Evaporación y Evapotraspitación

8/16/2019 Evaporación y Evapotraspitación

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EVAPORACIÓNTRANSPIRACIÓNEVAPOTRANSPIRACIÓN

Ing. Luis Vanegas GranadosEsp. en Gestión Ambiental

HIDROLÓGAFacultad de Ingeniería

Universidad del MagdalenaSanta Marta



*Definición*Unidades de Medida: mm de agua evaporada*Factores

Evaporación y Transpiración



Evaporación Proceso físico por el cual el agua cambia de estado líquido a gaseoso,

retornando directamente a la atmósfera en forma de vapor, a partir de superficies de agua

libre como océanos, lagos y ríos, de zonas pantanosas, del suelo, y de la vegetación

húmeda. (Unidad: mm/día)

Transpiración Proceso por el cual el agua de la vegetación a través de las hojas de las

plantas pasa a la atmósfera en forma de vapor. Naturalmente este agua tomada por las

plantas es, del suelo.

Uso consuntivo Es la cantidad de agua utilizada cada año por el cultivo o la vegetación

natural en transpirar y construir sus tejidos conjuntamente con el agua evaporada desde

el suelo adyacente o de la precipitación interceptada; (aproximadamente representa el 1%

de la evapotranspiración), por lo que los términos evapotranspiración y uso consuntivo se

usan como sinónimos.



Sublimación Se denomina sublimación cuando el agua en estado sólido (nieve, hielo,

etc.) puede pasar directamente a vapor.

Evaporación Potencial (ETo): Es la cantidad de vapor de agua que puede ser emitida

desde una superficie libre de agua. La evaporación potencial representa la demanda

evaporativa de la atmósfera.

Cantidad de agua evaporada y transpirada si ha existido en todo momento un exceso

de humedad disponible.

Evapotranspiración Real: Es la cantidad de agua perdida por el complejo suelo-planta

en las condiciones meteorológicas, edafológicas (en las que se incluye el contenido de

humedad y la fuerza con que esta humedad es mantenida).

Déficit de escurrimiento Diferencia entre la precipitación caída y la lámina de aguaescurrida, expresada en mm. (Déficit = P – Q).



Por el aumento de energía cinética que experimentan las moléculas de aguacercanas a la superficie de un suelo húmedo o una masa de agua, producido por

la radiación solar, el viento y las diferencias en presión de vapor. Este aumento

de energía cinética provoca que algunas moléculas de agua „brinquen” de

manera continua a la atmósfera. Al mismo tiempo, algunas de las moléculas que

ya se encuentran en la atmósfera se condensan y regresan al cuerpo de agua.

Naturalmente,

lo que interesa en la ingeniería hidrológica es el flujo neto de partículas a la

atmósfera (evaporación).

ORIGEN DE LA EVAPORACION



Factores que controlan la evaporación

La tasa de evaporación varía dependiendo de los factores meteorológicos y factores

geográficos (naturaleza de la superficie evaporante).

1. Factores meteorológicos

V i e n t o

T e m p e r a t u r

a d e l a i r e

P r e s i ó n A t m o s f é r i c a

R a d i a c i ó n s

o l a r

Fuente deenergía parasuministrar elcalor latente devaporización

El papel de latemperatura

del aire esdoble porque aumentala energíacinética delas moléculasy disminuyela tensiónsuperficialque trata deretenerlas.

La VV seranecesaria pararemover ymezclar lascapas húmedasinferiores conlas superioresde menor

contenido dehumedad.

La evaporaciónaumenta, aldisminuir la presiónatmosférica

Se ha observado queal aumentar laaltitud, decrece laevaporación.

.



Factores que controlan la evaporación2. Factores geográficos (naturaleza de la superficie evaporante)

Volumen deagua

• Los lagos

profundos tienenmayor capacidadde almacenamientode calor que losalmacenamientossomeros, estehecho tiene unainfluencia en la

fluctuación diariade la evaporación.

Tamaño deSuperficielibre

•a medida queel tamaño dela superficieevaporantecrece, lamagnitud deevaporación esdecrece,, por

otro ladocuando lasuperficieevaporante sereduce lamagnitud de laevaporación seincrementa

Calidad delagua

•El efecto de la

salinidad o lapresencia desólidosdisueltos en elagua, reducenla tensión devapor de lasolución, y con

ello disminuyela evaporación.

Evaporaciónde nieve yhielo

• la evaporación apartir de la nieveaumenta cuantomayor contenidotenga en faselíquida, de allí quelas evaporacionessean mayores

poco antes de losdeshielos

Evaporacióndesde losSuelos

• La taza deevaporación desde unsuelo saturado esaproximadamenteigual a la evaporacióndesde una superficiede agua cercana, a lamisma temperatura.

Al comenzar a secarseel suelo laevaporacióndisminuye



Proceso de la evaporación

Considerando la evaporación desde una superficie de agua (lagos, ríos, etc.) como la

forma más simple del proceso, éste puede esquematizarse como sigue: Las moléculas

de agua están en continuo movimiento. Cuando llegan a la superficie del líquido

aumentan su temperatura por efecto de la radiación solar, y en consecuencia su

velocidad, creciendo por tanto su energía cinética hasta que algunas consiguen

liberarse de la atracción de las moléculas adyacentes y atravesar la interface líquido-gas

convirtiéndose en vapor. De esta manera, la capa de aire inmediatamente por encima

de la superficie se satura de humedad. Simultáneamente a la evaporación se desarrolla

también el proceso inverso por el cual las moléculas se condensan y vuelven al estado

líquido. La diferencia entre la cantidad de moléculas que abandonan el líquido y la

cantidad de moléculas que vuelven a él marca el carácter global del fenómeno. Si ésta

es positiva se produce evaporación, si es negativa, condensación.



