Evaporação e Evapotranspiração: Definições e Importância

FUMEP FUNDAÇÃO MUNICIPAL DE ENSINO DE PIRACICABA EEP ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA Disciplina Hidrologia Básica Engª Civil Noturno Maio22 Prof Dr Oswaldo Buzolin Júnior Evaporação e Evapotranspiração Ciclo Hidrológico Evaporação DEFINIÇÃO É o conjunto dos fenômenos da natureza física que transformam em vapor a água da superfície do solo dos cursos dágua lagos reservatórios e dos oceanos Transpiração DEFINIÇÃO É a evaporação devida a ação fisiológica dos vegetais As plantas através de suas raízes retiram do solo a água para as suas atividades vitais Parte dessa água é cedida à atmosfera sob a forma de vapor na superfície das folhas EVAPOTRANSPIRAÇÃO é o conjunto dessas duas ações Esses fenômenos só ocorrem se houver entrada de energia no sistema proveniente do SOL Evaporação Evaporação Evaporação ou vaporização É o processo pelo qual as moléculas de água na superfície líquida ou na umidade do solo adquirem energia suficiente através da radiação solar e outros fatores climáticos e passam do estado líquido para o de vapor Compreende Evaporação da água contida no solo umidade Evaporação direta da água de rios lagos e oceanos umidade Edireta Esolo Pressão do Vapor Evaporação Grandezas características da evaporação Perda por evaporação é o volume de água evaporada por unidade de área expressa em mm durante um determinado tempo Intensidade de evaporação é a velocidade com que se processa as perdas por evaporação expressa em mmh Evaporação Importância da evaporação Cálculos de perdas de água em reservatórios e cálculos de necessidades de irrigação Cálculo do balanço hídrico Q P E I Operação de reservatórios Volume Área fcota Vol ÁreaVolume Cota Demandas Q Evaporação potencial Máxima quantidade de água que pode evaporar de uma superfície com disponibilidade de água para a realização do processo Ex evaporação da água da superfície de rios lagos e oceanos Evaporação Real Ocorre a uma taxa inferior à taxa potencial devido a deficiência de água para o processo Ex evaporação da água do solo numa bacia hidrográfica Evaporação Evaporação Fatores que influenciam na evaporação Umidade Relativa do Ar Temperatura Vento Radiação Solar Pressão Barométrica Salinidade Superfície Evaporação Umidade Relativa do Ar É a razão entre a pressão de vapor quantidade de vapor de água que o ar contém e a pressão de saturação de vapor quantidade de vapor de água que conteria se estivesse saturado 𝑈𝑅 𝑃𝑉 𝑃𝑆𝑉 Pressão de Saturação Vapor de Água no Ar mm de Hg Evaporação x Umidade Relativa do Ar Evaporação Temperatura Com o aumento da temperatura favorece a intensidade de evaporação devido ao aumento da Pressão de Saturação do Vapor de Água o que torna maior a capacidade de água para o mesmo volume de ar Evaporação x Temperatura Evaporação Vento O vento é responsável pela evaporação da água devido à transferência de massa de vapor entre as camadas quanto maior a sua velocidade maior a circulação atmosférica o que possibilita afastar da superfície de evaporação as massas de ar com elevado grau de umidade Evaporação x Velocidade do Vento Evaporação Relação da Velocidade do Vento 𝝁𝟏 𝝁𝟐 𝒁𝟏 𝒁𝟐 𝟏 𝟕 Onde µ1 Velocidade do vento a altura Z1 do solo Z1 Altura em relação ao solo para a velocidade µ1 µ2 Velocidade do vento a altura Z2 do solo Z2 Altura em relação ao solo para a velocidade µ2 Obs Quanto mais alto maior será a velocidade do vento Evaporação Radiação Solar Fornecida pelo Sol constitui a energia motora para o próprio ciclo hidrológico e está diretamente relacionada com a evaporação da água na superfície do solo São três os tipos de radiação solar Incidente Refletida e Líquida RL Ri Rr Onde RL Radiação Líquida Ri Radiação Incidente ou global Rr Radiação Refletiva Evaporação Salinidade A intensidade de evaporação reduzse com o aumento do teor de Sal na água em torno de 2 a 3 nas mesmas condições Pressão Barométrica Ao nível do mar a pressão barométrica é maior com isso a intensidade de evaporação é menor Obs Ao nível do mar a água evapora a uma temperatura maior que em altitudes elevadas Evaporação Superfície A evaporação depende muito da cobertura do solo pela vegetação Quanto maior for a área vegetada menor é a evaporação pois a vegetação