the
Penman-Monteith equation (ETo-PM) for the period 1988-2019. Results showed that annual E-T
ranged from 1850.0 to 2940.0 mm, while annual ETo-PM varied from 1130.0 to 1620.0 mm. The
average annual E-T was 2332.7 mm ± 320.8 mm, and the average annual ETo-PM was 1346.4 mm
± 145.8 mm. Despite differences in absolute values, E-T and ETo-PM were directly associated
(p<0.01), consistent with previous studies in other parts of the world. The annual tank coefficient (kt),
defined as the slope of the regression line between ET and ETo, was 0.5713. According to this kt,
annual E-T overestimated ETo-PM by 75 %. Seasonally (spring, summer, autumn, and winter), ET
overestimated ETo between 66 % and 100 %. Both annual E-T and ETo showed an increasing trend
(p<0.05). Considering that E-T is a direct measurement and ETo-PM is an estimation, and given the
substantial differences in absolute values, there is a need for a lysimeter to precisely measure
atmospheric and crop water demand.
KEY WORDS:atmospheric demand; water use efficiency; evaporation pan coefficient; Penman-
Monteith.
Recibido:29/11/2023
Aceptado: 28/12/2023
SEMIÁRIDA Vol 34(1), 5-12
6300 Santa Rosa - Argentina. 2024. ISSN 2408-4077 (online)
DOI: http://dx.doi.org/10.19137/semiarida.2024(1).5-12
Cómo citar este trabajo:
Bazán Azargado, R. N., Vergara, G., Casagrande, G. y Méndez,
M. J. (2024). Comparacn y evolución de la evaporación de
tanque y evapotranspiración de referencia en la región
semiárida pampeana central. Semiárida, 34(1), 5-12.
INTRODUCCIÓN
En las regiones semiáridas del mundo el
agua es el principal factor que limita la
producción agropecuaria. Conocer la demanda
5
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de agua de la atmósfera permite planificar las
actividades agropecuarias para el mejor
aprovechamiento de este recurso limitante. La
demanda de agua de la atsfera se puede
expresar a través de la evaporación (E) o de la
evapotranspiración de referencia (ETo) donde
el suelo y el cultivo se encuentran
estandarizados. La ETo es la
evapotranspiración que ocurre cuando el suelo
se encuentra a capacidad de campo y con
cobertura vegetal completa de un rygrass
perenne de 10 a 15 cm de altura en activo
crecimiento (Allen et al., 2006a). La ETo junto
a la precipitación y capacidad de almacenaje de
agua en el suelo permiten conocer las
deficiencias de agua, los excesos, la
evapotranspiracn real (ETR) y el agua
almacenada en el suelo a través del cálculo del
balancedrico de agua en el suelo (Murphy y
Hurtado, 2011). Además, a partir de la ETo es
posible conocer la evapotranspiracn de
cultivo (ETc) que es la demanda de agua del
cultivo. La ETc junto a la precipitacn son
utilizadas para calcular la necesidad de riego.
La ETo puede ser medida con instrumental
(Evapotranspirómetros o lisímetros de pesada)
o estimada a partir de rmulas. El
evapotranspirómetro es un instrumento que
permite medir la ETo de forma exacta. Esta es
la razón por la cual los valores absolutos de
ETo medidos con evapotranspirómetro son los
valores de referencia utilizados para ajustar las
ETo estimadas con formula. Sin embargo, el
evapotranspirómetro es un instrumento de
grandes dimensiones, dicil de instalar y de
alto costo de adquisición y mantenimiento. Por
estas razones, es un instrumento poco frecuente
en estaciones meteorológicas y agrometeoroló-
gicas de Argentina. La estimación de la ETo
con fórmulas es una alternativa rápida y
económica, pero menos precisa y exacta que la
ETo medida con instrumental (Allen et al.,
2006b). La fórmula de Penman-Monteith es la
recomendada por la Organización para la
Agricultura y Alimentacn (FAO, por sus
siglas en ings) para estimar la ETo. Esta
fórmula ha mostrado buenos ajustes con la ETo
medida en diferentes partes del mundo bajo
distintas condiciones ambientales (Smith.,
1992; Allen et al., 2006b).
