UNIDAD 3: Evaporación y Evapotranspiración

1 1 UNIDAD 3: evaporaci n y Evapotranspiraci nEvaporaci nLa evaporaci n es el proceso f sico por el cual el agua cambia de estado l quido a gaseoso,retornando directamente a la atm sfera en forma de vapor. Tambi n el agua en estado s lido(nieve o hielo) puede pasar directamente a vapor y el fen meno se denomina sublimaci n. Aefectos de estimar las p rdidas por evaporaci n en una zona, el t rmino se entender ensentido amplio, incluyendo la sublimaci n. La radiaci n solar proporciona a las mol culas deagua la energ a necesaria para el cambio de tipo de agua en la superficie terrestre est expuesta a la evaporaci n. El fen meno estanto m s d bil cuanto menor es la agitaci n de las mol culas, y tanto m s intenso cuantomayor es la cantidad de agua con posibilidad de evaporarse. Adem s, es necesario que elmedio que envuelve la superficie evaporante tenga capacidad para admitir el vapor de ltimo se conoce como poder evaporante de la atm la evaporaci n desde una superficie de agua (lagos, r os, etc.)

2 Como la formam s simple del proceso, ste puede esquematizarse as : Las mol culas de agua est n encontinuo movimiento. Cuando llegan a la superficie del l quido aumentan su temperatura porefecto de la radiaci n solar, y en consecuencia su velocidad, creciendo por tanto su energ acin tica hasta que algunas consiguen liberarse de la atracci n de las mol culas adyacentes yatravesar la interface l quido-gas convirti ndose en vapor. De esta manera, la capa de aireinmediatamente por encima de la superficie se satura de humedad. Simult neamente a laevaporaci n se desarrolla tambi n el proceso inverso por el cual las mol culas se condensan yvuelven al estado l quido. La diferencia entre la cantidad de mol culas que abandonan ell quido y la cantidad de mol culas que vuelven a l marca el car cter global del fen meno. Si sta es positiva se produce evaporaci n, si es negativa, condensaci n.

3 El calor absorbido porunidad de masa de agua para realizar el cambio de estado se denomina calor latente deevaporaci n o de vaporizaci nEs el proceso f sico-biol gico por el cual el agua cambia de estado l quido a gaseoso atrav s del metabolismo de las plantas y pasa a la atm sfera. Esencialmente es el mismoproceso f sico que la evaporaci n, excepto que la superficie desde la cual se escapan lasmol culas del l quido no es de agua libre sino que es la superficie de las hojas. stas est ncompuestas por finas capas de c lulas (mesodermo) y poseen una delgada epidermis de unac lula de espesor, la cual posee numerosas estomas. El espacio intercelular en el mesodermocontiene grandes espacios de aire entre cada estoma. La humedad entre los espaciosintercelulares se vaporiza y escapa de la hoja a trav s de estos estomas.

4 El n mero de estomaspor UNIDAD de superficie var a dependiendo de la especie vegetal y las condicionesambientales. Generalmente se abren con la luz y se cierran con la oscuridad. La temperaturaafecta la velocidad de apertura. Contrariamente a lo que se cree, el control que ejercen losestomas sobre las tasas de transpiraci n es muy limitado. Ellos se cierran cuando la oscuridado la marchitez comienza. Cuando los estomas est n completamente abiertos, la tasa detranspiraci n est determinada por los mismos factores que controlan la evaporaci n. Losestomas ejercen una suave regulaci n solamente cuando est n nLa evapotranspiraci n es la combinaci n de los fen menos de evaporaci n desde lasuperficie del suelo y la transpiraci n de la vegetaci n. La dificultad de la medici n en formaseparada de ambos fen menos (el contenido de humedad del suelo y el desarrollo vegetal de laplanta) obliga a introducir el concepto de evapotranspiraci n como p rdida conjunta de unsistema (1948) introduce un nuevo concepto optimizando ambos, es la llamadaevapotranspiraci n potencial o p rdidas por evapotranspiraci n, en el doble supuesto de undesarrollo vegetal ptimo y una capacidad de campo permanentemente completa.

5 Este autordesigna as a la altura de agua que ser a efectivamente evaporada si los recursos de aguamovilizables en la cuenca fueran en cada instante por lo menos iguales a los que pueden sertransformados en vapor por el juego de los factores hidrometeorol gicos y la vegetaci cantidad de agua que realmente vuelve a la atm sfera por evaporaci n y transpiraci n seconoce con el nombre de evapotranspiraci n real. sta es la suma de las cantidades de vaporde agua evaporadas por el suelo y transpiradas por las plantas durante un per odo determinado,bajo las condiciones meteorol gicas y de humedad de suelo principal factor que determina la evapotranspiraci n real es la humedad del suelo, el cualpuede retener agua conforme con la capacidad de retenci n espec fica de cada tipo de humedad del suelo es generalmente alimentada por la infiltraci n, y constituye una reservade agua a ser consumida por la evaporaci n del suelo y las fundamentales de la evaporaci nLos factores que condicionan la tasa de evaporaci n (generalmente se la expresa en mm/d a mm/mes)

