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7/24/2019 11 evaporacion
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Hidrolog
a
Presentacin 9:EVAPORACION
Docente:Ing. GiovanniVargas Coca
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Proceso or el c!al ag!a l"!ida es convertida alestado gaseoso #vaor de ag!a$.
Re"!iere "!e la %!&edad de la at&s'era sea
&enor "!e de la s!er(cie "!e se est) evaorando* resencia de energa.
Ag!a "!e regresa a at&s'era en 'or&a de vaor!ede rovenir de varios l!gares co&o:
Ocanos, mares, lagos, embalses, etc. Sublimacin de glaciares y nieves. Suelo hmedo (saturado o no saturado). Precipitacin atrapada y retenida por
superfcies vegetales.
gua acumulada en pe!ue"as depresiones.
#vaporaci
n
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+e rod!ce circ!lacin
desde c!eros de ag!a
%acia at&s'era.
#vaporacin
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E,istencia de !na '!ente de energa #radiacin +olar$- calorsensile de la at&os'era o de la s!er(cie evaorante.
Para evaporar $g. de agua es re!uerida%
&' caloras a $ *+
y
caloras a *+.
/na gradiente de concentracin de vaor- esto es !nadi'erencia entre la resin de sat!racin del vaor a late&erat!ra de la s!er(cie evaorante * la resin delvaor del aire.
#vaporacin - +ondiciones bsicaspara ocurrencia del mecanismo%
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Ca&io de estado del ag!a- de l"!ido a gaseoso-
or asorcin de calor #011 cal2gr. 3 14C$.
#vaporacin
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/a evaporacin es una variable hidrolgica !ue determina losniveles de una cuenca hidrogrfca.
5a energaintensi(ca el &ovi&iento de las &ol6c!las * las artc!lasco&ien7an a escaarse en 'or&a de vaor. Esto s!one "!e la energacin6tica s!era la '!er7a de co%esin alicada or la tensins!er(cial. /a evaporacin, por lo tanto, se concreta con mayorrapide0 a elevada temperatura.
+e conoce co&o en1riamiento evaporativoal 'en&eno "!e i&lica"!e- cuando las molculas !ue ad!uieren mayor energacomien0an a evaporarse- la temperatura del l!uido se reduce#*a "!e "!edan las &ol6c!las con &enor energa cin6tica$.
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Ley de Dalton: Latasa de ag!a evaorada es
roorcional a di'erencia entre- presin de saturacin
del agua a la temperatura del agua #es$< presin
de vapor del agua en el aire#ea$: as:
# 2 +(es - ea) Donde:
#% evaoracin en &&2d (3ntensidad de #vaporacin) es*ea% Presiones de vaor en && de &erc!rio
+% constante "!e deende de otros 'actores- relacionada con la
velocidad del viento #&2s$ a &. de alt!ra sore la s!er(cie.
#cuacin 1ue deducida por 4alton ($56).
+eg=n ella- evaoracin contin=a %asta "!ees2ea,c!andoes7ea, se rod!ce condensacin del vaor deag!a.
8ormula general de la
#vaporacin
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Radiacin +olar
>e&erat!ra del Aire
Presin de Vaor Viento
Presin at&os'6rica.
4ebido a !ue la radiacin solar es el 1actor mas
importante, la evaporacin varia con la latitud, poca
del a"o, hora del da y condicin de nubosidad.
8actores meteorolgicos !ue a1ectan la
evaporacin%
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8actores !ue 1ectan #vaporacin
Temperatura: tanto del aire co&o del ag!a-
in?!*en en tasa de evaoracin de !n l!gar.
@ientras mayorsea te&erat!ra del aire- &)svaor de ag!a !ede contener- * a mayor
te&erat!ra del ag!a- &a*or 'acilidad ara
evaoracin.
General&ente- evaoracin es &a*or en cli&as
troicales* es &!* aa en regiones olares.
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Viento: c!ando %a* evaoracin- se incre&enta%!&edad- %asta "!e &asa de aire circ!ndante sesat!re.
9iento ayuda a remover aire saturado-er&itiendo "!e contin=e roceso de evaoracin.
9elocidad del viento incrementa evaporacin
%asta !n valor crtico- &)s all) del c!al viento dea
de in?!ir. Esta velocidad lmite del viento es 1uncin del
tama"o de superfcie del agua.
Para grandes c!eros de ag!a- se necesitanvelocidades del viento muy altas para creartasas m:imas de evaporacin.
8actores !ue 1ectan #vaporacin
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Presin atmosfrica: si otros 'actoreser&anecen constantes- un decrecimiento depresin baromtrica incrementa evaporacin.
Sales solubles: c!ando !n sol!to se
dis!elve en ag!a-presin de vapor de
solucin es menor que la del agua pura y por
tanto causa reduccin de evaporacin. Por ee&lo- ara condiciones id6nticas- tasa de
evaoracin del ag!a de &ar es 3B &enor "!ela del ag!a d!lce.
8actores !ue 1ectan #vaporacin
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;edida del calor de vapori0acin
Para &edir el calor de vaori7acin se coloca !n reciiente &et)lico con !na&asa mde ag!a sore !n %ornillo el6ctrico de otencia P.
5a te&erat!ra inicial del ag!a es Ta. A &edida "!e transc!rre el tie&o- seva elevando la te&erat!ra del ag!a- %asta "!e entra en e!llicin a 811 C.Anota&os el tie&o t1.
