Transcript Evaporación
HIDROLOGÍA Presentado. Misael ant. Tavarez Joan morel Roberto Rivas Erick cruz Evaporación y transpiración Elementos que afectan la evaporación y transpiración Uso consultivo Instrumentos utilizados para medir la evaporación Estimación de la evaporación EVAPORACIÓN La evaporación es un proceso físico que consiste en el pasaje lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, la evaporación se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada este. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición. Cuando existe un espacio libre encima de un líquido, una parte de sus moléculas están en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende del volumen, pero varía según la naturaleza del líquido y la temperatura. Ebullición: Cuando la presión de vapor iguala a la atmosférica, se produce la ebullición Evaporación: Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante y una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación En hidrología, 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 de agua es importante e indispensable en la vida, ya que el vapor de agua, al condensarse se transforma en nubes y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío. TRANSPIRACIÓN La transpiración es el proceso por el cual el agua es llevada desde las raíces hasta pequeños poros que se encuentran en la cara inferior de las hojas, donde se transforma en vapor de agua y se libera a la atmósfera. La transpiración, es esencialmente la evaporación del agua desde las hojas de las plantas. Se estima que alrededor de un 10% de la humedad de la atmósfera proviene de la transpiración de las plantas. La transpiración de las plantas es un procesos que no se ve debido a que el agua se evapora de la superficie de la hoja, durante la estación de crecimiento, una hoja transpirará una cantidad de agua mucho mayor a su propio peso. Un acre plantado con maíz, produce cerca de 11,400 - 15,100 litros (3,000- 4,000 galones) de agua por día, y un roble grande puede transpirar alrededor de 151,000 litros (40,000 galones) por año. FACTORES QUE AFECTAN A LA TRANSPIRACIÓN Son muchos los factores que afectan la transpiración. Los mas importantes son los factores ambientales que afectan directamente la presión de vapor del agua en las hojas y la presión de vapor de agua en la atmosfera . Los mas importantes son. La luz, La temperatura, humedad y vient. FACTORES QUE AFECTAN A LA EVAPORACIÓN La tensión de vapor de la temperatura y por tanto, la temperatura del aire y el agua influyen en la evaporación. La velocidad y turbulencia del viento ayudan a la renovación de la masa del aire que recibe el vapor y en consecuencia varia su tensión de vapor afectando a la evaporación. La evaporación crece al decrece la presión atmosférica, manteniendo contantes los demás factores, por el contrario al aumentar la altitud decrece la evaporación. Este aparente contradicción se explica por la influencia de otros factores(temperatura del agua y del aire) USO CONSUNTIVO Los primeros estudios que abordaron el tema del riego hablaron de utilización consuntiva, cantidad de agua que se expresaba en metros cúbicos por hectárea regada. Luego, en 1941, la División de Riegos del Ministerio de Agricultura de los Estados Unidos y la Oficina Planificadora de Recursos Nacionales, definieron el concepto de uso consuntivo o evapotranspiración como “la suma de los volúmenes del agua utilizada para el crecimiento vegetativo de las plantas en una superficie dada, tanto en la transpiración como en la formación de tejidos vegetales y de la evaporada por el terreno adyacente ya sea proveniente de la nieve o de las precipitaciones caídas en un tiempo dado”.2 Más tarde, en 1952, H.F. Blaney y W.D. Criddle definieron “uso consumo o evapotranspiración” en términos muy similares a los anteriores como “la suma de los volúmenes de agua usados por el crecimiento vegetativo de una cierta área por conceptos de transpiración y formación de tejidos vegetales y evaporada desde el suelo adyacente, proveniente de la nieve o precipitación interceptada en el área en cualquier tiempo dado, dividido por la superficie del área”.3 Evapotranspiración potencial (ETP) Existe acuerdo entre los diversos autores al definir la ETP, concepto introducido por Charles Thornthwaite en 1948, como la máxima cantidad de agua que puede evaporarse desde un suelo completamente cubierto de vegetación, que se desarrolla en óptimas condiciones, y en el supuesto caso de no existir limitaciones en la disponibilidad de agua.[4] Según esta definición, la magnitud de la ETP está regulada solamente por las condiciones meteorológicas o climáticas, según el caso, del momento o período para el cual se realiza la estimación. Evapotranspiración de referencia o evapotranspiración del cultivo de referencia (ETo) La noción de ETo ha sido establecida para reducir las ambigüedades de interpretación a que da lugar el amplio concepto de evapotranspiración y para relacionarla de forma más directa con los requerimientos de agua de los cultivos. Es similar al de ETP, ya que igualmente depende exclusivamente de las condiciones climáticas, incluso en algunos estudios son considerados equivalentes,[7] pero se diferencian en que la ETo es aplicada a un cultivo específico, estándar o de referencia, habitualmente gramíneas o alfalfa, de 8 a 15 cm de altura uniforme, de crecimiento activo, que cubre totalmente el suelo y que no se ve sometido a déficit hídrico.