Notas de investigación

 

Caracterización climática de la microcuenca del Río Monaicito, subcuenca del Río Motatán-Carache*

 

Climatic characterization of Monaicito River's micro-basin, sub-basin of Motatán-Carache River

 

Neida Pineda Contreras^1§, Rosalva Arellano Godoy¹, Ligia Becerra Sánchez¹, María Eugenia Aular Villegas¹, Milton Azuaje Valera¹, José Pimentel Mendoza¹ y Edgar Jaimes Cárdenas¹

 

¹ Grupo de Investigación de Suelos y Aguas (GISA). Núcleo Universitario Rafael Rangel (NURR).Universidad de Los Andes. A. P. 177. Tel. 027 22362177. Trujillo, Venezuela. (rosalvare@cantv.net), (ligiab@ula.ve), (aularme@hotmail.com), (milazu1@hotmail.com), (jaimes@ula.ve). ^§Autora para correspondencia: pineida@ula.ve.

 

* Recibido: febrero de 2011
Aceptado: octubre de 2011

 

Resumen

Se realizó un estudio climático de la microcuenca del Río Monaicito (11 960 ha), perteneciente a la subcuenca del Motatán-Carache, estado Trujillo, Venezuela; fue realizado a partir de diez años de registros (1985-1995) de precipitación media mensual (seis estaciones) y de temperatura media mensual (una estación de referencia). Con la información de precipitación y la ayuda del interpolador Kriging (geoestadístico Surfer 8.0) se elaboró el mapa de isoyetas medias anuales. Porteriormente, se utilizó el método isoporcentual para obtener a escala 1:25 000, bajo el software Surfer, los mapas de líneas isoporcentuales mensuales, que fueron superpuestos para obtener el mapa de isoyetas medias mensuales y la precipitación media mensual de 85 puntos de referencia distribuidos en la microcuenca. La temperatura media mensual de los puntos de referencia se estimó utilizando el método del gradiente térmico vertical, a partir de los datos de la estación Santa Ana (1985-1995). Se elaboraron 85 balances hídricos usando el método Thornthwaite, los cuales sirvieron de base para la obtención de los mapas de índice hídrico anual, índice de humedad y evapotranspiración potencial anual. Luego, mediante la superposición de dichos mapas y la aplicación de los criterios de clasificación del método Thornthwaite, se realizó la regionalización climática de la microcuenca, determinándose que predomina un clima subhúmedo seco, con poco o ningún exceso de agua y cuatro regiones térmicas: mesotérmica templada-fría, mesotérmica templada-cálida, mesotérmica semicálida y megatérmica o cálida.

Palabras clave: balance hídrico, mapas, precipitación, temperatura, Thornthwaite.

 

Abstract

A climatic study of the micro-basin of Monaicito River (11 960 ha), belonging to the sub-basin of Motatán-Carache, Trujillo State, Venezuela was performed; this was made from ten years records (1985-1995) of monthly mean precipitation (six stations) and monthly average temperature (one station of reference). With rainfall information, and using a Kriging interpolator (Surfer 8.0 geo-statistical), a map of annual average isohyets was made. After this, an isopercentage method was used to obtain a 1:25 000 scales, using the Surfer software, maps of monthly isopercentage lines, which were superimposed to obtain the map of monthly average isohyets and monthly average rainfall of 85 referenced points distributed in the microbasin. The monthly average temperature of reference points was estimated using the vertical temperature gradient method, based on data from the Santa Ana station (1985-1995). 85 water balances were developed using the Thornthwaite method, which formed the basis for obtaining maps of annual water rate, moisture rate and annual potential evapotranspiration. Then, by superimposing these maps and the application of the criteria for classification of Thornthwaite method, the climatic regionalization of the micro-basin was performed, determining a predominantly dry sub-humid climate, with slightly or no water excess and four thermal regions: mesothermal warm-cold, mesothermal temperate-warm, mesothermal semi-warm and megathermal or warm.

Key words: maps, precipitation, temperature, Thornthwaite, water balance.

 

La clasificación climática consiste en la división del territorio en áreas más pequeñas, homogéneas desde el punto de vista espacial (Qiyao et al., 1991), permite agrupar valores de los elementos climáticos según ciertos límites o divisiones y rara vez se puede definir una región climática con un solo elemento. Existen diversas clasificaciones climáticas que varían según los métodos utilizados para realizar la zonificación de los tipos de clima o bioclimas, sus escalas de expresión cartográfica y la tecnología disponible para el momento en que se utilizaron dichos métodos (Morales et al., 2006). Algunos de estos sistemas de clasificación se encuentran actualmente en desuso; sin embargo, la selección para su empleo depende del objetivo que se persiga (Sánchez y Garduño, 2008).

