Medición de la Evaporación 1

Medición de la Evaporación 2

Instituto Universitario Politécnico

“Santiago Mariño”

Extensión Puerto Ordaz

Ingeniería Civil 42

Ciudad Guayana Edo-Bolívar

Tutora: Elaborado por:

Ing. Enid Moreno Laura Hernández

Asignatura: Nereylis Machado

Hidrología María Rojas

Luzbelys Cemborain

Puerto Ordaz, Mayo de 2015.

MEDICION DE LA EVAPORACION

Medición de la Evaporación 3

INDICE

Evaporación Desde Superficies Libres……………………4

Tanques De Evaporación………………………………………5

Balance Hídrico……………………………………………………7

Balance Energético………………………………………………9

Fórmula De Penman…………………………………………..10

Referencias Bibliográficas……………………………………12

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La evaporación es una de las variables hidrológicas importantes al momento de establecer el balance hídrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. En este caso, se debe distinguir entre la evaporación desde superficies libres y la evaporación desde el suelo.

La evaporación es un proceso físico que consiste en el pasaje lento y gradual de un estado líquido hacia un estado más o menos gaseoso, en función de un aumento natural o artificial de la temperatura, lo que produce influencia en el movimiento de las moléculas, agitándolas. Con la intensificación del desplazamiento, las partículas escapan hacia la atmósfera transformándose, consecuentemente, en vapor.

La evaporación es un fenómeno en el cual átomos o moléculas en el estado líquido (o sólido, se la substancia sublima) ganan energía suficiente para pasar al estado de vapor.

El movimiento térmico de una molécula de líquido debe ser suficiente para vencer la tensión superficial y evaporar, esto es, su energía cinética debe exceder el trabajo de cohesión aplicado por la tensión superficial a la superficie del líquido. Por eso, la evaporación acontece más rápidamente a altas

Evaporación desde Superficies Libres

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temperaturas, a altos caudales entre las fases líquidas y vapor y en líquidos con bajas tensiones superficiales (esto es, con presión de vapor más elevado).

Con solamente una proporción pequeña de moléculas localizada cerca de la superficie y moviéndose en la dirección correcta para escapar del líquido en un cierto instante, la tasa de evaporación es limitada. Además, como las moléculas de mayor energía escapan y las que quedan tienen menor energía cinética média, la temperatura del líquido se reduce. Este fenómeno también es llamado de enfriamiento evaporativo. Un ejemplo para dicho fenómeno es la transpiración (sudor).

Es un instrumento que se utiliza para estimar la evaporación que se produce desde una superficie de agua. La versión más difundida se denomina Tanque Clase A, tiene un diámetro de 120 cm y una profundidad de 25.4 cm. La medición consiste en agregar diariamente agua al estanque de modo de reponer la que se pierde por evaporación. Se instala sobre una plataforma de madera y el espacio alrededor debe estar cubierto de césped. La cantidad de agua agregada es equivalente a la evaporación del día.

Tanques de Evaporación

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Tienen como principio común la medida del agua perdida por evaporación de un depósito de regulares dimensiones. Están concebidos para medir la evaporación de embalses o grandes lagos y en general se sitúan próximos a ellos. Las medidas obtenidas son, en general, superiores a la evaporación real y precisan coeficientes correctores que dependen del modelo. Se los puede clasificar en dos categorías, según que estén dispuestos en la superficie del suelo o enterrados en éste:

Los tanques superficiales tienen la ventaja de una instalación muy sencilla. Además, sus resultados no corren el riesgo de ser falseados por el rebote de las gotas de lluvia que caen en el terreno lindante. En cambio, son muy sensibles a las variaciones de la temperatura del aire y a los efectos de la insolación. Si se aíslan térmicamente las paredes exteriores del tanque para reducir el intercambio de calor con el ambiente, se observan tasas de evaporación más bajas.

El tanque Tipo A tiene un diámetro de 121.9 cm y una profundidad de 25.4 cm, la profundidad del agua es mantenida entre 17.5 y 20 cm. Está construido de hierro galvanizado no pintado y colocado sobre un enrejado a 15 cm sobre el nivel del terreno. La medición se realiza apoyando en un tubo de

Medición de la Evaporación 7

nivelación un tornillo micrométrico que tiene un extremo en forma de gancho cuya punta se enrasa con el nivel del agua. El coeficiente de reducción aconsejado para pasar de las medidas del estanque a la evaporación real anual es 0,7, variando mensualmente este valor entre 0,6-0,8

Los tanques enterrados son menos sensibles a las influencias de la temperatura y la radiación en las paredes.

Laura Hernández.

Consiste en establecer una igualdad entre las entradas y salidas de agua en una zona concreta. La concepción responde exactamente al proceso real, aunque existe gran posibilidad de error en la medida de los términos que intervienen en el balance, con lo cual, los resultados se pueden alejar bastante de los verdaderos.