6 Son, por un lado, los que caracterizan el estado de la atm sfera en la vecindad de lasuperficie evaporante y, por el otro, los factores que caracterizan la naturaleza y el estado de lasuperficie evaporante (agua libre, hielo, suelo desnudo, vegetaci n).Como una forma de correlaci n entre la evaporaci n y otros factores meteorol gicos queinfluyen en ambos medios (agua y aire), Dalton (1802) propone la siguiente formulaci n:().,cteKppKEvs= =,( )que expresa la tasa de evaporaci n E en forma directamente proporcional a la diferencia entrela presi n de vapor saturado (ps) a la temperatura del agua, y la presi n de vapor (pv) existenteen el aire circundante. La diferencia (ps-pv) se denomina d ficit higrom presi n de vapor pv, y por ende la evaporaci n E, depende entonces tanto de latemperatura del agua como del aire. La velocidad y turbulencia del viento ayudan a larenovaci n de la masa de aire que recibe el vapor, disminuyendo as su presi n de constante los dem s factores, la evaporaci n E es inversamente proporcional a lapresi n atmosf rica.

7 Respecto a la pureza del agua, la presi n de vapor pv (y la evaporaci n E)decrece con el aumento de s lidos disueltos, manteniendo fija la temperatura. Se estimaaproximadamente en un 1% el descenso de evaporaci n al aumentar la concentraci n de salesen un 1%. En otras palabras, la variaci n relativa de evaporaci n E/E es inversamenteproporcional a la variaci n relativa c/c de concentraci n de sales factores que influyen en la evaporaci n son aqu llos que consideran la naturaleza yforma de la superficie evaporante. Una superficie de agua libre presenta el m nimo dedificultades a la evaporaci n, cuya magnitud depende de la extensi n y profundidad de lamisma. Si ambas son peque as, los cambios atmosf ricos y el terreno tendr n una graninfluencia. En superficies extensas y profundas hay menor influencia del terreno adyacente.

8 La3radiaci n solar calienta las capas superiores de agua, pero no todo este calor se emplea enproducir evaporaci n. Una parte calienta las capas m s profundas y en ellas se produce unalmacenaje de calor. Cuando cesa la radiaci n se enfr an las capas superiores, entonces, elcalor fluye a ellas desde las capas inferiores m s calientes, increment ndose as la evaporaci evaporaci n de la humedad de un suelo sin vegetaci n se produce en la capa disminuir su humedad se produce un desequilibrio y hay una atracci n de humedadsubyacente que asciende por capilaridad a la superficie, prosiguiendo la evaporaci n hasta queeste agua capilar se agota. El agua higrosc pica en equilibrio con la humedad atmosf rica nose evapora. Cuando la subzona capilar alcanza la superficie del terreno, es decir, la superficiefre tica est muy pr xima al suelo, la alimentaci n de agua capilar est asegurada.

9 S lo eneste caso puede decirse que el agua subterr nea propiamente dicha se evapora directamente. Elfen meno continuar mientras no haya un descenso del nivel fre tico y consiguientemente dela subzona utilizados para evaluar el poder evaporante de laatm sferaLa evaporaci n puede medirse en forma directa desde peque as superficies de aguanaturales o artificiales (tanques de evaporaci n) o a trav s de evapor metros o lis ltimos poseen una superficie porosa embebida en agua y se ubican en condiciones talesque la medici n es condicionada por las caracter sticas meteorol gicas de la atm sfera, talescomo grado higrom trico, temperatura, insolaci n, viento, tasas de evaporaci n as observadas pueden generalmente ser consideradas comom ximas y dan una buena aproximaci n del poder evaporante de la atm sfera. Aplicando adichos valores m ximos diversos coeficientes de reducci n y comparando los resultadoscorregidos con los suministrados por las f rmulas de evaporaci n, se deducir n los valoresm s probables de las tasas de evaporaci n aplicables a la superficie de inter m s utilizado de los evapor metros es el de tipo Piche.

10 Est constituido por un tubocil ndrico de vidrio de 25 cm de largo y cm de di metro. El tubo est graduado y cerradoen su parte superior, mientras que su abertura inferior est obturada por una hoja circular depapel filtro normalizado de 30 mm de di metro y mm de espesor, fijada por capilaridad ymantenida por un resorte. Llenado el aparato de agua destilada, sta se evaporaprogresivamente a trav s de la hoja de papel filtro. La disminuci n del nivel del agua en eltubo permite calcular la tasa de evaporaci n (en mm por cada 24 hs, por ejemplo). El procesode evaporaci n est ligado esencialmente al d ficit higrom trico del aire; sin embargo, elaparato no tiene tal vez en cuenta suficientemente la influencia de la insolaci n. Este aparatose instala bajo dep sitos o tanques de evaporaci n utilizados en distintos pa ses son de formas,dimensiones y caracter sticas diferentes, pues los especialistas no est n de acuerdo sobre elmejor tipo a emplear.