Aula 3 (Hidrologia) - slides

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Centro Universitário Estácio Juiz de Fora 
- campus Rio Branco 
 
 
Faculdade de Engenharia Civil 
 
Disciplina “Hidrologia” 
 
 
 
Professor: Engº. Mauro Gomes Bastos 
CICLO HIDROLOGICO 
 
 A troca contínua de água, na hidrosfera (conjunto das partes 
líquidas da Terra), entre a atmosfera e as águas superficiais, do solo, 
subterrâneas e das plantas é chamada cientificamente de “ciclo 
hidrológico” ou vulgarmente de “ciclo da água”. Esta troca contínua de 
água é alimentada pela energia do Sol, que provoca a evaporação, pela 
força da gravidade, que provoca a precipitação e pela força dos ventos. 
 
 A água dos oceanos e dos continentes evapora (sob a ação do 
sol), se desloca (sob a ação dos ventos) e se precipita (sob a ação da 
gravidade). A água está sempre em movimento, e é graças a isto que 
ocorrem: a chuva, a neve, os rios, lagos, oceanos, as nuvens e as águas 
subterrâneas. 
 Nos continentes, a água precipitada pode seguir os 
diferentes caminhos: 
 
. infiltra e percola (passagem lenta de um líquido através de um 
meio) no solo ou nas rochas, podendo formar aquíferos (lençóis 
freáticos e cavernas subterrâneas), ressurgir na superfície na 
forma de nascentes, fontes, pântanos, ou alimentar rios e lagos; 
 
. flui lentamente entre as partículas e espaços vazios dos solos e 
das rochas, podendo ficar armazenada por um período muito 
variável, formando os aquíferos; 
. escoa sobre a superfície, nos casos em que a precipitação é maior do 
que a capacidade de absorção do solo; 
 
. evapora retornando à atmosfera. Em adição a essa evaporação da 
água dos solos, rios e lagos, uma parte da água é absorvida pelas 
plantas. Essas, por sua vez, liberam a água para a atmosfera através 
da transpiração. A esse conjunto, evaporação mais transpiração, dá-se 
o nome de evapotranspiração; 
 
. congela formando as camadas de gelo nos cumes de montanha e 
geleiras. 
 Vale lembrar que, do volume de água do Planeta Terra, 97% 
são de água salgada e 3% são de água doce. 
 
 Do volume de água doce (não salgada): 
 
. 77% encontra-se congelada (geleiras e topos de montanhas 
elevadas); 
. 22% são de água subterrânea; 
. 1% é encontrada em rios, lagos e na atmosfera, sendo as de mais 
fácil acesso ao consumo humano. 
COMPONENTES DO CICLO HIDROLÓGICO 
 
 A água “aparece” em vários lugares e em várias fases (na 
superfície, dentro e sobre a Terra). A transformação de uma fase em 
outra e o movimento de um para outro local constitui o ciclo 
hidrológico, que é um sistema fechado, ou seja, sem começo nem 
fim, e se divide nas seguintes fases: 
. Evaporação; 
. Transpiração; 
. Condensação; 
. Precipitação; 
. Infiltração; 
. Interceptação; 
. Escoamento Superficial; 
. Cursos D’água. 
1. EVAPORAÇÃO 
 
 Evaporação é o conjunto dos fenômenos de natureza física 
que transformam em vapor a água da superfície do solo, dos cursos 
de água, dos lagos, dos reservatórios de acumulação, dos mares e 
das retidas nos vazios do solo. 
 
 
 Assim, a evaporação é o processo físico no qual se transfere 
água do estado líquido para a atmosfera no estado de vapor, 
provocado pela ação, sobre qualquer superfície líquida, da radiação 
solar, da força dos ventos ou outras fonte de energia. 
 
 
 A taxa de evaporação depende da temperatura da água e 
da umidade relativa da camada de ar imediatamente acima da 
superfície da água. A radiação solar fornece a energia para a 
evaporação, aquecendo tanto a água quanto o ar. A taxa de 
evaporação também está relacionada com o vento, que carrega o 
vapor para longe da superfície da água, mantendo a umidade do ar 
(umidade relativa) baixa, e também pode aumentar a evaporação 
pela perturbação causada na superfície da água. 
1.1. Fatores que influenciam o processo de evaporação 
 
Pode-se dizer que a ocorrência da evaporação em uma bacia 
hidrográfica é função de: 
 
. Radiação Solar: é a principal fonte de energia para o processo de 
evaporação. A quantidade de radiação emitida pelo Sol que atinge a 
superfície terrestre não é uniforme, variando com a posição 
geográfica, a presença de gases na atmosfera, a época do ano e as 
condições climáticas locais; 
. Temperatura do Ar: quanto maior a temperatura mais rápido 
ocorre o processo de evaporação e menor é a capacidade do ar em 
reter partículas de água; 
 
. Pressão Atmosférica: Pressão exercida pelos vários gases 
contidos na atmosfera, inclusive o vapor d’água, afeta a quantidade 
de vapor que a atmosfera pode absorver; 
 
. Pressão de Vapor: A pressão de vapor é devida a evaporação da 
água e quanto maior for essa pressão tanto maior será a umidade 
do ar. O valor máximo da pressão de vapor é dita pressão de 
saturação de vapor, nessas condições o ar é dito saturado e não 
mais absorve umidade; 
. Umidade Relativa do Ar: é a quantidade de vapor de água 
presente no ar, definida como a razão entre a concentração de 
vapor de água existente no ar e a concentração de saturação de 
vapor de água no ar, expressa em porcentagem. Quando o ar está 
saturado, a umidade relativa é igual a 100%. 
 
 É a relação entre a quantidade de água existente no ar 
(umidade absoluta) e a quantidade máxima que poderia haver na 
mesma temperatura (ponto de saturação). Ela é um dos indicadores 
usados na meteorologia para se saber como o tempo se comportará 
(fazer previsões). 
 Mede-se a umidade relativa do ar utilizando-se o 
psicrômetro (ou termo-higrômetro), um aparelho simples dotado de 
dois termômetros: um que é mantido com o bulbo livre (chamado de 
termômetro de bulbo seco) e um cujo bulbo é envolvido em tecido 
de algodão, que absorve água (chamado de termômetro de bulbo 
úmido). Os valores da temperatura obtidos são levados a uma 
“tabela psicrométrica” para a obtenção da umidade relativa do ar no 
ambiente. 
 
. Natureza da 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; 
 
. Vento: o vento atua no sentido de renovar o ar saturado acima da 
superfície evaporante (ele retira o ar com maior umidade ou 
saturado e repõe com ar mais seco), permitindo sempre a 
ocorrência de um gradiente de concentração de vapor. 
 As substâncias químicas estão em um estado constante 
de evaporação e condensação perto de suas superfícies, onde 
moléculas mais energéticas conseguem escapar do líquido e 
formar gases, basta que elas tenham energia suficiente para 
vencer a força de coesão aplicada pela tensão superficial do 
líquido. Isso é possível porque na realidade as partículas de uma 
substância não estão todas com a mesma energia cinética, cada 
uma está a uma certa velocidade, algumas mais rápidas, outras 
mais lentas, e roupas secando no varal são um exemplo disso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Foto: Michael Gäbler / via Wikimedia Commons / CC-BY-SA 3.0