El documento describe el proceso de evaporación, donde el agua líquida se convierte en vapor de agua al absorber calor. La evaporación ocurre cuando la humedad del aire es menor que la superficie que se está evaporando y hay presencia de energía. Se explican los factores que afectan la evaporación como la temperatura, el viento, la presión atmosférica y métodos para medir la evaporación como el balance hídrico y de energía.

1. Presentación 10:
Evaporación
HIDROLOGIA

2.  Proceso por el cual agua líquida es convertida al estado gaseoso
(vapor de agua).
 Requiere que la humedad de la atmósfera sea menor que de la
superficie que se está evaporando y presencia de energía.
 Agua que regresa a atmósfera en forma de vapor puede provenir
de varios lugares como:
– Océanos, mares, lagos, embalses, etc.
– Sublimación de glaciares y nieves.
– Suelo húmedo (saturado o no saturado).
– Precipitación atrapada y retenida por superficies vegetales.
– Agua acumulada en pequeñas depresiones.
Evaporación

3. Se produce circulación desde
cuerpos de agua hacia atmósfera.
Evaporación

4.  Existencia de una fuente de energía (radiación Solar), calor
sensible de la atmosfera o de la superficie evaporante.
Para evaporar 1g. de agua es requerida:
540 calorías a 100 °C
y
600 calorías a 0 °C.
 Una gradiente de concentración de vapor, esto es una diferencia
entre la presión de saturación del vapor a la temperatura de la
superficie evaporante y la presión del vapor del aire.
Evaporación – Condiciones básicas para ocurrencia del
mecanismo:

5. Cambio de estado del agua, de líquido a gaseoso,
por absorción de calor (600 cal/gr. - 0°C).
Evaporación

6. La evaporación es una variable hidrológica que determina los niveles de
una cuenca hidrográfica.
• La energía intensifica el movimiento de las moléculas y las partículas
comienzan a escaparse en forma de vapor. Esto supone que la energía
cinética supera la fuerza de cohesión aplicada por la tensión superficial.
La evaporación, por lo tanto, se concreta con mayor rapidez a elevada
temperatura.
• Se conoce como enfriamiento evaporativo al fenómeno que implica que,
cuando las moléculas que adquieren mayor energía comienzan a
evaporarse, la temperatura del líquido se reduce (ya que quedan las
moléculas con menor energía cinética).

7. • Ley de Dalton: La tasa de agua evaporada es proporcional a
diferencia entre, presión de saturación del agua a la
temperatura del agua (es); presión de vapor del agua en el
aire (ea): así:
E = C(es – ea)
• Donde:
– E: evaporación en mm/d (Intensidad de Evaporación)
– es y ea: Presiones de vapor en mm de mercurio
– C: constante que depende de otros factores, relacionada con la
velocidad del viento (m/s) a 2 m. de altura sobre la superficie.
Ecuación fue deducida por Dalton (1820).
Según ella, evaporación continúa hasta que es=ea, cuando es>ea,
se produce condensación del vapor de agua.
Formula general de la Evaporación

8. • Radiación Solar
• Temperatura del Aire
• Presión de Vapor
• Viento
• Presión atmosférica.
Debido a que la radiación solar es el factor mas importante,
la evaporación varia con la latitud, época del año, hora del
día y condición de nubosidad.
Factores meteorológicos que afectan la evaporación:

9. Factores que Afectan Evaporación
• Temperatura: tanto del aire como del agua,
influyen en tasa de evaporación de un lugar.
– Mientras mayor sea temperatura del aire, más vapor
de agua puede contener, y a mayor temperatura del
agua, mayor facilidad para evaporación.
– Generalmente, evaporación es mayor en climas
tropicales y es muy baja en regiones polares.

10. Viento: cuando hay evaporación, se incrementa humedad, hasta
que masa de aire circundante se sature.
– Viento ayuda a remover aire saturado, permitiendo que
continúe proceso de evaporación.
– Velocidad del viento incrementa evaporación hasta un valor
crítico, más allá del cual viento deja de influir.
– Esta velocidad límite del viento es función del tamaño de
superficie del agua.
– Para grandes cuerpos de agua, se necesitan velocidades del
viento muy altas para crear tasas máximas de evaporación.
Factores que Afectan Evaporación

11. • Presión atmosférica: si otros factores
permanecen constantes, un decrecimiento de
presión barométrica incrementa evaporación.
• Sales solubles: cuando un soluto se disuelve en
agua, presión de vapor de solución es menor que
la del agua pura y por tanto causa reducción de
evaporación.
– Por ejemplo, para condiciones idénticas, tasa de
evaporación del agua de mar es 2-3% menor que la
del agua dulce.
Factores que Afectan Evaporación