La E puede ser medida con un instrumento
o estimada con fórmulas. El tanque de
evaporación americano tipo A es el instrumento
oficial para medir E. Es un instrumental
sencillo y de costo relativamente bajo. El
tanque A mide E desde una superficie libre de
agua y la evapotranspiración es la evaporación
de agua desde el suelo y desde las plantas
(transpiración). El suelo y la planta ejercen una
resistencia mayor a la evaporación del agua
que la superficie libre de agua dentro del
tanque de evaporacn. Es por esto que, la E
medida con el tanque A es superior a la
estimada con rmulas. A pesar de esto, la
evaporacn del tanque ha mostrado buenos
ajustes con la ETo, pudiendo utilizarse para
estimar la ETo y como una medida de los
cambios en la demanda atmosférica a lo largo
del tiempo. Para obtener la ETo a partir de la E
es necesario utilizar un coeficiente de tanque
(Kt) que surge de la pendiente de la recta de
regresión entre la E y la ETo (Chiew et al.,
1995).
La ETo ha mostrado cambios desde el
pasado al presente en diferentes partes del
mundo y en la región pampeana Argentina. En
regiones de China e Irán se han encontrado
disminuciones en la ETo en las últimas décadas
(Xu et al., 2005; Nouri et al., 2017). En el caso
de China producto de la reducción de la
radiación global consecuencia de la
contaminación atmosférica y en Irán producto
de una disminución en la velocidad de los
vientos. En cambio, en Australia se encont
que, tanto la ETo como la E aumentaron en las
últimas décadas en la mayor parte del territorio
(Chiew et al., 1995). En el oeste de la región
pampeana la ETo estimada disminu en el
periodo 1941-1990 y 1984-2014 (De la Casa et
al., 2002; D’Andrea et al.,2018). Sin embargo,
otro estudio con datos de toda la Argentina no
detectó cambios significativos en la tendencia
de ETo-PM a pesar de encontrar un aumento
de la temperatura y disminución del punto de
rocío (Merino y Grassman, 2022). A pesar de
la importancia de ETo, es escaso el
conocimiento de la evolución de la demanda de
agua del sistema suelo-planta- atmósfera para
el centro este del área agrícola de la provincia
de la Pampa. Es por esto que, el objetivo del
presente trabajo es estudiar los cambios en la
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Bazán Azargado, R. N., Vergara, G., Casagrande, G. y ndez, M. J.
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Comparación y evolución de la evaporación de tanque y evapotranspiración de referencia en la región semiárida pampeana central
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sobre la superficie del cultivo (MJ.m-2.dia-1),
G= Densidad de flujo de calor de suelo (MJ.m-
2.dia-1), T= Temperatura media diaria a 2 metros
de altura (°C), U2= Velocidad del viento a 2
metros de altura (m.s-1), es= Tensión de vapor a
saturación (kPa), ea= Tensión de vapor actual
(kPa), es -ea= Déficit de tensión de vapor (kPa),
∆= Pendiente de la curva de tensión de vapor
(kPa.°C-1), γ= Constante Psicrométrica (kPa.°C-1),
0,408 es un factor de conversión que se aplica a
Rn expresado en MJ.m-2.dia-1 a evaporación
equivalente expresada en mm día-1, 900 es un
coeficiente para el cultivo de referencia
expresado en Kg k.kJ-1.dia-1, 0,34 es un
coeficiente resultante de asumir una resistencia
del cultivo de 70 s.m-1 y una resistencia
aerodinámica de 208/u2para el cultivo de
referencia (s.m-1).
La evaporación (E) fue medida con un tanque
demanda de agua de la atmosfera en la región
semiárida pampeana central en los últimos 30
años a través de la E de tanque americano tipo
A y la ETo estimada por P-M.
METODOLOGÍA
El presente trabajo se llevó a cabo en la
localidad de Santa Rosa, La Pampa (36°37’S,
64°17’O y 175 msnm). El clima de la localidad
es de tipo templado, con estaciones bien definidas.
La temperatura anual media es de 15,7 °C, la
temperatura mensual media del mes más cálido
(enero) de 23,3 °C y la temperatura mensual
media del mes más frio (julio) de 7,8 °C (Méndez
et al., 2022). La precipitación anual media es de
728,8 mm y el régimen de precipitación es con
tendencia monzónica (Murphy y Hurtado, 2011,
Méndez et al., 2022). El clima clasifica como Cfa
(Clima templado húmedo sin estación seca y con
verano cálido) según la clasificación climática de
Köppen y como C1dB´2a´ (Clima subhúmedo
seco, con nulo o pequeño exceso de agua,
mesotermal templado frío con una concentración
estival de la eficiencia térmica menor al 48 %),
según la clasificación climática de Thornthwaite
(Méndez et al, 2021).
