Aula 06- Evaporação-e-evapotranspiração-2019-1

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Hidrologia
Evaporação e 
Evapotranspiração
Conceitos
• A evaporação e a evapotranspiração
ocorrem quando a água líquida é
convertida para vapor de água e
transferida, neste estado, para a
atmosfera.
• O processo somente poderá ocorrer
naturalmente se houver ingresso de
energia no sistema, proveniente do
sol, da atmosfera, ou de ambos e,
será controlado pela taxa de
energia, na forma de vapor de água
que se propaga da superfície da
Terra.
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Evaporação
Superfície 
líquida
Solo
Evapotrans-
piração
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Evaporação (E) – Processo pelo qual se transfere água do
solo e das massas líquidas para a atmosfera. No caso da água no
planeta Terra ela ocorre nos oceanos, lagos, rios e solo.
Transpiração (T) – Processo de evaporação que ocorre
através da superfície das plantas. A taxa de transpiração é função
dos estômatos, da profundidade radicular e do tipo de vegetação.
Conceito
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• Perda por evaporação (E) – é o
volume de água evaporada por
unidade de área horizontal (expressa
em mm) durante um certo período
de tempo.
• Intensidade de evaporação(mm/h)
– é a velocidade com que se
processa as perdas por evaporação.
Grandezas Características da Evaporação
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• Cálculos de perdas de água em reservatórios e cálculos de
necessidades de irrigação.
• Cálculo do balanço hídrico: Q = P – E
• Operação de reservatórios: Vol, Área = f(cota)
Vol
Área,Volume
Cota
Demandas
Q
Importância da Evaporação
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• Temperatura
• Pressão Atmosférica
• Pressão de Vapor
• Umidade Relativa
• Vento
• Radiação Solar
• Natureza da Superfície
Fatores que influenciam na Evaporação
Nuvem de chuva sobre a Amazônia. O vapor d'água proveniente
da transpiração das plantas e da evaporação na floresta pode ter
impacto sobre as precipitações no resto do país (foto: Margi Moss).
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A transpiração ocorre desde as
raízes até as folhas, pelo sistema
condutor, pelo estabelecimento de
um gradiente de potencial desde o
solo até o ar. Quanto mais seco
estiver o ar (menor Umidade
Relativa), maior será esse gradiente.
Processo de Transpiração no Sistema Solo Planta Atmosfera.
Definições
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Processo de Transpiração no Sistema Solo Planta Atmosfera.
Definições
Evapotranspiração (ET)
Processo simultâneo de
transferência de água para a
atmosfera através da
evaporação (E) e da
transpiração (T).
TEET 
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Evapotranspiração Potencial 
(ETP)
Quantidade de água
transferida para a atmosfera por
evaporação e transpiração, em
uma unidade de tempo, de uma
superfície extensa,
completamente coberta de
vegetação de porte baixo e bem
suprida de água (Penman, 1956)
Evapotranspiração real 
(ETR)
Quantidade de água
transferida para a atmosfera por
evaporação e transpiração, nas
condições reais (existentes) de
fatores atmosféricos e umidade
do solo. A ETR é igual ou menor
que a evapotranspiração
potencial (Gangopadhyaya et al,
1968)
Definições
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Fórmula Geral da Evaporação
A primeira equação para o calculo da evaporação de uma 
superfície foi proposta por Dalton em 1928:
E = C (es-e)
Onde C = função de vários elementos meteorológicos
es = pressão de saturação à temperatura da superfície
e = pressão de vapor do ar
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Muitos Estudos ...
Existem muitos estudos visando à determinação da taxa de 
evaporação de uma superfície. 
São geralmente dirigidos em dois sentidos: 
(i) Aparelhos (medições)
(ii) Elaboração de fórmulas teórico-empíricas 
Medições (Aparelhos)
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Evaporímetros
• São instrumentos que possibilitam uma medida
direta do poder evaporativo da atmosfera,
estando sujeitos aos efeitos da radiação,
temperatura, vento e umidade.
• Evaporímetros: Os mais conhecidos são os
atmômetros e os tanques de evaporação
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Evaporímetros
• Atmômetros: Dispõem de um recipiente com água
conectado a uma placa porosa, de onde ocorre a
evaporação.