Una de las más importantes contribuciones para solucionar el complejo problema de clasificar los climas es el método de Thornthwaite (1948), que según Moreno (1994) otorga gran importancia al balance de humedad como elemento para la caracterización del clima. Thornthwaite ideó el concepto de evapotranspiración potencial (ETP) que puede considerarse análogo a ET₀ (evapotranspiración) y generó una fórmula que permite estimarla a partir de la temperatura. A partir de los valores de precipitación y ETP (entradas y salidas de agua) es posible contabilizar, a través de cálculos sencillos, un balance hídrico del suelo que permite cuantificar los excedentes (E) o déficit (D) de humedad del mismo.

En los últimos años, la utilización de técnicas automatizadas para el procesamiento y representación de la información producida, unida al empleo de métodos estadísticos y geoestadísticos permiten procesar una gran cantidad de datos y obtener de manera relativamente sencilla, rápida y precisa mapas de gran calidad, en comparación con los métodos manuales tradicionales. López et al. (2001) afirman que es necesario el uso de métodos geoestadísticos, en el mejoramiento de los procesos de interpolación de las variables climáticas, debido que la baja densidad de estaciones climatológicas, la influencia de la orografía y la orientación de las vertientes imponen al proceso de interpolación tradicional de variables de distribución "continua", generalmente levantada mediante instrumentación distribuida de manera "discreta", limitantes que dificultan la elaboración acertada de la cartografía climática.

La microcuenca del Río Monaicito es una zona tradicionalmente dedicada al cultivo de café. En ella, Petróleos de Venezuela S. A. (PDVSA) tiene proyectado para el bienio 2010-2012, la construcción de una represa de agua en la confluencia de las quebradas El Cacao y Piedra Azul, principales afluentes del Río Monaicito, para abastecer de agua a la Planta de Etanol y para el suministro de agua destinada a usos agrícolas y urbanos en la planicie aluvial de dicha microcuenca.

Dentro del área en estudio se cuenta con poca información climática, apenas una estación climatológica que registra precipitación. El objetivo de este trabajo es obtener la regionalización climática digitalizada de la microcuenca del Río Monaicito, mediante el sistema Thornthwaite, utilizando un interpolador geoestadístico. La información generada servirá de base para determinar las pérdidas de suelo producidas por los procesos erosivos que tienen lugar en la microcuenca, para evaluar la aptitud de las tierras al uso cafetalero y otros usos potenciales en función de un manejo sostenible de los recursos naturales, y como base para la planificación agroecológica, agroindustrial y ambiental.

Esta microcuenca se ubica en la hoya hidrográfica del Lago de Maracaibo (Venezuela), drena sus aguas a la subcuenca del Río Carache perteneciente a la subcuenca del Motatán-Carache (estado Trujillo). Su altitud oscila entre los 240 y 2 200 m, cubriendo una superficie aproximada de 11 960 hectáreas. Está comprendida entre las coordenadas UTM 1042614 - 1059726 Norte y 341766 - 353940 Este. De acuerdo con Arellano et al. (2008) en el área de estudio predomina el tipo de utilización de la tierra (TUT) café en secano con bajo nivel de tecnología 57.2%, seguido del TUT café en secano con bajo a moderado nivel de tecnología y en menor proporción (7.1%) el TUT café en secano con moderado nivel de tecnología.

La base cartográfica digitalizada del área de estudio se obtuvo de la empresa regional sistema hidráulico trujillano (ERSHT), año 1998 a escala 1:25 000. Se dispuso de información referida a altitud y coordenadas UTM de 85 puntos de referencia distribuidos en la microcuenca, correspondientes a una descripción de suelos (barrenos) realizados previamente.

Como paso inicial para obtener la regionalización climática se recopiló información de 10 estaciones que se encuentran dentro y fuera del área de estudio, seleccionándose seis por presentar registros homogéneos e influencia directa sobre la microcuenca (Santa Ana, El Jarillo, Carache, Trujillo-Liceo, Pampán y Guamas de Monay). Para el estudio de la precipitación se consideró el período 1985-1995 (11 años), utilizando los registros medios mensuales de las 6 estaciones, bajo el criterio de un número mínimo de 10 años de funcionamiento continuo (OMM, 2003). No se utilizó información más reciente ya que dichas estaciones presentan discontinuidad de la toma de datos e incluso fueron cerradas.

Los registros de precipitación fueron sometidos a un análisis de consistencia, determinándose que algunas estaciones presentaban falta de información, utilizándose el método de la razón normal con o sin estación adyacente (Duque, 1980) para completarla. Para verificar la consistencia de los datos de las series pluviométricas se aplicó el método de doble ploteo de masas (Guevara, 2003), obteniéndose que las estaciones Trujillo-Liceo y Guamas de Monay presentaron inconsistencias, efectuando sus respectivas correcciones. La distribución espacial de la precipitación se determinó utilizando el método isoporcentual, técnica que se empleó para disminuir los efectos orográficos del área bajo estudio, por encontrarse en regiones montañosas y se utilizó el interpolador kriging del software de aplicación geoestadística Surfer, versión 8.0 (Golden Sofware, 2002) para la elaboración de mapas.