Para alcanzar el objetivo se emplearon los
datos meteorológicos de la estación
agrometeorológica “Ing. Agr. Juan Carlos
Lasalle” para el periodo 1988-2019. A partir de
las observaciones diarias de temperatura
xima, temperatura mínima, humedad máxima,
humedad mínima, precipitación, viento
promedio a 2 m de altura se estimó la ETo diaria
por el método de Penman Monteith (ETo-PM).
Para el cálculo de la ETo-PM se utilizó el
software AquaCrop v6.1 que utiliza la ecuación
1 (Raes et al., 2018). La radiación solar diaria
requerida por la ecuación 1 fue estimada por el
software AquaCrop v6.1 a partir de la ubicación
geográfica de la estación agrometeorológica
(36°37’S, 64°17’O y 175 msnm.
Ecuación 1:
Donde: ETo = Evapotranspiración de
Referencia (mm.dia-1), Rn= Radiacn neta
Figura 1. Ubicación de Santa Rosa, La Pampa.
Figure 1. Location of Santa Rosa, La Pampa.
8
americano tipo A (E-T), que es una estructura de
hierro galvanizado de 1,21 m de diámetro y
0,255 m de profundidad, con un área aproximada
de 1,14 m2y su base ubicada a 0,05 m de altura
sobre una plataforma de madera. Esto último
evita la conducción del calor directa entre el
suelo y el tanque y permite la libre circulación
de aire (OMM N°622, 1996).
Se sumaron las mediciones diarias de E-T y las
estimaciones diarias ETo-PM para obtener las E-
T y ETo-PM mensuales, estacionales y anuales
en el periodo 1988-2019. A partir de los valores
anuales y estacionales se calcularon los
promedios de la serie estudiada y sus respectivos
desvíos estándar.
Para determinar el grado de asociación entre
la E-T y ETo-PM y el coeficiente de tanque de
acuerdo al procedimiento propuesto Chiew et al.,
(1995) se ajustó la siguiente ecuación con el
programa Microsoft Excel (2016).
Ecuación 2:
Donde: ETo, evapotranspiración estimada por
Penman Monteith, Kt coeficiente de tanque y Ev
evaporación del tanque americano tipo A.
De acuerdo con Chiew et al. (1995) la
pendiente de la recta de regresión representa el
valor del coeficiente de tanque. Este valor indica
en qué medida la evaporación del tanque
sobrestima o subestima a la ETo estimada por
Penman Monteith.
Las diferencias entre las E-T y ETo-PM
medias anuales se determinaron mediante
análisis de la varianza (ANOVA por sus siglas en
inglés) y el test de diferencias de medias LSD
(Least significant difference) utilizando el
programa Infostat (Di Rienzo et al., 2002)
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La E anual medida con tanque (E-T) para el
periodo 1988-2019 varió entre 1850,0 y 2940,0
mm anuales y la ETo-PM anual estimada varió
entre 1130,0 y 1620,0 mm anuales (Figura 2).
La E-T anual promedio para el periodo
estudiado fue de 2332,7 mm con un desvío
estándar (DE) de ± 320,8 mm y la ETo-PM
anual promedio fue de 1346,4 mm con un DE de
± 145,8 mm. En la bibliografía consultada por
los autores de este trabajo no se encontraron
reportes de E-T para la región de estudio. En
tanto que, el valor promedio de la ETo-PM fue
similar al reportado por Bono Rapp (2014) quien
encontró para el periodo 2006-2013 que la ETo-
PM anual en Anguil fue de 1284,0 mm año-1.
Otros estudios encontraron que la ETo-PM anual
osciló entre 1100,0 mm y 1200,0 mm, siendo
estos valores de 150,0 a 250,0 mm inferiores a
los encontrados en el presente estudio (Murphy,
2008; Merino y Grassman, 2022). Estos autores
no especifican el origen de los datos utilizados
para alimentar la fórmula de ETo-PM. No es
posible determinar en los estudios previos si los
datos utilizados para estimar ETo-PM fueron
medidos o estimados a partir de variables
atmosféricas. La falta de dicha información
limita la posibilidad de establecer la causa de las
diferencias encontradas entre aquellos estudios
y el presente.