• O mais comum entre eles é o de Piché, constituído de
um tubo de vidro de 11cm e discos planos horizontais de
papel de filtro, com 3,2 cm de diâmetro, ambos os lados
são expostos ao ar.
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Evaporímetros
• Tanques de Evaporação:
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Podem ser reunidos em quatro classes: 
• Enterrados
• Superficiais
• Fixos
• Flutuantes
•O mais usado em nível mundial é o Tanque Classe A
Evaporímetros : Atmômetros e Tanques de 
Evaporação
Atmômetros: Equipamentos
que dispõem de um recipiente
com água conectado a uma
placa porosa, de onde ocorre a
evaporação. Ex. de Piché, Bola
preta e branca, e Bellani.
Tanques de Evaporação
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Tanque Classe A
• O mais usado em nível mundial - tem forma circular com
um diâmetro de 121 cm e profundidade de 25,5 cm.
Construído em aço ou ferro galvanizado, deve ser
pintado na cor alumínio e instalado numa plataforma de
madeira a 15 cm da superfície do solo. Deve
permanecer com água variando entre 5,0 e 7,5 cm da
borda superior.
• Aumenta a temperatura devido ao pequeno volume.
• O fator que relaciona a evaporação de um reservatório e
do tanque classe A oscila entre 0,6 e 0,8, sendo 0,7 o
valor mais utilizado.
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Tanque Classe A
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Medição
Tanque "Classe A" – US Weather Bureau
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Medição
Tanque classe A
Evapotranspiração
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• É considerada como a perda de água por evaporação do
solo e transpiração das plantas.
• A evapotranspiração é importante para o balanço hídrico de
uma bacia como um todo, e principalmente, para o balanço
hídrico agrícola, que poderá envolver o cálculo da necessidade
de irrigação.
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Compreende:
1. Evaporação dos corpos de água;
2. Evaporação da água do solo;
3. Evaporação da água interceptada das plantas;
4. Transpiração das plantas.
Depende 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 reinante
Definições
Métodos de Estimativa da Evapotranspiração
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• Medidas diretas
• Métodos baseados na temperatura
• Balanço Hídrico
•Outros métodos
Métodos de Estimativa da Evapotranspiração
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• Medidas Diretas
O processo mais correto para a determinação da
evapotranspiração é através de lisímetros.
São aparelhos constituídos de um reservatório de solo
(volume mínimo de 1 m3) provido de um sistema de drenagem
e instrumentos de operação (medidores, válvulas,etc).
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Lisímetro
Métodos Baseados na Temperatura
• Os principais métodos para o cálculo da evapotranspiração
com base em medidas de temperatura são:
• Método de Thornthwaite
• Método de Blaney e Criddle
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Método de Thornthwaite
• Baseado somente na 
temperatura
• Ajustada a dados de climas 
temperados dos Estados 
Unidos
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a = 67,5 . 10-8 I3 - 7,71. 10-6 I2 + 0,01791 I + 0,492
ETP mensal
T = temperatura média do ar (°C) 
Fc = fator de correção em função 
da latitude e mês do ano;
ti = temperaturas do mês 
analisado em oC
I = índice de calor
Método de fácil uso devido ao 
uso apenas da precipitação;
Tende a subestimar a EVT em 
várias regiões do Brasil, já que 
foi desenvolvida para clima 
temperado
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Para estimar evapotranspiração potencial mensal
T = temperatura média do mês (oC)
a = parâmetro que depende da região
I = índice de temperatura e j cada um dos meses do ano
Método de Thornthwaite (quando se 
dispõe de poucos dados)
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Exemplo
Mês Temperatura
Janeiro 24,6
Fevereiro 24,8
Março 23,0
Abril 20,0
Maio 16,8
Junho 14,4
Julho 14,6
Agosto 15,3
Setembro 16,5
Outubro 17,5
Novembro 21,4
Dezembro 25,5
Calcule a evapotranspiração
potencial mensal para o mês de
Agosto de 2006 em Porto Alegre
onde as temperaturas médias
mensais são dadas na figura
abaixo. Suponha que a
temperatura média de agosto de
2006 tenha sido de 16,5°C.