Medición de la evaporación

1. Métodos instrumentales(directos)

- Tanques de Evaporación

- Evaporímetros (Tipo piche)

2. Métodos empiricos

(Climatológicos)

- Balance Hídrico (Métododirecto)

- F. Meyer

- F. Penman (Preciso)

- F. Fitzgerald

- Rohwer

- Lugeon (Francia)

- Otros

3. Métodos teóricos

- Balance de energía

- Perfiles de humedad yvelocidad del viento

- Flujo turbulento dehumedad

-

Métodos



• Forma: Cilíndrica

• Material: Acero galvanizado• Diámetro: 120, 7 cm y

• Profundidad: 25,5 cm

• Plataforma: Madera , Altura: 15 cm

• Nivel del agua: 5 – 7 cm

• Cilindro estabilizador

• Tornillo micrométrico

1. Superficie

• Forma: Paralelepipéda

• Material: Laminas de hierro

• Longitudes: 92 cm (lado)

• Profundidad: 46 cm

• Nivel del agua: Enrazado con elterreno

2. Enterrados

1. Métodos instrumentales o directos1.1 (Tanques de Evaporación)



Métodos de medición en los tanques

1. VolumétricoConsiste en medir los volúmenes de

agua que es preciso añadir (oeventualmente extraer)

periódicamente al tanque para

reponer en éste el nivel inicial o de

referencia

2. Medida de los niveles de aguaMide la diferencia de la evaporación

producida en el tiempo transcurrido

entre las mediciones (24 hrs.)



•Deposito de Cilíndrico

•Dimensiones: 200 cm2 de sección y 35mm de profundidad

•Balanza: Pesacartas

1. Evaporímetros de balanza

(Modelo Wild)

•Tubo de vidrio

•Dimensiones: 1 a 1,24 cm de diámetro interior yde 18 a 27,5 cm de largo

•Graduado en mm, abierto por el extremo inferior

• Se cubre con un disco de papel de filtro detamaño determinado (generalmente 3 cm dediámetro y 0,5 mm de espesor), sujeto por unapinza y un resorte

2. Evaporímetro de Piché

1. Métodos instrumentales1.2 (Evaporimetros)



2. Formulas teóricas - Balance Hídrico (Método teórico)

Muchas expresiones empíricas se han desarrollado para estimar la evaporación

desde superficies de agua libre, relacionándola con algunos factores que influyenen el fenómeno, englobando los demás en coeficientes empíricos (constantes para

cada lugar), que deben ajustarse según las medidas experimentales obtenidas.

Se basan en el planteamiento aproximado de la ley de Dalton E=C(ew-ea)



2. Formulas teóricas - Balance Hídrico (Método teórico)

El método del balance hídrico consiste en escribir la ecuación de balance hídrico

en términos de volúmenes:

«En la práctica rara vez da resultados confiables»



Evapotranspiración (ET)

Evapotranspiración (en adelante, ET) es la consideración conjunta de dos procesos

diferentes: la evaporación y la transpiración

La evaporación es el fenómeno físico en el que el agua pasa de líquido a vapor (habría

que añadir la sublimación --sólido a vapor-- desde la nieve y el hielo).

Se produce evaporación desde:

• La superficie del suelo y la vegetación inmediatamente después de la

precipitación

• Desde las superficies de agua (ríos, lagos, embalses)

• Desde el suelo, agua infiltrada que se evapora desde la parte más superficial del

suelo.

Puede tratarse de agua recién infiltrada o, en áreas de descarga, de agua que se

acerca de nuevo a la superficie después de un largo recorrido en el subsuelo.




La transpiración es el fenómeno biológico por el que las plantas pierden agua a laatmósfera.

Toman agua del suelo a través de sus raíces, toman una pequeña parte para su

crecimiento y el resto lo transpiran.

Para el hidrólogo el interés de la ET se centra en la cuantificación de losrecursos hídricos de una zona:

Lo que llueve menos lo que se

evapotranspira será el volumen de aguadisponible»




Definición: Cantidad de agua transferida del suelo a la atmósfera por evaporación ytranspiración de las plantas; dicho de otra forma: es la pérdida de agua debida a la

transpiración de la vegetación más la evaporación del suelo.

Thornthwaite y penman (1948) definen el concepto de evaporación potención (ETP)



3. Método empírico



3. Método empírico - Según Thornthwaite (1948)

Los cálculos de Thornthwaite (1948) se baso en:

Determinación de la evapotranspiración (ETP) en función de la temperaturamedia, con una corrección en función de la duración astronómica del dia y elnúmero de días del mes.

Definición de:

Índices y clasificaciones climáticas



3. Método empírico - Según Thornthwaite



Evapotranspiración es proporcional a la temperatura media afectada de un coeficiente

exponencial, a. Se propone la fórmula




CLASIFICACIÓN E INDICES CLIMATICOS

INDICE DE LANG1. INDICE DE ARIDEZ DE MARTON

2. INDICE DE EMBERGER

3. CRITERIOS DE ARIDEZ DE MEIGS CRITERIOS DE ARIDEZ DE LA UNESCO

4. INDICE DE POTENCIALIDAD AGRICOLA DE TURC

CLASIFICACIONES CLIMATICAS

5. CLASIFICACION DE KöPPEN

CLASIFICACION DE UNESCO-FA

6. CLASIFICACION AGROCLIMATOLOGICA DE

PAPADAKIS

7. CLIMODIAGRAMA (1. OMBROTERMICO DE GAUSEN Y 2. TERMOHIETAS)

INDICE DE PRODUCTIVIDAD

Evapotranspiración según Coutagne

INDICE DE CALDAS

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