La E-T anual y la ETo-PM anual mostraron
una tendencia a aumentar en el periodo 1988-
2019 (Figura 2, p<0,01). La E-T mostró una tasa
de aumento promedio de 17,2 mm por año y la
ETo-PM un aumento promedio de 9,9 mm por
año. En la bibliografía consultada no se
encontraron datos de la evolución de la E-T para
la región semiárida pampeana central. En tanto
que, en la región pampeana Argentina se
encontró que ETo-PM en el periodo 1948-2014
aumentó 7,7 mm por año, siendo esta tasa de
incremento similar a la encontrada en el presente
estudio (D’Andrea et al., 2018). Estos autores
sugieren que el aumento de la ETo-PM se debió
principalmente a la disminución de la humedad
relativa (HR) en el periodo estudiado. Otro
estudio, en la región pampeana Argentina
encontró que la ETo-PM anual no most
tendencia a aumentar o disminuir en el periodo
1981-2000; a pesar de que la temperatura del
aire mostro un aumento de 0,2 °C por década y
el punto de rocío disminuyo -0,4 °C por década
(Merino y Grassman, 2022). Sin embargo, estos
autores encontraron una disminución en la
velocidad del viento de entre 1,5 a 2,0 m.s-1 que
compensó el aumento en la temperatura y la
reducción en el punto de rocío. La reducción en
la velocidad del viento y su efecto sobre la
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Comparación y evolución de la evaporación de tanque y evapotranspiración de referencia en la región semiárida pampeana central
evapotranspiración fue bien descripto en 17
regiones áridas de Irán (Nouri et al., 2017).
En promedio la E-T fue 73 % superior a la
ETo-PM (p<0,01). Estos resultados concuerdan
con los encontrados en estudios
previos, donde la evaporación medida
con tanque fue superior a la
evapotranspiración estimada con la
ecuación de Penman-Montieth (Gavilán
et al., 2016; Lage et al., 2003). Estos
mismos estudios encontraron que la
ETo-PM subestima y la E-T sobrestima
la evapotranspiración de referencia
medida con lisímetro (Gavilán et al.,
2016, Lage et al., 2003). Es importante
tener en cuenta que la
evapotranspiración de referencia
medida con lisímetro de pesada es el
valor más exacto y es el utilizado para
ajustar la evapotranspiración de refe-
rencia estimada con la ecuación de
Penman-Monteith o la evaporación
medida con tanque.
A pesar de las diferencias marcadas
entre el valor absoluto de la E-T y ETo-
PM; ambas variables mostraron una
relación estrecha y directa (Figura 3).
Otros estudios, conducidos en otras
partes del mundo (China y Australia)
han mostrado alta asociación entre la E-T y la
ETo-PM (Xu et al., 2005, Chiew et al., 1995).
Sin embargo, las diferencias marcadas entre los
valores absolutos de E-T y ETo-PM encontradas
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Figura 2. Evolución de la E-T y ETo anual en el periodo 1988-2019. * significativo al 5 %, ** significativo al 1 %.
Figure 2. Evolution of the annual E-T and ETo in the period 1988-2019. * significant at 5 %, ** significant at 1 %.
Figura 3. Regresión entre la evaporación anual medida con tanque y
evapotranspiración anual de referencia (ETo) estimada con la fórmula de
Penman Monteith durante el período 1988-2019. * significativo al 5 %, **
significativo al 1%.
Figure 3. Regression between annual evaporation measured with a tank
and annual reference evapotranspiration (ETo) estimated with the Penman
Monteith equation during the period 1988-2019. * significant at 5 %, **
significant at 1 %.
**
**
10
en el presente estudio, conducen a distintas
interpretaciones agronómicas. Por ejemplo, las
diferentes evapotranspiraciones de cultivo
estimadas a partir de la E-T o de la ETo-PM
determinarían diferentes necesidades de agua del
cultivo y necesidades de riego. Los resultados
obtenidos en este estudio plantean la necesidad
de contar con valores de evapotranspiración de
referencia medidos con lisímetro a fin de
cuantificar con exactitud la evapotranspiración
de referencia. Estas mediciones obtenidas con
lisímetro permitirán evaluar la exactitud de la E-
T y la ETo-PM para estimar la ETo y desarrollar
coeficientes de ajustes.
El coeficiente de tanque (Kt) anual
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Bazán Azargado, R. N., Vergara, G., Casagrande, G. y ndez, M. J.
determinado por la metodología propuesta
Chiew et al. (1995) fue de 0,5713 (Figura 3).
