5 Metodos Para Medir La Evaporacion - Copia

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INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITECNICO

SANTIAGO MARIO

PUERTO ORDAZ-ESTADO BOLIVAR

ESCUELA 42

CATEDRA: HIDROLOGIA

REALIZADO POR:

Gianina Snchez CI: 13.995.482Franyelis perozo CI: 19.576.099Miguel Pineda CI: 18.357.706Nanyelis Rojas CI: 19.159.272

Darvis Quijada CI: 20.504.678

Puerto Ordaz, Mayo 2013

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EVAPORACION

La evaporacin es un proceso fsico en la cual las molculas de la superficie libre

adquieren energa cintica por accin de la energa solar y vencen la retencin de

la masa de agua, salen al aire y se acumulan formando una capa encima delagua; para que contine el proceso es necesario remover esta capa de vapor de

agua y esto lo hace el viento. La temperatura aumenta la energa cintica de las

molculas y disminuye la tensin superficial que trata de retenerlas.

EVAPOTRANSPIRACIN

Cuando una planta absorbe agua del suelo, solo una parte muy pequea se queda

para formar parte de los tejidos de la planta, el resto regresa a la atmosfera en

forma de vapor, configurando la transpiracin; este fenmeno constituye una fase

importante del ciclo hidrolgico porque este es el mecanismo por el cual el agua

precipitada a la tierra regresa a la atmosfera.

El termino Evapotranspiracin Potencial fue introducido por Thornthwaite y se

define como la prdida total de agua que ocurrira si en ningn momento existiera

deficiencia de agua en el suelo para el uso de la vegetacin.

FACTORES METEOROLGICOS QUE DETERMINAN LA EVAPORACIN

Los principales factores en la evaporacin son:

Radiacin solar (poca del ao, latitud, hora del da y nubosidad)

Temperatura del aire

Presin de vapor

Viento

Presin atmosfrica.

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El estudio de la evaporacin y evapotranspiracin se puede clasificar como:

Evaporacin en Embalses

Balance Hdrico

Monograma de Penman

Balance Energtico de Penman

Formulas Empricas

Medicin Directa de Evaporacin

Tanques de Evaporacin

Evapormetro Piche

Evapotranspiracin

Mtodo de Thornthwaite

Mtodo de Blaney-Criddle

MEDICION DE LA EVAPORACIN

La evaporacin natural puede ser medida como la prdida de agua desde la

superficie o como la ganancia de vapor de agua por la atmsfera.

En la actualidad es difcil medir directamente la evaporacin o la

evapotranspiracin de grandes superficies; sin embargo, existen diferentes

mtodos indirectos que dan resultados aceptables.

Tanques de evaporacin

Por su aparente simplicidad, los tanques de evaporacin son los instrumentos ms

utilizados para estimar la evaporacin potencial. Existen numerosos modelos de

tanques de evaporacin: unos son cuadrados y otros circulares; unos estn

instalados por encima del nivel del suelo, y otros estn enterrados de forma que el

nivel de agua coincida aproximadamente con la del terreno.

Los tanques enterrados tienden a eliminar los efectos perjudiciales de los lmites,

como la radiacin sobre las paredes laterales y el intercambio de calor entre la

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atmsfera y el tanque, pero presentan dificultades para la observacin, captan

fcilmente basura, son difciles de instalar, limpiar y reparar; adems, las fugas no

se detectan con facilidad y la vegetacin que circunda al tanque puede tener

ciertos efectos nocivos, y ms an, puede existir un intercambio apreciable de

calor entre el tanque y el suelo.

La evaporacin en un tanque flotante en un embalse o lago es ms aproximada a

la evaporacin del vaso, que la de los evapormetros instalados en su orilla. Sin

embargo, se tienen dificultades para efectuar las mediciones, las salpicaduras

distorsionan los clculos y en general los costos de instalacin y mantenimiento

son elevados.

MTODOS PARA ESTIMAR LA EVAPORACIN DESDE SUPERFICIES

LIBRES DE AGUA

La evaporacin en lagos y embalses no puede ser medida directamente como la

precipitacin y el caudal. Es necesario determinarla por uno o ms de los

diferentes mtodos descriptos: mtodos del balance hdrico, del balance

energtico, aerodinmico y de tanques de evaporacin.

Mtodo del balance hdrico

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Estos mtodos estn basados en el principio de conservacin de la masa aplicado

a una parte del ciclo hidrolgico. La evaporacin en un cuerpo de agua natural o

artificial queda determinada por la diferencia entre las variables de entrada,

precipitacin Py caudal de entrada I, y las variables de salida: almacenamiento en

las orillas Vs, caudal de salida O y la variacin en el volumen de almacenamiento

S.

E= P+ I-Vs -O S (3.2)

Este mtodo no es el ms recomendado, debido a que los errores en las

mediciones de las variables de entrada, salida y almacenamiento son a menudo

grandes comparados con la evaporacin calculada.

Mtodo del balance energtico

Para desarrollar las ecuaciones de continuidad y energa aplicables a la

evaporacin, se considera la evaporacin desde un tanque de evaporacin como

el que se muestra en la Fig. 1.

Es un tanque circular que contiene agua, en el cual la tasa de evaporacin se

calcula midiendo la tasa de disminucin del nivel de la superficie del agua. Se

considera una superficie de control alrededor del tanque que incluya el agua en

ste y el aire por encima.