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Exemplo - solução
O primeiro é o cálculo do coeficiente I a partir das temperaturas
médias obtidas da tabela. O valor de I é 96. A partir de I é
possívelobter a= 2,1. Com estes coeficientes, a
evapotranspiração potencial é:
Portanto, a evapotranspiração potencial estimada para o mês de
agosto de 2006 é de 53,1 mm/mês.
(1)
(2)
Método de Blaney e Criddle
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Utiliza a temperatura média mensal e um fator ligado ao
comprimento do dia.
E = (t-0,5T) p x K onde:
E = evapotranspiração potencial mensal (mm)
t = temperatura média mensal (oC)
T = temperatura média anual (oC)
P = percentagem de horas diurnas do mês sobre o total de horas diurnas 
do ano
K = coeficiente empírico mensal, que depende da cultura, do mês e da 
região (tabela)
Método de Blaney e Criddle
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Coeficientes de evapotranspiração “K” para as plantas cultivadas, 
segundo Blaney e Criddle
Método do Balanço hídrico
• A evapotranspiração pode ser estimada, também, pela
medição das outras variáveis que intervêm no balanço
hídrico de uma bacia hidrográfica.
• Neste caso, as estimativas não podem ser feitas
considerando o intervalo de tempo diário, mas apenas o
anual, ou maior.
• Isso ocorre porque, dependendo do tamanho da bacia,
as águas das chuvas podem permanecer vários dias ou
meses no interior da bacia antes de sair escoando pelo
exutório.
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Método do Balanço hídrico
• Para estimar a evapotranspiração por balanço hídrico de
uma bacia é necessário considerar valores médios de
escoamento e precipitação de um período relativamente
longo, idealmente superior a um ano.
• A partir daí é possível considerar que a variação de
armazenamento na bacia pode ser desprezada e a
equação de balanço hídrico se reduz à equação
seguinte:
E = P- Q
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Método do Balanço hídrico
• Método de estimativa simples com base nos dados precipitação e
vazão de uma bacia.
• A equação da continuidade
S(t+1)=S(t) + (P –E - Q)dt
• Desprezando a diferença entre S(t+1) – S(t) 
Q= P- E
• Simplificação aceita para dt longos como um ano ou seqüência de 
anos.
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• Exemplo:
Uma bacia (Rio Passo Fundo) com Precipitação
média 1941 mm e Vazão de 803 mm (valores médios de
10 anos). A evaporação real é
E= 1941 – 803 = 1137 mm
O coeficiente de escoamento é a relação entre Q/P
C = 803/1941 = 0,41 
ou 41% da precipitação gera escoamento. 
Balanço hídrico
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Balanço hídrico - exemplo
Uma bacia de 800 km2 recebe anualmente 1600 mm de 
chuva e a vazão média corresponde a 700 mm. Qual a 
evapotranspiração anual?
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Balanço hídrico - solução
A evapotranspiração pode ser calculada por balanço hídrico
da bacia desprezando a variação do armazenamento na
bacia:
E = 1600-700 = 900mm
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mm/ano m3/s
A = Área da bacia
Q = vazão
Conversão de Unidades
Conclusões
• Grandes incertezas na determinação da
evapotranspiração
• Balanço hídrico permite controle num período longo
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Referências Bibliográficas
• Notas de Aula e apresentações do prof. Walter Collischonn
– IPH/UFRGS
• Notas de Aula e apresentações do prof. Carlos Tucci –
IPH/UFRGS
• Villela, S.M, Mattos,A – Hidrologia Aplicada – Mc Graw Hill
• Pinto,N.L.S.,Holtz,A.C.T.,Martins,J.A.,Gomide,F.L.S.-
Hidrologia Básica – Ed. Edgard Blucher Ltda.
• Notas de Aula e apresentação do prof. Carlos Galvão e
Maria Isabel Mota Carneiro (UFCG)
• Notas de Aula do Departamento de Hidráulica e
Saneamento – Grupo de Recursos Hídricos - Universidade
Federal da Bahia