La temperatura media mensual de los 85 puntos de referencia, se estimó a partir de los datos de la estación Santa Ana (mayor influencia sobre el área de estudio) para el período 1985 a 1995, por medio del método del gradiente térmico vertical, utilizando el valor de 0.58 ºC 100 m^-1 como gradiente térmico vertical para la temperatura media del estado Trujillo según Hernández (1988).

La información antes obtenida sobre precipitación media mensual y temperatura media mensual de cada uno de los 85 puntos de referencia, se utilizó para elaborar los balances hídricos, a través de una hoja de cálculo, usando el método Thornthwaite, obteniendo valores de ETP, exceso, déficit, índice de aridez, índice de humedad e índice hídrico anual; luego se elaboraron mediante el programa de interpolación software Surfer (Golden Sofware, 2002), los mapas de índice hídrico anual, índice de humedad y evapotranspiración potencial anual. Finalmente, se obtuvo el mapa de clasificación climática para la microcuenca del Río Monaicito, a través de la superposición de los mapas antes mencionados y de la aplicación de los criterios de la clasificación según el método Thornthwaite.

De acuerdo al mapa de isoyetas medias anuales, obtenido los valores de precipitación media anual de la microcuenca, disminuyen gradualmente desde 1 400 mm en las cotas altitudinales inferiores, hasta menos de 900 mm en las cotas altitudinales superiores. Con respecto a la evapotranspiración potencial anual (ETP), sus valores oscilan desde casi 1 800 mm en las cotas altitudinales inferiores, hasta un poco menos de 900 mm en las cotas altitudinales superiores.

La elaboración de los 85 balances hídricos distribuidos en la microcuenca, permitió determinar que el régimen anual de lluvias es bimodal; con un periodo seco (p< ETP) durante los meses de febrero, junio, julio y agosto, y un periodo húmedo (p> ETP) en los meses de abril y octubre, que no representan un mayor porcentaje en la recarga de la reserva de agua en el suelo. En general, la microcuenca presenta deficiencia de agua durante el año, ya que la precipitación es menor a la evapotranspiración potencial en la mayor parte de los meses del año.

Clasificación climática según la metodología Thornthwaite

Las isolíneas de índice hídrico (Im) presentan valores por debajo de 0 hasta -14, indicando que el área de estudio corresponde a la categoría de "clima seco", por presentar valores de Im que comprenden el rango de 0 a -20; con un tipo de clima "subhúmedo seco", cuyo símbolo es "C1". Se determinó que los valores del índice de humedad (Ih) están dentro del rango de 0 a 16.7 (d= nulo o pequeño exceso de agua) ya que la ETP supera las precipitaciones en la mayoría de los meses del año, así el área de estudio presenta deficiencia de agua, siendo necesaria la aplicación de riego de acuerdo a los requerimientos de los cultivos y a las características físicas de los suelos.

A partir del mapa de ETP anual se subdividió el área de estudio de acuerdo al régimen térmico en cuatro regiones térmicas así: megatérmica o cálida (A'), mesotérmica semicálida (B'₄), mesotérmica templada-cálida (B'₃) y mesotérmica templada-fría (B'₂). Además, se determinó la concentración de la eficiencia térmica en verano, sumando los valores de ETP de los tres meses de verano (junio, julio y agosto) y relacionándolos con la sumatoria de la ETP anual; así se obtuvo valores menores de 48% de concentración de eficiencia térmica para la microcuenca, que corresponde al tipo de clima a' por lo que las temperaturas medias mensuales no muestran cambio térmico estacional (sus valores no varían mucho entre sí durante el año), ya que su valor está cercano a 25%.

Finalmente, se obtuvo el mapa de regionalización climática (Figura 1) que permitió clasificar el área de estudio así: tipo de clima subhúmedo seco (C₁); con nulo o pequeño exceso de agua (d) y cuatro regiones térmicas: megatérmica (A'), mesotérmica semicálida (B'₄), mesotérmica templada-cálida (B'₃) y mesotérmica templada-fría (B'₂); y una concentración de eficiencia térmica de menos de 48% (a').

A continuación se describen los componentes del mapa de regionalización climática:

Se demostró que el sistema Thornthwaite y el uso del interpolador geoestadístico Surfer, son útiles para generar información sobre los elementos precipitación, temperatura y ETP de la microcuenca del Río Monaicito, para obtener la cartografía climática digitalizada en el periodo estudiado. Se sugiere la instalación de estaciones climáticas en el área de estudio para contar con información actualizada y completa que será útil para la planificación y ordenamiento territorial de esta importante área cafetalera del estado Trujillo.

 

CONCLUSIONES

En este mapa se aprecia que la región megatérmica o cálida, ocupa el mayor porcentaje del área de estudio (40.56%) seguida de la región mesotérmica templada-cálida (30.65%).

 

AGRADECIMIENTOS

Al Consejo de Desarrollo Científico, Humanístico y Tecnológico (CDCHT) de la Universidad de Los Andes (ULA), Venezuela, por el financiamiento otorgado bajo el código NURR-C-392-05-01-A.

 

LITERATURA CITADA

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