[8] Es por lo anterior que en los últimos años está reemplazando al de ETP. INSTRUMENTOS UTILIZADOS PARA LA MEDIDA DE LA EVAPORACION Evaporación de superficies de agua libre. Se mide con los evaporímetros, también conocidos como atmómetros o atmidómetros. Son de 4 tipos: Tanques de evaporación tienen como principio común la medida del agua perdida por evaporación de un depósito de regulares dimensiones. Los distintos modelos se diferencian entre sí en tamaño, forma y ubicación en el terreno. Están concebidos para medir la evaporación en embalses o grandes lagos y en general se sitúan próximos a ellos. Generalmente con ellos se obtienen medidas superiores a la evaporación real por lo que precisan de correctores que dependen del modelo. Tanque clase A: Usado por el U.S. Weather Bureau. Depósito cilíndrico de chapa galvanizada con un diámetro de 120 cm y 25,4 cm de altura, instalado sobre un enrejado de madera, a unos 15 cm del suelo. El agua, previamente medida, debe mantenerse en días sucesivos entre dos señales a 20 y 17,5 cm del fondo del recipiente. La medición se realiza apoyando en un tubo de 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 (para algunas regiones de EEUU). - Tanque enterrado: Hay varios tipos. El más extendido en EEUU es el tipo "Colorado". Tiene forma paralelepipédica con sección recta cuadrada de lado 0,91 m. La altura es de 0,46 m. Para instalarlo se hunde en el terreno, hasta que la boca queda 10 cm sobre él. Se procura que el agua de llenado enrase el terreno. Los coeficientes de paso a evaporación real, en EEUU varían entre 0,75 y 0,85 con un valor medio anual ligeramente inferior a 0,8. Es decir reproduce algo mejor el fenómeno, pero tiene el inconveniente de recoger rebotes de gotas de lluvia que falsean las medidas. - Tanque flotante: Este tipo de evaporímetro pretende acercarse más a las condiciones de la superficie evaporante real. El de uso más corriente en EEUU es el de tipo "Colorado". Se sitúa flotando sobre el embalse o río en observación, con los consiguientes problemas de amarraje y estabilidad. Como coeficiente medio anual de paso a evaporación real, se emplea 0,8 (en EEUU). También en este tipo, puede haber falseo en las medidas debido al salpicado de gotas al interior por el oleaje de la superficie líquida real, especialmente en río y grandes lagos. •Evaporímetros de balanza Es un pequeño depósito de 250 cm2 de sección y 35 mm de profundidad, lleno de agua e instalado sobre una balanza de tipo pesa-cartas, en la que se hacen lecturas sucesivas para medir la pérdida de peso. La pequeña dimensión del depósito hace que sus paredes influyan demasiado en la evaporación. Como ventaja principal tiene el hecho de que se puede usar como evaporígrafo, que permite llevar un registro continuo de la variación de la evaporación, si se le adaptan los adecuados elementos registradores. •Porcelanas porosas Presentan al aire una esfera (Livingston) o un disco (Bellani) de porcelana porosa, en contacto con un depósito de agua que las alimenta ayudado por la presión atmosférica. Se utilizan fundamentalmente como aparatos de investigación, empleándose frecuentemente en estudios de transpiración. • Superficies de papel húmedo Juegan un papel similar a las porcelanas porosas. El modelo más usado es el evaporímetro de Piché que se basa en la idea de humedecer permanentemente un papel expuesto al aire. El depósito humedecido es un tubo graduado, que se coloca invertido con la boca libre hacia abajo. Esta se tapa con un papel secante sujeto por medio de una arandela metálica. La evaporación produce el secado del papel y una succión de agua del depósito. Se medie el descenso de agua en el tubo. Evaporímetro de Piché. Normalmente, el evaporímetro de Piché se coloca en el interior de la garita meteorológica. Algunas correlaciones entre medidas en un evaporímetro Piché y en un estanque flotante, obligan a multiplicar las medidas Piché por 0,8 para igualar las del estanque. Otros autores dan valores entre 0,45 y 0,60 para el mismo coeficiente. Realmente, este tipo de evaporímetro da grandes errores. Medida de la evaporación desde suelos sin vegetación O Estanques bisimétricos y lisímetros Parcelas experimentales Ambos tipos se utilizan también para medir evapotranspiración cuando el suelo esté cubierto por vegetación. Lisímetro Medida de la evaporación desde suelos sin vegetación Modelo esquemático de un lisímetro de balanza Leyenda: A) Terreno en estudio B) Balanza C) Recolección del agua de drenaje D) Recolección del agua de escorrentía Un lisímetro es un dispositivo introducido en el suelo, rellenado con el mismo terreno del lugar y con vegetación. Es utilizado para medir la evapotranspiración de referencia (ETo) o del cultivo (ETc). También se denomina evapotranspirómetro dependiendo de que manera se ha hecho el procedimiento de medida. La medida de la evapotranspiración es determinada por el balance hídrico de los dispositivos. Normalmente hay una balanza en el fondo del lisímetro donde se puede determinar la cantidad de agua que se va evapotranspirando en el sistema. Otro tipo de lisímetro 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 ESTIMACIÓN DE LA EVAPORACIÓN La evaporación se puede calcular mediante fórmulas empíricas y semi-teóricas, mediante la realización de un balancee energético de la masa de agua o bien aplicando la ecuación de Penman, que es el método más preciso. No obstante, es recomendable utilizar métodos experimentales, a pesar de los inconvenientes que presentan. Las fórmulas empíricas no tienen en cuenta la disponibilidad energética y sólo dan una idea de la capacidad evaporante de la atmósfera, al contrario que el método del balance energético, de difícil aplicación, que ignora el poder evaporante de la atmósfera. FACTORES QUE DETERMINAN LA EVAPORACIÓN Radiación solar. Temperatura del aire. Humedad atmosférica. El viento. Tamaño de la masa de agua Salinidad Gracias!!!!