El ag!a se evaora- dis&in!*endo el nivel de ag!a en el reciiente %asta "!e
toda el ag!a se %a convertido en vaor. Anota&os el tie&o t2"!e transc!rredesde el co&ien7o de la e!llicin %asta "!e se cons!&e el ag!a.
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;edida del calor de vapori0acin
5a &edida del calor latente de evaoracin del ag!a es role&)tica-*a "!e es di'cil deter&inar el &o&ento en el "!e el ag!a entra ene!llicin * el &o&ento en el "!e el ag!a se evaoraco&leta&ente.5as 6rdidas de calor son i&ortantes (ley de en1riamiento de
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#vaporacin Aro,i&ada&ente- ; de reciitacin ro&edio
an!al retorna a at&s'era or &edio de evao3
transiracin.
+e &ide con: Evaor&etro>an"!e de evaoracin tio A
Ec!aciones e&ricasdrico
En'o"!e &)s si&le ara esti&acin de evaoracin< Est) asado en ec!acin de conservacin de &asas< Por ee&lo: ara c!ero de !n e&alse d!rante !n
intervalo de tie&o @t, de sig!iente 'or&a:
# 2 S A (B$C B6) A P - #S4 C 3 Donde:
#- evaoracin desde e&alse. S- ca&io en ag!a al&acenada en e&alse en intervalo de tie&o t B$- ca!dal de entrada or ro en e&alse
B6- ca!dal de salida del e&alse P- reciitacin directa&ente sore e&alse #S4- escorrenta s!er(cial directa alrededor del contorno del
e&alse 3- in(ltracin desde o al e&alse
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;todo de ?alances #nergticos
Consiste en alicacin de 5e*de Conservacin de Energa.
Es !sado ara esti&arevaoracin de &ares *oc6anos.
Dso de este mtodo depende en gran parte de grado dee1ectividad de instrumentacin.
Dn error del orden de 6E en medida de radiacin de ondalarga puede generar errores de hasta $&E en estimacinde evaporacin.
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;todo de ?alance de #nerga
El alance de energa al nivel de !n lago o reservorio !ede ser e,resado-Viess&an 89;;:
Bo2 Bs - BFA Ba- BarA B vC Bb- Be- Bh- B=
o: Variacin de la energa al&acenada en la &asa de ag!a.
s : Radiacin solar de onda corta incidente en la s!er(cie de ag!a.
R: Radiacin solar re?eada #R F s - es conocido co&o alveolo.
a: Radiacin solar de onda larga roveniente de la at&os'era.
ar: Radiacin solar de onda larga #in'rarroa$ re?eada or la &asa de ag!a.
v : Energa calor(ca de advencion en la &asa de ag!a #a?!ente * E?!ente$
: Radiacin de onda larga e&itida or el ag!a. e: Energa cons!&ida or la evaoracin.
%: Energa trans&itida or cond!ccin a la at&os'era co&o calor saliente.
J : Energa calor(ca de adveccion de ag!a evaorada
5os t6r&inos de la ec!acin est)n en cal2c&da.
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;todo de Grans1erencia de
;asa asado en deter&inacin de &asas de vaor "!e salen de!na s!er(cie de ag!a a la at&s'era.
>odas las ec!aciones de este tio son asadasri&ordial&ente en relacin en!nciada or Dalton.
# 2 +(es - ea) #es$: resin de sat!racin del de ag!a a la te&erat!ra del ag!a
#ea$: resin de vaor del ag!a en el aire
@6todos de alance energ6tico * trans'erencia de &asas
re"!ieren datos * sore todo !na !ena instr!&entacin-or esto se %an desarrollado 'r&!las e&ricas:
# 2 H 1(u)(es - ea)Donde: 1(u)%'!ncin de velocidad u- del viento< I: constante.
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;edicin directa de #vaporacin
+e &ide- en 'or&a directa-
&ediante tanque de
evaporacin Tipo A*
evapormetro pic.Evapormetro
pich
Tanque evaporacintipo A
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Gan!ue de #vaporacin Gipo JK
Reciiente cilndrico- 'aricado a
ase de %ierro galvani7ado- de 81-;
c& de di)&etro #)rea aro,i&ada
8-L8 &$ * -L c& de alto.Colocado sore ase de &adera- a 3
8 c& del s!elo- ara er&itir lire
circ!lacin del aire.
+e to&a lect!ras diarias del nivel delag!a or &edio de !n vernier o
tornillo micromtrico.
Ag!a de c!eta dee &antenerse a
3; c& del orde.
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#vaporacin de /agos y #mbalses
Evaor&etro- deido a s! si&licidad *ao costo- es &6todo &)s !sado enact!alidad ara encontrar evaoracinsore !n lago o e&alse.
#r2 H L #t Donde:
#rF Evaoracin real
#t F Evaoracin de tan"!e H 2 Constante de roorcionalidad #1-01 3 1-K-
con !n valor ro&edio general de 1-;1 M 1-;$
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Mona deaireacin
gua >igroscpica gua capilar gua gravitacional
#vaporacin
4esde Suelo
8uer0as de atraccin entre molculas de agua y suelo esmayor !ue entre molculas de agua
Para escapar desde suelo molculas deben vencerresistencia mayor !ue desde superfcies li!uidas
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Poder evaporante de atms1era
+aractersticas de superfcie (velocidad)
4isponibilidad de guaAg!a %igroscica
# s!elo$ no es!tili7ale
E,iste evaoracin %asta "!e ri&era caa de s!elo se se"!e
Arcillas 10 cm Arenas 20 cm
#vaporacin 4esde Suelo%
8actores
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GRACIA+