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Continuidad: Debido a que el volumen de control contiene agua en sus fases

lquida y de vapor, la ecuacin integral de continuidad debe ser escrita en forma

separada. Para la fase lquida la propiedad extensiva es B=mw (masa de agua

lquida); =1, =w(densidad del agua) y dB / dt== wes la tasa de flujo de masa

de evaporacin. La ecuacin de continuidad para la fase lquida es:

El tanque tiene lados impermeables, luego no existe flujo de agua lquida a travs

de la superficie de control y la integral de superficie es nula. La tasa de cambio de

almacenamiento dentro del sistema est dada por la derivada temporal local de la

integral de volumen y es igual a wA dh/dt, donde A es el rea de la seccintransversal del tanque y h es la profundidad del agua dentro de l. Dado que

w=v, y sustituyendo en la ec. (3.3), tenemos:

Donde E=-dh/dt es la tasa de evaporacin. Para la fase de vapor, B=mv es la

masa de vapor de agua, =1, =v es la densidad del vapor y v dB / dt = v.

Luego, la ecuacin de continuidad para esta fase es:

En trminos de la humedad especfica qv=v/a, donde aes la densidad del aire,

tenemos:

La derivada temporal del vapor de agua almacenado dentro del volumen de

control es cero para un flujo estacionario de aire sobre el tanque de evaporacin.

Luego, despus de sustituir para vde la ec. (3.4), la ec. (3.6) se convierte en:

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Que es la ecuacin de continuidad para un tanque de evaporacin considerando

tanto el agua como el vapor de agua. En un sentido ms general, la ec. (3.7)puede usarse para definir las tasas de evaporacin o evapotranspiracin desde

cualquier superficie cuando se escribe en la forma:

Donde Ees la profundidad equivalente de agua evaporada por unidad de tiempo

(mm/da).

Energa: La cantidad de energa del sistema U(=B, en el teorema de transporte de

Reynolds) estar dada por la suma de la energa interna, la energa cintica y

energa potencial,

Luego, la propiedad intensiva correspondiente es:

Donde eu=Eu/m es la energa interna por unidad de masa. Por otro lado, la

primera ley de la termodinmica indica que la tasa neta de transferencia de

energa hacia el fluido es igual a la diferencia entre la tasa a la cual se transfiere

calor al fluido desde fuentes externas, y la tasa a la cual el fluido realiza trabajo

sobre el medio, esto es:

Utilizando la ecuacin de balance de energa para un flujo no estacionario de

densidad variable obtenemos

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Para el tanque de evaporacin considerado, dW/dt=0, eu es la energa calrica

especfica interna del agua, v = 0(energa cintica cero) y el cambio en zes muypequeo por lo cual,

Para el tanque de evaporacin considerado, dW/dt=0, eues la energa calrica

especfica interna del agua, v = 0(energa cintica cero) y el cambio en zes muy

pequeo por lo cual,

Considerando un rea unitaria en la superficie de agua, la fuente de energa

calrica es el campo de flujo neto de radiacin Rn(potencia por unidad de rea); el

agua suministra un campo de flujo de calor de suelo G a la superficie de suelo,

luego

Si se supone que la temperatura del agua dentro del volumen de control es

constante en el tiempo, el nico cambio en el calor que se almacena dentro del

volumen de control es el que se produce en la energa interna del agua

evaporada, el cual es igual a Lev, donde Lees el calor latente de vaporizacin.

Luego, la ec. (3.15) puede ser reescrita como:

Sustituyendo para v de la ec. (3.4) para rea A unitaria, la ec. (3.17) puede

resolverse para Ecomo:

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Que es la ecuacin de balance de energa para evaporacin. Si el campo de flujo

de calor sensible Hs y el campo de flujo de calor de suelo G equivalen a cero,

entonces, la tasa de evaporacin Erdebida a la radiacin puede calcularse como

la tasa a la cual toda la radiacin neta de entrada se absorbe por la evaporacin:

FORMULAS SEMIEMPIRICAS

Mtodo de Penman

Rno es la radiacin neta sobre el agua libre y Ea viene dada por la ecuacin:

Donde esy eaviene expresados en mb y Ues la velocidad del viento en km/h,

tomada a 2 metros de altura respecto a la superficie. Segn Doorenbos y Pruitt

(1975) la funcin: f(U) = 0.21(1+U/160) .

Mtodo de Penman modificado por Monteith

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Mtodo de Allen

LISIMETROS

Modelo esquemtico de un lismetro de balanza

Leyenda:

A) Terreno en estudio

B) Balanza

C) Recoleccin del agua de drenaje

D) Recoleccin del agua de escorrenta

Un lismetro es un dispositivo introducido en el suelo, rellenado con el mismo

terreno del lugar y con vegetacin. Es utilizado para medir la evapotranspiracin

de referencia (ETo) o del cultivo (ETc). Tambin se denomina evapotranspirmetro

dependiendo de qu manera se ha hecho el procedimiento de medida.

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La medida de la evapotranspiracin es determinada por el balance hdrico de los

dispositivos. Normalmente hay una balanza en el fondo del lismetro donde se

puede determinar la cantidad de agua que se va evapotranspirando en el sistema.

Otro tipo de lismetro utiliza en lugar de una balanza un sistema de drenaje del

agua donde la cantidad drenada de la misma equivale exactamente a la cantidad

de agua evapotranpirada que es igual a la capacidad de campo.

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BIBLIOGRAFIA

http://www1.ceit.es/asignaturas/Cursos/ii/cuarto/ciemedamTEMA1ciclohidrol.htm

http://www.isf.uva.es/cursotsd/tsd4/ Agua_Saneamiento_e_Infraestructuras_I.pdf

http://personales.com/colombia/manizales/BALANCEHIDRICO/