Evaporacion Del Agua

CAPITULO 4. EVAPORACION Y EVAPOTRANSPIRACION

4.1 EVAPORACIÓN

La evaporación es un proceso físico por el cual determinadas moléculas de agua aumentan su nivel de agitación por aumento de temperatura, y si están próximas a la superficie libre, escapan a la atmósfera. Inversamente otras moléculas de agua existentes en la atmósfera, al perder energía y estar próximas a la superficie libre pueden penetrar en la masa de agua.

Se denomina evaporación el saldo de este doble proceso que implica el movimiento de agua hacia la atmósfera.

La evaporación depende de la insolación, del viento, de la temperatura y del grado de humedad de la atmósfera. Por todo esto la evaporación contemplada en un período corto de tiempo es muy variable, no así cuando el ciclo a considerar es un año, en el cual la insolación total es bastante constante. Como magnitud en zonas templadas continentales, la evaporación diaria en verano es del orden de 6 a 8 mm/día y en invierno puede ser casi despreciable.

4.2 FACTORES QUE DETERMINAN LA EVAPORACIÓN

a) Radiación solar. Es el factor determinante de la evaporación ya que es la fuente de energía de dicho proceso.

b) Temperatura del aire. El aumento de temperatura en el aire facilita la evaporación ya que: en primer lugar crea una convección térmica ascendente, que facilita la aireación de la superficie del liquido; y por otra parte la presión de vapor de saturación es más alta.

c) Humedad atmosférica. Es un factor determinante en la evaporación ya que para ésta se produzca, es necesario que el aire próximo a la superficie de evaporación no esté saturado (situación que es facilitada con humedad atmosférica baja).

d) El viento. Después de la radiación es el más importante, ya que renueva el aire próximo a la superficie de evaporación que está saturado. La combinación de humedad atmosférica baja y viento resulta ser la que produce mayor evaporación.

El viento también produce un efecto secundario que es el enfriamiento de la superficie del líquido y la consiguiente disminución de la evaporación.

e) Tamaño de la masa de agua. El volumen de la masa de agua y su profundidad son factores que afectan a la evaporación por el efecto de calentamiento de la masa.

Volúmenes pequeños con poca profundidad sufren un calentamiento mayor que facilita la evaporación.

f) Salinidad. Disminuye la evaporación, fenómeno que sólo es apreciable en el mar.

4.3 MEDIDA DE LA EVAPORACIÓN

La medida de la evaporación de una superficie de agua se realiza por medio de unos equipos constituidos a base de unos tanques o bandejas de evaporación, que tratan de reflejar en la medida de lo posible las características de inercia térmica, humedad, viento, etc., de la zona que se quiere medir.

Existen varios tipos, todos ellos con una superficie del orden de 1 a 2 112, y que se sitúan llenos de agua en la zona a medir. Todos ellos deben disponer de un pluviómetro ya que la evaporación neta debe excluir el aporte de agua por precipitación.

La evaporación se mide como volumen de déficit en el tanque, por lo que deben disponer de una medida precisa para el nivel del agua dentro del tanque.

- de superficie; tienen el problema de recibir mayor radiación térmica por las paredes así como de tener menos inercia térmica y de perturbar el régimen de viento en su entorno.

- enterrados; no tienen los problemas anteriores pero por otra parte, es más fácil que se introduzcan en ellos cuerpos extraños.

- flotantes; se han intentado utilizar en los embalses pero presentan graves dificultades de medida así como problemas con el oleaje.

Todos los tipos deben ser protegidos de los animales y aves por medio de mallas ya que acuden a ellos a beber.

Las medidas en tanque son mayores que las reales definiéndose un coeficiente del tanque “k”, tal que k = (evaporación real / evaporación en el tanque); k oscila entre 0,7 y 0,9 y es cuasi constante para cada tipo de tanque.

4.4 CÁLCULO DE LA EVAPORACIÓN

 MÉTODO DE BALANCE ENERGÉTICO

Determina la evaporación por unidad de superficie y segundo, en función de la radiación neta que entra, de la densidad del agua, y del calor latente de evaporación (calor necesario para que una sustancia cambie de estado):

E = Rn / (Lv·fw) mm/día

Donde Lv = (2,501·106 - 2370·TªH20ºC) J/Kg.

Ejemplo. Utilizando este método, calcular la tasa de evaporación del agua desde una superficie abierta, siendo la radiación neta de 200 W/m2 y la temperatura de 25 ºC (la densidad del agua es 997 kg/m3).

Lv = (2,501·106 - 2370·25) = 2441 KJ/Kg;

E = 200 / (2441·103·997) = 8.22·10-8 m/s = 7,10 mm/día.

* Este método se emplea en zonas muy extensas (marismas, pantanos...), donde prácticamente sólo se posee el dato de la radiación solar.

 MÉTODO DE MEYER

Esta fórmula ha sido muy utilizada y considera la acción del viento:

E (mm/día) = c·(Pa - P)·(1 + v/16)

Donde c es un coeficiente (0.36 para grandes masas y 0,50 para charcas o pantanos); Pa es la presión del agua de vapor en mm de Hg; P es la presión de vapor del aire en mm de Hg; y v es la velocidad del viento en Km/hora a una altura de 7,64 m. de la superficie del agua.

 MÉTODO AERODINÁMICO COMPLETO

Esta forma de cálculo tiene en cuenta el viento pero no la altura. La evaporación se mide en mm/día:

E = B·(Pa - P) = (0,102·v) / [Ln(z/z0)]2

Donde B es el coeficiente de transporte de vapor; (z ?); z0 es la altura de rugosidad en superficies naturales (equivale a una resistencia); Pa es la presión del agua de vapor en mm de Hg; P es la presión de vapor del aire en mm de Hg; v es la velocidad del viento

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