En un intervalo de tiempo determinado, la ecuación del balance hídrico de un embalse, lago o superficie de agua libre es:

E = A -G –ΔR

Balance Hídrico

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Siendo:

- E = evaporación

- A = aportaciones o ingresos de agua

- G = salidas o gastos de agua (no debidos a evaporación)

- ΔR = incremento en el almacenaje o reserva de agua (puede ser negativo)

y estando todos los términos expresados en las mismas unidades.

Las aportaciones (A) generalmente se deben a la precipitación, por lo que son fáciles de medir con bastante aproximación. Las salidas (G), deben incluir también las que se deban a infiltración, que precisamente, son las más difíciles de medir, debiendo recurrirse a estimaciones indirectas: niveles en pozos de la zona, permeabilidad, coeficiente de infiltración, etc.

La posibilidad de aplicación de este método, depende de la precisión con que puedan determinarse cada miembro de la ecuación. No será aplicable cuando la estimación de las pérdidas por infiltración, sea un valor similar o exceda del que resulte para la evaporación.

Nereylis Machado.

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La cantidad de agua que puede evaporarse, depende fundamentalmente de la energía disponible para efectuar el cambio de estado. Siguiendo a Meinzer (1942), la evaporación en un determinado intervalo de tiempo será:

- E = evaporación (en cm)

- Ri = radiación global incidente sobre una superficie horizontal (en cal/cm2)

- Rr = radiación reflejada y devuelta al espacio (en cal/cm2)

- Ca = calor almacenado en el agua (en cal/cm2)

- C = pérdidas de calor hacia el terreno circundante o por otras causas (en cal/cm2)

- c1 = calor latente de vaporización del agua a la temperatura ordinaria (en cal/cm2). Su valor es del orden de 585 cal/cm3 para un agua de densidad 1 a 15º de temperatura.

donde:

- ts = temperatura del agua (en ºC)

Balance Energético

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- T = temperatura del aire (en ºC)

- es = tensión saturante para la temperatura t (en mm de Hg)

- ed = tensión de vapor en el aire (en mm de Hg)

- Pa = presión atmosférica (en mm de Hg)

La aplicación del método está muy limitada ya que exige una serie de medidas difíciles de obtener con precisión, como la radiación reflejada (Rr) y las pérdidas de calor hacia el terreno (C).

María Rojas.

Fórmula de Penman

Es un método más correcto. Combina la fórmula de Dalton, multiplicada por una función de la velocidad del viento, con el método del balance energético, con lo que consigue eliminar (es). Su fórmula es:

- E = evaporación diaria (en mm)

- Δ = pendiente de la curva de tensión saturante para la temperatura del aire (en mm de Hg/ºC)

- Rn = radiación neta, traducida a mm de agua que puede evaporar en un día

Formula Penman

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- Ea = 0,35 (0,5 + 0,54 V2) (ea -ed) (en mm/día)

- V2 = velocidad del viento a 2 m de altura sobre la superficie evaporante (en m/seg)

- ea = tensión de vapor saturante a la temperatura del aire (en mm de Hg)

- ed = tensión de vapor en el aire (en mm de Hg)

- &gamma = constante psicrométrica (en mm de Hg/ºC = 0,485 mm de Hg/ºC)

El valor de Rn se deduce del RN que da la fórmula de Brunt

Ambos están relacionados de la siguiente manera:

Rn = evaporación (en mm/día);

RN = radiación neta (en cal/cm2)

C1 = el calor de vaporización preciso para evaporar 1 mm de agua por cada cm2 de superficie.

Luzbelys Cemborain.

Medición de la Evaporación 12

Evaporación (Hidrología). Disponible: fermojica.com/mcsuelos/media/Evap.doc. [Consulta: 2015, Mayo24]

Precipitación (pluviometría) y evaporación, Evaporación. Disponible: http://www.atmosfera.cl/HTML/temas/INSTRUMENTACION/INSTR5.htm. [Consulta: 2015, Mayo21]

Métodos teóricos para el cálculo de evaporación a partir de superficies de agua libre, Balance hídrico. Disponible: http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Anejos/Metodos_Determinacion_Evaporacion/Metodos_Teoricos.asp. [Consulta: 2015, Mayo25]

Métodos teóricos para el cálculo de evaporación a partir de superficies de agua libre, Balance Energético. Disponible: http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Anejos/Metodos_Determinacion_Evaporacion/Metodos_Teoricos.asp. [Consulta: 2015, Mayo24]

Fórmulas semiempíricas para el cálculo de evaporación a partir de superficies de agua libre, Formula Penman. Disponible: http://www.miliarium.com/Proyectos/EstudiosHidrogeologicos/Anejos/Metodos_Determinacion_Evaporacion/Formulas_Semiempiricas.asp#FormulaPenman.

[Consulta: 2015, Mayo24]

Referencias Bibliográficas