REPASO HIDROLOGIA

La evaporación es un proceso físico en el que un líquido o un sólido se convierte gradualmente en gas, considerando que en este proceso, el agua se calienta al absorber energía calórica del sol, tomando en cuenta que ésta es la fuente de energía que permite culminar la fase.

Una gran parte del agua que llega a la tierra, vuelve a la atmosfera en forma de vapor (evaporación) y a través de las plantas (transpiración).

Más del 70 % de la precipitación llega a la tierra es devuelta a la atmosfera por la evapotranspiración.

Desde el punto de vista de la ingeniería hidrológica es importante conocer:

La cantidad que se pierde por evaporación en grandes depósitos:

Presas

Lagos

Sistemas de conducción

La cantidad de agua que es necesaria para:

Los sistemas de riego.

Determinar las fuentes de dimensiones de los sistemas de abastecimiento.

El paso de un estado a otro va acompañado de intercambio de energía y condicionado por la temperatura.

Punto de evaporación del agua: 100 ºC o 212 ºF

Cuando la humedad relativa del aire es del 100 por ciento, que es el punto de saturación, la evaporación no puede continuar ocurriendo.

Factores que influyen en la evaporación:

Meteorológicos:

Radiación solar: fuente de energía para suministrar el calor latente de vaporización.

Temperatura del aire: aumenta la energía cinética de las moléculas y disminuye la tensión superficial que trata de retenerlas.

Viento: remueve y mezcla las capas húmedas inferiores con las superiores de menor contenido de humedad.

Presión atmosférica: La evaporación aumenta, al disminuir la presión atmosférica, manteniendo constantes los demás factores; al aumentar la altitud decrece la evaporación.

Geográficos:

Volumen de agua: los lagos o embalses profundos tiene mayor capacidad de almacenamiento de calor que los almacenamientos someros; esto tiene una influencia notoria en las variaciones estacionales y aún en la fluctuación diaria de la evaporación.

Calidad del agua: el efecto de la salinidad o la presencia de sólidos disueltos en el agua, reducen la tensión de vapor de la solución y con ellos disminuye la evaporación.

Superficie libre del agua: la evaporación a partir de la nieve aumenta cuanto mayor contenido tengan en fase liquida, de ahí que las evaporaciones sean mayores poco antes de los deshielos.

Suelos: la taza de evaporación desde un suelo saturado es aproximadamente igual a la evaporación desde una superficie de agua cercana a la misma temperatura. Al comenzar a secarse el suelo la evaporación disminuye.

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.

Los depósitos o tanques de evaporación pueden ser de 3 tipos, y la evaporación se mide como volumen de déficit en el tanque:

Exteriores: tienen el problema de recibir mayor radiación térmica por las paredes.

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

Tanque tipo B:

Ø interior: 1.829 m

H= 0.61 m

Se instala enterrándolo de modo que sobresalga su borde 10 cm del terreno.

Enterrado “colorado”:

Forma paralelepipédica.

Sección recta cuadrad de 0.914 m de lado y 0.462 m de altura.

Flotantes: se han intentado utilizar en los embalses sin mayor éxito.

Se usan cuando se desea estudiar la evaporación de grandes superficies de agua.

Su instalación es difícil por problemas de amarre y estabilidad.

El nivel del agua en el tanque es el mismo que el del agua circundante.

Se realiza una medición por día a igual hora:

Método volumétrico: medir volúmenes de agua que es preciso añadir periódicamente al tanque para reponer en este nivel inicial o de referencia.

Medida de los niveles de agua: medir la diferencia de la evaporación producida en el tiempo transcurrido entre las mediciones (24 h).

La velocidad de evaporación de una superficie puede expresarse como el volumen de agua líquida que se evapora por unidad de superficie en la unidad de tiempo. Usualmente también la pérdida de agua en una superficie por evaporación, se determina en milímetros y es gobernada por la Ley de Dalton.

E=K(e_w-e_a ) , donde K es una constante de proporcionalidad, E es la evaporación, ew presión de vapor de la zona de intercambio y ea presión de vapor del aire en un momento.

Métodos de medición directa:

Midiendo la variación del peso de una muestra de terreno.

Observando la perdida de agua de una superficie porosa humedecida.

Observando el descenso de nivel de una superficie de agua expuesta al aire libre en un depósito o tanque de grandes dimensiones.

Métodos de medición indirecta:

Balance hídrico: este método puede emplearse para estimar la evaporación de masas de agua de cualquier tamaño; en teoría es muy simple, pero en la práctica rara vez da resultados confiables. Este método consiste en escribir la ecuación de balance hídrico en términos de volúmenes: E_v=(S_1-S_2 )+I+P-O-O_g

Ev: evaporación

S: almacenamiento

I: Caudal de entrada

P: precipitación

...