Método de estimación del régimen de humedad del suelo

El método de estimación del régimen de humedad desarrollado por Newhall, se fundamenta en un modelo matemático que simula las condiciones en las que el suelo se humedece por los aportes de la lluvia y se deseca como consecuencia de la evapotranspiración.

El método establece una capacidad máxima de retención de humedad en el suelo, o reserva (R), de 200 litros, considerando para ello el espesor de suelo que correspondería a una superficie de un metro cuadrado. Dicho espesor, ha sido estimado, a partir de diversos estudios, en unos 80 cm para suelos arcillosos, alcanzando unos 200 cm en suelos muy arenosos. Rangos de 100 a 135 cm se establecen para suelos de texturas medias.

De esta forma, las precipitaciones recibidas por el suelo llenarán la reserva hasta un máximo de 200 mm/m2. Cantidades superiores a esta cifra, pasarían al subsuelo por percolación, o bien se eliminarían por escorrentía superficial. Por otra parte, en los periodos en los que la evapotranspiración supere a la precipitación, la reserva comenzará a disminuir.

La base del modelo de Newhall es la simplificación del suelo natural por medio de un esquema de 8 x 8 celdas, cada una de ellas con capacidad para retener 3,125 mm. En dicho esquema (figura 1), la segunda y tercera filas, constituyen la denominada "sección de control de humedad del suelo (SCH)".

La SCH constituye por tanto un intervalo de profundidades, que representa la zona en la que, en la mayor parte de los suelos, el enraizamiento es máximo. Por ello, es la capa de mayor interés para la evaluación de las condiciones de humedad dentro del suelo, y las variaciones de humedad que tengan lugar en ella, a lo largo del ciclo anual, van a determinar su régimen de humedad. El intervalo de profundidades que define la SCH es variable en función, así mismo, de la textura del suelo: de 10 a 30 cm, para los suelos de texturas más finas (arcillosas, limosas), de 20 a 60, para los de texturas medias, y de 30 a 90 para los más arenosos.

El modelo de Newhall establece que, mientras que el llenado de la reserva por los aportes de las precipitaciones se realiza de forma regular y progresiva según la profundidad, su disminución como consecuencia de las perdidas por evapotranspiración es irregular, dado que la energía necesaria para extraer el agua del suelo se incrementa con la profundidad. Ello se expresa con el siguiente esquema, que indica el orden en el que las celdas van llenándose (figura 2) y vaciándose (figura 3), asumiendo que el orden de llenado es de izquierda a derecha, y a la inversa el de vaciado:

Durante la secuencia de llenado, la sección de control comienza a llenarse, por tanto, cuando se completan 8 celdas (25 mm de aporte de humedad al suelo), y termina de llenarse cuando se han completado 24 celdas (75 mm), reteniendo así un total de 50 mm.

La secuencia de vaciado que propone el modelo expresa la dificultad creciente para la extracción de agua: en un vaciado regular, la reserva de humedad estaría seca al vaciarse 24 celdas, es decir, cuando el suelo perdiera 75 mm.

Sin embargo, se observa que es necesario que se vacíen 44 celdas para que la sección de control se considere seca, lo que equivale a 137.5 mm de pérdida de humedad en el suelo. El modelo establece que para extraer una determinada cantidad de agua procedente de las últimas celdas del perfil, sería necesaria cinco veces más energía (la requerida para que tenga lugar la evapotranspiración) que la exigida para extraer la misma cantidad de las celdas superiores.

El modelo asume que los aportes de humedad al suelo por la precipitación tienen lugar también de una manera simplificada: la lluvia caída a lo largo de un mes (entendido como 30 días, con años de 360 días) se reparte del siguiente modo: una mitad de la precipitación se distribuye homogéneamente a lo largo de cada mes, y la otra mitad cae tan sólo durante el día 15 del mes, simulando así, respectivamente situaciones de lluvia suave y regular, y fases de precipitación intensa.

La distribución mensual de las precipitaciones, y los valores de evapotranspiración, van a condicionar, de acuerdo con el modelo descrito, el periodo en el que la reserva de humedad del suelo, expresada como “sección de control de humedad”, permanece completa en todas sus celdas, en parte de ellas, o bien se encuentra totalmente seca.

Las estaciones meteorológicas de Llanes, Cangas de Onís y Bezanes, dentro del territorio asturiano, y de Isoba-San Isidro, junto al límite con León, han sido estudiadas aplicando este modelo. Los valores medios mensuales de precipitación y evapotranspiración se recogen en las siguientes tablas:

Tras la aplicación del modelo, los resultados obtenidos en cuanto a la definición de regímenes de humedad son los que se recogen en las siguientes tablas; se indica asimismo el régimen de temperatura resultante de la aplicación de los criterios indicados en la página precedente (Tª media del suelo es la Tm anual atmosférica + 1º C; y la media del verano es la media atmosférica de los meses de junio, julio y agosto, menos 0.6º C).