Este valor de Kt está por debajo de los
encontrados por Chiew et al. (1995) para
distintas regiones de Australia (Kt promedio
0,65). En China para tanques de evaporación de
0,2 m de diámetro (D20) instalados a 1,0 m de
altura los Kt oscilaron entre 0,65 y 0,75 (Xu et
al. 2005). Estos Kt más altos reportados por Xu
et al. (2005) posiblemente se deban a que el
tanque de evaporación utilizado por estos
autores fue instalado a mayor altura (1 m de
altura) donde la temperatura del aire durante el
día es menor.
La E-T estacional vario entre 700 mm y
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Figura 4. Regresión entre la evaporación estacional medida con tanque y evapotranspiración estacional de referencia (ETo)
estimada con la fórmula de Penman Monteith durante el período 1988-2019. * significativo al 5 %, ** significativo al 1 %.
Figure 4. Regression between seasonal evaporation measured with a tank and reference seasonal evapotranspiration (ETo)
estimated with the Penman Monteith equation during the period 1988-2019. * significant at 5 %, ** significant at 1 %.
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Comparación y evolución de la evaporación de tanque y evapotranspiración de referencia en la región semiárida pampeana central
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1100,0 mm en verano, entre 350,0 mm y 800,0
mm en otoño, entre 200,0 mm y 400,0 mm en
invierno y entre 450,0 mm y 800,0 mm en
primavera (Figura 4). La ETo-PM estacional
vario entre 450,0 mm y 700,0 mm, 200,0 mm y
350,0 mm, 100,0 mm y 250,0 mm, y entre 400,0
mm y 550,0 mm en verano, otoño, invierno y
primavera respectivamente (Figura 4). Al igual
que los valores anuales, los valores absolutos
estacionales de E-T y ETo-PM difirieron de
manera marcada. Los coeficientes de tanque
estacionales (Kte) oscilaron entre 0,5 (otoño) y
0,6 (verano). No se encontraron en la
bibliografía coeficientes de tanque estacionales
para la región semiárida pampeana central. Los
Kte encontrados en este estudio están dentro del
rango de valores encontrados en 16 estaciones
meteorológicas distribuidas en el territorio
australiano (Chiew et al., 1995). Similares Kte
también fueron encontrados en la cuenca del rio
Yangtze de China para tanques D-20 (Xu et al.,
2005). En Karnal (India) se reportaron Kte de
0,80, los cuales fueron superiores a los
encontrados en este y otros estudios (Lage et al.,
2003).
De acuerdo con los Kte encontrados la E-T
estacional fue entre un 66 % (verano) y un 100 %
(otoño) superior a la ETo-PM estacional. Estás
diferencias sugieren la necesidad de contar con
medidas de lisímetro, a fin de ajustar las ETo
estimadas por PM y la E-T con la
evapotranspiración medida. A pesar de las
diferencias en los valores absolutos de E-T y
ETo-PM estacionales (primavera, verano, otoño
e invierno), ambas variables se encontraron
fuertemente asociadas (Figura 4, p<0,01). Estos
resultados coinciden con los de estudios previos
en otras regiones del mundo, donde se
encontraron asociaciones estacionales entre la
ETo-PM y E-T (Chiew et al., 1995, Lage et al.,
2003, Xu et al., 2005).
CONCLUSIONES
La E-T y la ETo-PM anual aumentaron 17,2
y 9.9 mm por año respectivamente en la región
centro este del área agrícola en el periodo 1988-
2019. La E-T y la ETo-PM, anual y estacional,
estuvieron asociadas de manera estrecha y
directa. El coeficiente de tanque anual
(Kt=0,5713) mostró que la E-T anual sobrestima
un 75 % la ETo-PM anual. Los Kt estacionales
(0,5 y 0,6) mostraron que la E-T sobrestimo la
ETo-PM de un 66 % en verano a un 100 % en
otoño. Las diferencias en valor absoluto entre la
E-T y la ETo-PM plantean la necesidad de
contar con valores medidos con lisímetro que
permitan conocer con exactitud la ETo. Esto
permitirá ajustar la E-T y la ETo-PM mejorando
la exactitud de las estimaciones de la demanda
atmosférica. Estimaciones más precisas de la
evapotranspiración de referencia permitirán
cálculos más exactos de la demanda de agua de
los cultivos, de las necesidades de riego y de las
deficiencias y excesos de agua en el suelo.
Permitiendo hacer un uso más eficiente del agua
que es el elemento limitante en regiones
semiáridas y subhúmeda como la que se llevó a
cabo el presente estudio.
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