protege o solo Controle da evaporação Redução de áreas líquidas expostas plantas aquáticas que reduzem a evaporação Cortina de vento em pequenas áreas cobertura vegetal Pequenas áreas expostas de lagos e açudes favorecidas por fatores geográficos naturais gargantas cânion Evaporação Medição da Evaporação A medição da taxa evaporação de uma superfície líquida pode ser realizada através de aparelhos de medição direta como os evaporômetros Os evaporômetros são instrumentos que possibilitam uma medida direta do poder evaporativo da atmosfera estando sujeitos aos efeitos da radiação temperatura vento e umidade Os evaporômetros mais conhecidos são os atmômetros e os tanques de evaporação Evaporação Atmômetros Atmômetros é um instrumento de qualquer forma usado para medição ou estimativa de diferentes intensidade de evaporação Livingston O mais usado é o Evaporômetro de Piché que mede a evapotranspiração potencial sua superfície é porosa cerâmica ou papel de filtro e embebida em água Evaporação Evaporação Tanques de Evaporação São tanques que expõem à atmosfera uma superfície líquida de água permitindo a determinação direta da evaporação potencial diariamente O mais utilizado é o tipo classe A do US Weather Bureau que é um tanque circular galvanizado ou metal equivalente Evaporação Tanques de Evaporação Podem ser enterrados superficiais fixos e flutuantes Evaporação Tanque Classe A Evaporação em Superfície Líquida Tanque Classe A Tanque Classe A Evaporação O Gráfico a seguir apresenta os totais mensais de evaporação em milímetros do tanque classe A observadas nas estações meteorológicas de Barra Bonita SP médias de 1976 a 1980 e Paraibapa CE médias de 1975 a 2000 Observar Valores maiores de evaporação para a região Nordeste Total Anual médio de 2625 mm para o Ceará Total Anual médio de 1520 mm para São Paulo Sazonalidade em ambas estações mais pronunciada em Barra Bonita Evaporação Evaporação Evaporação em mm na UHE de Barra Bonita SP Tanques de Evaporação Para se ter a evaporação potencial de superfícies líquidas naturais a partir dos dados medidos pelo tanque classe A devese corrigir os dados pelo coeficiente de correção do tanque Ep E x q Onde Ep evaporação potencial E evaporação do tanque classe A q coeficiente do tanque Evaporação Velocidade do Vento km d1 a 2m Lei de Dalton A intensidade de evaporação é função direta da diferença entre a pressão de saturação do vapor de água no ar atmosférico e a pressão atual do vapor de água Segundo a lei de Dalton temse E C Psv Pv Onde E intensidade de evaporação C constante dependente de diversos fatores que interveem na evaporação Psv pressão de saturação do vapor de água a temperatura da água Pv pressão do vapor de água presente no ar atmosférico Evaporação Lei de Dalton adaptado por Fitzgerald E 12 1 031 W Psv Pv Onde E intensidade de evaporação mmmês W velocidade do vento a 2 metros da superfície Kmh Psv pressão de saturação do vapor de água a temperatura da água Pv pressão do vapor de água presente no ar atmosférico Evaporação Evapotranspiração Evapotranspiração É o processo conjunto da evaporação do solo mais a transpiração das plantas EVAPOTRANSPIRAÇÃO EVAPORAÇÃO TRANSPIRAÇÃO Transpiração Transpiração Resultado da extração de água contida no solo pelas raízes das plantas e liberação para a atmosfera pelos poros Água evaporada das plantas quando se dá o processo de fotossíntese e depende da espécie de cada planta do seu estágio de crescimento do meio ambiente e dos fatores climáticos ventos temperatura umidade relativa do ar insolação etc A evaporação devida à ação fisiológica dos vegetais isto é as plantas através de suas raízes retiram do solo a água para suas atividades vitais e parte dessa água é cedida à atmosfera sob a forma de vapor na superfície das folhas Transpiração Evapotranspiração Evapotranspiração Potencial Perda de água observada por evaporação e transpiração de uma superfície natural tal que esteja totalmente coberta e o teor de umidade supere a capacidade de campo A ETP é um conceito bastante utilizado na irrigação pois define a máxima quantidade de água para uma planta sendo função também do seu consumo Evapotranspiração Evapotranspiração Real Perda de água observada por evaporação e transpiração nas condições reais existentes