5 metodos para medir la evaporacion - copia
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7/16/2019 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.
http://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttp://es.wikipedia.org/wiki/Evapotranspiraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ETo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ETc&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Evapotranspir%C3%B3metro&action=edit&redlink=1http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lysimeter_g1.jpghttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lysimeter_g1.jpghttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Evapotranspir%C3%B3metro&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ETc&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=ETo&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Evapotranspiraci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Suelo -
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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.
http://es.wikipedia.org/wiki/Balance_h%C3%ADdricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Balanzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campohttp://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_de_campohttp://es.wikipedia.org/wiki/Balanzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Balance_h%C3%ADdrico -
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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/
http://www1.ceit.es/asignaturas/Cursos/ii/cuarto/ciemedamTEMA1ciclohidrol.htmhttp://www1.ceit.es/asignaturas/Cursos/ii/cuarto/ciemedamTEMA1ciclohidrol.htmhttp://www.isf.uva.es/cursotsd/tsd4/%20Agua_Saneamiento_e_Infraestructuras_I.pdfhttp://www.isf.uva.es/cursotsd/tsd4/%20Agua_Saneamiento_e_Infraestructuras_I.pdfhttp://personales.com/colombia/manizales/BALANCEHIDRICO/http://personales.com/colombia/manizales/BALANCEHIDRICO/http://personales.com/colombia/manizales/BALANCEHIDRICO/http://www.isf.uva.es/cursotsd/tsd4/%20Agua_Saneamiento_e_Infraestructuras_I.pdfhttp://www1.ceit.es/asignaturas/Cursos/ii/cuarto/ciemedamTEMA1ciclohidrol.htm