12. Evaporación
• Aproximadamente, 75% de precipitación promedio anual
retorna a atmósfera por medio de evapo-transpiración.
• Se mide con:
– Evaporímetro
– Tanque de evaporación tipo A
– Ecuaciones empíricas;
– Método de balances energéticos;
– Método de transferencia de masa;
– Balance hidrológico

13. Método de Balance Hídrico
• Enfoque más simple para estimación de evaporación;
• Está basado en ecuación de conservación de masas;
• Por ejemplo: para cuerpo de un embalse durante un intervalo de
tiempo ∆t, de siguiente forma:
E = S + (Q1 - Q2) + P – ESD - I
• Donde:
– E, evaporación desde embalse.
– S, cambio en agua almacenada en embalse en intervalo de tiempo t
– Q1, caudal de entrada por río en embalse
– Q2, caudal de salida del embalse
– P, precipitación directamente sobre embalse
– ESD, escorrentía superficial directa alrededor del contorno del embalse
– I, infiltración desde o al embalse

14. Método de Balances Energéticos
• Consiste en aplicación de Ley de
Conservación de Energía.
• Es usado para estimar evaporación de
mares y océanos.
 Uso de este método depende en gran parte de grado de efectividad de
instrumentación.
 Un error del orden de 2% en medida de radiación de onda larga puede generar
errores de hasta 15% en estimación de evaporación.

15. Método de Balance de Energía
El balance de energía al nivel de un lago o reservorio puede ser expresado,
Viessman 1977:
Qo = Qs – QR + Qa – Qar + Q v- Qb – Qe – Qh – Qw
• Qo : Variación de la energía almacenada en la masa de agua.
• Qs : Radiación solar de onda corta incidente en la superficie de agua.
• QR : Radiación solar reflejada.
• Qa : Radiación solar de onda larga proveniente de la atmosfera.
• Qar : Radiación solar de onda larga (infrarroja) reflejada por la masa de agua.
• Q v : Energía calorífica de advencion en la masa de agua (afluente y Efluente)
• Qb : Radiación de onda larga emitida por el agua.
• Qe : Energía consumida por la evaporación.
• Qh : Energía transmitida por conducción a la atmosfera como calor saliente.
• Qw : Energía calorífica de adveccion de agua evaporada
Los términos de la ecuación están en cal/cm2 día.

16. Método de Transferencia de Masa
• Basado en determinación de masas de vapor que salen de una
superficie de agua a la atmósfera.
• Todas las ecuaciones de este tipo son basadas primordialmente en
relación enunciada por Dalton.
E = C(es – ea)
• (es): presión de saturación del de agua a la temperatura del agua
• (ea): presión de vapor del agua en el aire
• Métodos de balance energético y transferencia de masas requieren
datos y sobre todo una buena instrumentación, por esto se han
desarrollado fórmulas empíricas:
E = K f(u)(es – ea)
Donde: f(u): función de velocidad u, del viento; k: constante.

17. Medición directa de Evaporación
Se mide, en forma directa,
mediante tanque de evaporación
Tipo A y evaporímetro piché.
Evaporímetro
piché
Tanque evaporación tipo A

18. Tanque de Evaporación Tipo “A”
• Recipiente cilíndrico, fabricado a base de
hierro galvanizado, de 120,7 cm de diámetro
(área aproximada 1,41 m2) y 25,4 cm de alto.
Colocado sobre base de madera, a 5-15 cm del
suelo, para permitir libre circulación del aire.
Se toma lecturas diarias del nivel del agua por
medio de un vernier o tornillo micrométrico.
• Agua de cubeta debe mantenerse a 5-7 cm del
borde.

19. Zona de
aireación
Agua Higroscópica Agua capilar
Agua gravitacional
Evaporación Desde Suelo
Fuerzas de atracción entre moléculas de agua y suelo es mayor que entre
moléculas de agua
Para escapar desde suelo moléculas deben vencer resistencia mayor que desde
superficies liquidas

20. Poder evaporante de atmósfera
Características de superficie (velocidad)
Disponibilidad de Agua
Agua higroscópica (5%
suelo) no es utilizable
Existe evaporación hasta que primera capa de suelo se seque
Arcillas 10 cm Arenas 20 cm
Evaporación Desde Suelo: Factores

21. GRACIAS