Integral térmica. ¿Qué tiene que ver con la agricultura?

integral térmica¿Qué es la integral térmica y para qué sirve?

Hoy nos vamos a un concepto algo más técnico. Puede sonar complicado por eso de que lleva el nombre “integral” delante pero ya veremos como resulta sencillísimo aplicar este método. La integral térmica es un concepto utilizado en la agricultura para establecer un patrón de cómo se van a comportar ciertos organismos y plantas según las temperaturas ambientales a las que están sometidos.

El ciclo de las plantas y la temperatura

Desde hace siglos, la humanidad ha observado cómo los mismos cultivos sometidos a climas más benévolos y cálidos, completaban sus ciclos vitales antes que en zonas de clima frío. Esta observación inmediatamente nos lleva a pensar que la temperatura ambiente a la que está sometido el cultivo tiene una influencia directa sobre la velocidad de crecimiento. Es decir, deducimos que existe una relación entre estas dos variables. Lo interesante de esta idea, es poder cuanitificar de alguna forma esta relación, con la gran ventaja de que si responde a un patrón más o menos constante, se pueden hacer grandes avances en el control de los cultivos y sus interacciones con el medio. Para ello se construyó el término integral térmica.

Los estados fenológicos de las plantas y la integral térmica

Las plantas responden a un ciclo vital año tras año definido por unos estados muy bien marcados (estados fenológicos) que todos conocemos, como pueden ser: germinación, estado vegetativo, floración, fructificación, reposo invernal (en el caso de perennes o árboles)… Todos estos estados fenológicos se completan cuando la planta ha acumulado una temperatura más o menos concreta. Cuanto antes acumule esa temperatura, antes completará cada uno de los estados y por tanto su ciclo vital se acorta. Es cuando entra en juego la forma de cuantificar esta acumulación térmica.

estados fenológicos integral térmica

Estados fenológicos de un naranjo
Fuente: hortalbagarces.com

¿Qué es exactamente la integral térmica?

Aunque parezca que su nombre nos va a remitir a una fórmula matemática incomprensible, lo cierto es que es lo más sencillo del mundo. Es una simple y llana suma, una suma de grados. De hecho, también se conoce como grados día o unidades de calor. Grados-día se llaman en el caso de que se tomen temperaturas medias diarias (que suele ser lo más común). Esto se expresa como grados acumlados necesarios para completar un estado fenológico o el ciclo completo, que podemos calcular sumando las temperaturas efectivas de desarrollo día tras día hasta llegar al número indicado para el cultivo. Pongamos un ejemplo:

El trigo necesita acumular aproximadamente 2000ºC, con cierto margen de variación, para conseguir la madurez desde el momento en que se siembra. Para saber  cuando va a alcanzar la madurez deberíamos ir sumando las unidades de calor día tras día hasta llegar a esos 2000ºC.

Desde que se siembra, las temperaturas efectivas de crecimiento para el trigo día a día han sido: 10, 12, 8, 14, 16, 25…. Se van sumando hasta llegar a la denominada integral térmica de 2000ºC. Será entonces cuando el cultivo habrá llegado a su madurez y sabremos los días que ha tardado en llegar a ese número. Es evidente entonces, que cuanto más calor haga día tras día, antes se llegará a dicha integral.

Algunos conceptos a tener en cuenta

En primer lugar, antes de saber cómo calcular la integral térmica de un cultivo hemos de tener algunos conceptos claros como son los umbrales térmicos superior e inferior. Toda planta se desarrolla en un rango de temperaturas en función de su adaptación a las condiciones climáticas. Cada familia, género, especie o subespecie hasta variedad, tienen diferencias en cuanto al rango térmico de desarrollo.

Umbral inferior o temperatura base

Se considera umbral térmico inferior, temperatura base o temperatura cero de crecimiento a la temperatura por debajo de la cual la planta detiene su crecimiento por completo. Por tanto, cuando se haga la integral térmica de un cultivo, toda temperatura por debajo de este umbral mínimo no contabilizará en el desarrollo del cultivo.

Umbral superior o temperatura máxima de crecimiento

Al igual que hay una temperatura base de crecimiento, existe un máximo. Se considera que el umbral superior es aquel por encima del cual, la planta detiene su desarrollo o este es muy muy lento. Las temperaturas que estén por encima de este umbral, tampoco contabilizarán en el cálculo de la integral térmica.

