6.1 EVAPORACION:

La evaporación es el proceso físico mediante el cual el agua pasa del

estado de vapor desde superficies libres como: reservorios, lagos, represas,

canales de conducción, mares océanos, campos de cultivo, superficies

húmedas, etc.

El cambio de estado sólido o líquido al estado de vapor es producto del

aumento de la energía cinética de las partículas o moléculas del agua hasta

la ruptura del enlace molecular. El aumento de la energía cinética requiere

del consumo de una cantidad de energía por unidad de masa, al cual se

denomina “Calor latente de evaporación”. En la naturaleza la fuente de

energía, casi exclusiva para la evaporación es la radiación solar.

6.2 FACTORES QUE AFECTAN LA EVAPORACIÓN:

Para que exista evaporación, se requiere la interacción de dos factores:

a) Fuente de Energía: La fuente de energía lo constituye la radiación

solar. Si en el balance de radiación, la radiación neta es positiva,

existe disponibilidad de energía para ser usada en la evaporación.

El aumento de la energía cinética de las moléculas del agua en la

superficie evaporante no depende solo de la cantidad de energía

absorbida, también depende de la calidad y cantidad de masa de agua

en el medio evaporante.

La presencia o aumento de la salinidad en el agua restringe la

evaporación. Por ello, la evaporación del agua de mar es menor que la

del agua dulce y en las superficies cubiertas de hielo el

desprendimiento de vapor es lento.

b) Fuerza Impulsora: Está dado por el gradiente vertical de la humedad

atmosférica, el cual está afectado por los siguientes factores:

- El viento.

- Temperatura del aire.

- Gradiente vertical de la temperatura del aire.

- Temperatura de la superficie evaporante.

6.3 INTENSIDAD DE EVAPORACIÓN:

La intensidad de evaporación o tasa de evaporación, es la velocidad con

que ocurre el fenómeno y se expresa en mm/Hora, mm/dia.

Existe gran cantidad de relaciones matemáticas que expresan la intensidad

de evaporación:

a) Ley de Dalton:

)( aS eeCE

Donde:

E : Intensidad de evaporación.

C : Constante que depende de la velocidad del viento.

e S : Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura del

agua.

e a : Presión de vapor de agua presente en el aire atmosférico.

En algunos países se ha encontrado las siguientes relaciones:

EE.UU:

)(*131.0 as eeuE

URSS:

))(72.01(13.1 as eeuE

u: Velocidad del viento (m/s)

b) Método del balance de Masa o Método Aerodinámico:

))(())(( aSaS eebuaeeufE

Donde:

E : Evaporación del lago (mm/día)

f(u) : Función de la velocidad horizontal del viento.

u : Velocidad media del viento (m/s).

e S : Presión de vapor de la superficie del agua (mb)

e a : Presión de vapor del aire a una altura fija (mb).

a, b : Constantes empíricas.

c) Relación de Meyer:

)(10

1 as eeW

CE

Donde:

E : Intensidad de evaporación (pulg/día).

e S : Presión de saturación del vapor de agua a la temperatura del

agua (pulg Hg).

e a : Presión de vapor de agua presente en el aire atmosférico.

(pulg Hg).

C : Coeficiente (0.5 para pequeños lagos y 0.36 para grandes

lagos).

W : Velocidad media diaria del viento a 25 pies de altura

(millas/H).

d) Relación de Ven Te Chow:

)(622.0

2

2

2

as

o

a ee

Z

ZLnP

uKE

Donde:

E : Tasa de evaporación (m/s).

e S : Presión de saturación del aire en la superficie (mb, Pa)

e a : Presión de vapor de aire (mb, PA).

a : Densidad del aire (Kg/m3 )

u 2 : Velocidad del viento a 2 m de altura (m/s).

K : Constante de Von Karman (0.4).

: Densidad del agua (Kg/m3 )

P : Presión del aire (mb, Pa).

Z o : Altura de rugosidad (m).

Z 2 : Altura donde se efectúan las mediciones (de tablas)

Ejemplo 1:

Calcular la tasa de evaporación de una superficie libre de agua con una

temperatura de 25 °C (densidad 0.9971 g/cm3 ), humedad relativa de 40%,

presión del aire de 101.3 KPa y una velocidad del viento de 3 m/s, medidas

a 2 m por encima de la superficie del agua. Suponer una altura de

rugosidad de 0.03 cm. Considerar la densidad del aire 1.19 Kg/m3 .

Solución:

- Cálculo de la presión de vapor de saturación:

PambeS 63.316869.3110*11.6)

253.237

25*5.7(

- Cálculo de la presión de vapor:

PaeHRee

eHR s

S

45.126763.3168*40.0*%100*

- Cálculo de la tasa de evaporación:

)45.126763.3168(

0003.0

2)997(101300

)3)(19.1()4.0(622.0)(

622.0 2

2

2

2

Ln

ee

Z

ZLnP

uKE as

o

a

E = 7.59*10-7 m/s

E = 65.58 mm/día.

FIGURA N° : TANQUE DE EVAPORACION