de fatores atmosféricos e de umidade do solo A evapotranspiração real é no máximo igual ou menor que a Evapotranspiração Potencial Compreende 1 Evaporação dos corpos de água 2 Evaporação da água do solo 3 Evaporação da água interceptada das plantas 4 Transpiração das plantas Evapotranspiração Dependem da 1 Disponibilidade de água se não existir água para o processo se desenvolver não haverá uma evaporação e nem transpiração 2 Presença da vegetação se não existir vegetação não ocorrerá a transpiração 3 Radiação solar e ação dos ventos definem o poder de evaporação da atmosfera que é condicionada a absorver vapor dependendo da pressão Evapotranspiração Medição da Evapotranspiração Para a obtenção da taxa de evapotranspiração são utilizados três tipos de medição Medição por Lisímetros Medição pela Umidade do Solo Avaliação pelo Tanque Classe A Evapotranspiração Lisímetros Esquema Evapotranspiração Lisímetros Evapotranspiração Controla Precipitação Escoamento Infiltração e armazenamento Evapotranspiração Lisímetros Medidas de umidade do solo Sucessivas medidas da umidade do solo permitem por diferença estabelecer um valor de evapotranspiração na ausência de precipitação eou irrigação Evapotranspiração Capacidade de Campo Umidade próxima a umidade de saturação do solo geralmente ocorre após cessada a chuva e o excesso de água ter sido drenado por gravidade Esse conceito é bastante utilizado no meio agrícola para fins de irrigação Ponto de Murcha O ponto de murchamento define uma umidade muito baixa para a qual as plantas não sobrevivem EVT0 Exercícios Exercício 01 Determinar a Evapotranspiração Potencial com o auxílio de um Tanque Classe A na seguinte condição Mês de Julho na Cidade de Campinas conforme boletim meteorológico dado Considerar que o tanque está instalado em região com Cobertura Vegetal de Grama e com raio do centro do tanque até o limite da área a ser analisada com 500 metros YTOE PE GRAFICO1TXT CAMPINAS 19561982 27 anos 1983 LONGITUDE 22 54 S ALTITUDE 669000 Velocidade do Vento km d1 a 2m Posição do tanque R m Exposição A Tanque circundado por grama UR média Baixa 40 Média 40 70 Alta 70 Exposição A Tanque circundado por solo nu UR média Baixa 40 Média 40 70 Alta 70 Exercício 02 Com o auxílio do Nomograma de Thornthwaite Camargo e do boletim meteorológico de Campinas calcular a Evapotranspiração Potencial para a cidade de Campinas no mês de Maio PRES BARDOM TEMP MM COMP T E M P E R A T U R A G R A U S C RELAT LOSI 010 EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL mm 30 dias LAT JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ Exercício 03 Conforme boletim meteorológico da cidade de CampinasSP determinar a Intensidade de Evaporação em um reservatório de água para o mês de Agosto t 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 458 461 465 468 472 475 479 482 486 489 493 496 500 503 507 511 5114 518 522 526 529 533 537 541 545 549 553 557 561 565 569 575 577 581 585 589 593 597 602 606 610 614 619 623 627 632 635 641 645 650 654 659 664 668 701 706 711 716 721 726 731 736 741 751 757 762 767 772 778 783 788 794 799 805 810 816 821 827 832 838 844 849 855 861 867 873 879 885 891 897 903 909 915 921 927 933 940 946 952 959 965 971 978 984 991 998 1004 1010 1018 1024 1031 1038 1045 1052 1059 1066 1073 1090 1087 1094 1101 1108 1116 1123 1131 1138 1145 1153 1160 1168 1176 1183 1191 1199 1207 1214 1222 1230 1238 1246 1254 1262 1271 1279 1287 1295 1304 1312 1321 1329 1336 1346 1355 1363 1372 1381 1389 1403 1417 1426 1435 1444 1453 1462 1471 1481 1525 1538 1548 1558 1567 1577 1587 1597 1607 1617 1627 1637 1648 1658 1669 1679 1689 1700 1711 1721 1732 1743 20 1754 1764 1775 1786 1797 1820 1831 1842 1854 21 1865 1877 1886 1900 1911 1923 1935 1947 1959 1971 22 1983 2007 2019 2032 2044 2057 2069 2082 2094 23 2107 2120 2132 2145 2158 2171 2185 2198 2211 2214 24 2238 2251 2265 2279 2292 2306 2320 2334 2348 25 2376 2393 2400 2418 2433 2447 2462 2476 2491 25 2521 2536 2551 2566 2581 2590 2612 2627 2643 2658 27 2674 2690 2706 2721 2754 2776 2802 2819 2835 28 2850 2860 2870 2880 29 2955 2963 2975 3092 3010 3108 3128 3146 31 3004 3022 3039 3057 3075 3092 3110 3128 3146 3164 31 3182 3201 3219 3238 3256 3275 3293 3312 3331 3350 33 3370 3389 3408 3434 3467 3486 3506 3526 3546 FIM