En la siguiente gráfica se puede ver cómo la zona sombreada amarilla corresponde a la temperatura efectiva de crecimiento.

umbrales integral térmica

La velocidad de crecimiento no es constante

Una vez tenemos los conceptos anteriores claros podemos establecer que entre los umbrales máximo y mínimo, la planta crece. ¿Pero a qué velocidad? ¿Crece de igual de rápido para 8ºC que para 26ºC de media? Sería lo ideal para establecer nuestros cálculos pero entonces no serían plantas, serían máquinas. La velocidad de crecimiento además está influenciada por otros factores como la nutrición del suelo, la humedad, las lluvias, la radiación… Aún así, habiendo muchos factores influyentes, la temperatura tiene un peso muy grande y por ello podemos echar mano de ella considerando que crece de forma lineal. De todas formas, cada día existen modelos agroclimáticos más complejos, que se acercan cada vez más a la realidad.

Una forma de cálculo lineal sencilla.  

Pongamos un ejemplo. La lechuga por ejemplo, tiene aproximadamente un umbral inferior de 6ºC y un umbral superior en torno a unos 30ºC. Para saber la temperatura efectiva de crecimiento tendríamos que restar a la temperatura media diaria el umbral mínimo de 6ºC. Vamos a hacer un sencillo cálculo para una semana.

  • Temperaturas medias diarias de una semana:  8, 5,  7, 10, 11, 12 , 16.
  • Restamos a cada temperatura los 6ºC del umbral inferior, por tanto:
  • Temperaturas efectivas de crecimiento (Tª media – umbral mínimo): 2, -1, 4, 5, 6, 10.
  • Vemos que en el segundo día da un registro negativo. Cuando esto ocurre no se tiene en cuenta en las suma de grados, por tanto el resultado total sería: 2 + 4 + 5 + 6 + 10 = 27 ºC grados día acumulados. Así de sencillo.

En este método de cálculo con las temperaturas medias diarias únicamente se utiliza el umbral inferior. En otros más complejos, se utilizan los dos umbrales para conseguir mayor precisión de cálculo.

Aunque parezca sencillo, este método se utiliza mucho en muchos cultivos herbáceos, hortícolas, frutales… para intentar prever la fecha de maduración entre otras cosas.

¿Qué usos prácticos tiene el cálculo de la integral térmica?

Tomemos el ejemplo de la lechuga. Si la lechuga tiene una integral térmica aproximada de 700ºC podríamos ir viendo las semanas que va a necesitar para llegar a ese número y saber de forma aproximada cuándo estará lista. Por lo tanto se pueden predecir diversas variables:

  • Se puede predecir de forma aproximada la fecha de plantación y recolección de un cultivo.
  • En frutales podemos saber cuánto le falta al árbol para florecer, sabiendo los grados día que necesita para pasar al estado fenológico de floración. De esta forma podemos ir observando la acumulación de grados y calcular el riesgo de heladas que puede sufrir el árbol  después de la floración.
  • La integral térmica también es utilizada para calcular los ritmos vitales de plagas y enfermedades. Insectos, hongos y bacterias también responden y se desarrollan en función de una integral térmica. De esta forma, según las previsiones meteorológicas podemos anticiparnos a la aparición de una plaga o enfermedad y hacer el tratamiento oportuno de forma preventiva.

La Universidad de California UC-Davis tiene una calculadora de grados día para poder calcular ciertos modelos agroclimáticos y modelos de predicción de plagas y enfermedades. Sólo sirve para los EEUU pero por lo menos da una idea de lo que se puede hacer con la integral térmica.

Como véis, algo tan sencillo como calcular una suma de grados, puede tener una gran repercusión en la toma de decisiones del manejo de un cultivo agrícola.

Un saludo a todos los Agromáticos.

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6 comentarios

  1. isaías vega r

    Como usted lo dijo es una información muy técnica pero entendible en la forma tan explicita que lo hace en este documento.
    Gracias

  2. Jose Agromática

    ¡Muchas gracias por el comentario! Sí, es un poco técnico pero es un tema que hay que conocer. Un saludo.

  3. Pablo Diaz

    Hola Jose, tu eres el autor de esta publicación? Podrias darme tu apellido, para poder citarte en un trabajo? :).
    Espero tu respuesta. Gracias.

  4. Constanza

    Hola, me parece muy útil e interesante el artículo, y lo mejor es que a pesar de la complejidad que tiene esta temática está explicada de manera muy simple. Me gustaría saber más del tema ya que estárelacionado con mi tema de tesis.
    Muchas gracias

    • Juan

      Hola Constanza. Si buscas más información sobre el tema, busca en inglés growing degree days (GDD) en google académico, podrás encontrar artículos relacionados con integral térmica. La universidad UC-Davis con su programa IPM ( Integrated Pest Management) fueron los pioneros del tema.

      Un saludo y suerte con la tesis!

  5. Daniel

    Y si el umbral inferior es por debajo de 0? Que se resta a las medias si es -4 por ejemplo? Gracias

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