Modelización con CFD del efecto de las condiciones de emplazamiento y manejo en las medidas del evaporímetro Clase-A P. Vidal-López 1, V. Martínez-Alvarez 2 , B. Gallego-Elvira2, B. Martin-Gorriz2 1
Universidad de Extremadura, Esc. Ing. Agrarias. Avda. Adolfo Suarez s/n. 6071 Badajoz (Spain). E-mail: pvidal@unex.es 2 Universidad Politécnica de Cartagena. Avda. Alfonso XIII 48. 30203, Cartagena Murcia (Spain).
Resumen Este trabajo estudia el efecto de las condiciones de manejo o emplazamiento de los tanques evaporímetros Clase-A en la tasa de evaporación registrada por los mismos. La metodología aplicada consiste en la modelización de la tasa de evaporación en el tanque mediante la ecuación de transferencia de masa, con la particularidad de que el coeficiente de trasferencia de masa o “función de viento” se deriva mediante la aplicación de la dinámica computacional de fluidos (Computational Fluid Dynamics, CFD). Este planteamiento para determinar la evaporación en masas de agua con CFD se basa en la analogía entre la transferencia de calor y de masa, que ha sido evaluada satisfactoriamente en trabajos previos de los autores para masas de agua poco profundas bajo las condiciones climáticas del sureste español. El trabajo plantea distintos escenarios que recogen los condicionantes más habituales que pueden afectar las medidas del tanque evaporímetro, como son: (1) las variaciones en el niveles de agua, (2) las variaciones en las condiciones del emplazamiento, ya sea por la presencia de irregularidades en el terreno o en la cubierta vegetal (terreno desnudo o con pradera de hierba), y (3) el empleo de mallas anti-pájaros, etc. Los resultados muestran una notable sensibilidad de la tasa de evaporación registrada en el tanque Clase-A a las condiciones de manejo y emplazamiento, especialmente en lo relativo al nivel de agua en el tanque. Palabras clave: evaporación, CFD, tanque Clase-A, función de viento.
CFD modelling of the effect of location and management conditions on Class-A pan evaporimeter measurements. Abstract Class-A tanks are widely used to derive open-water evaporation and evapotranspiration. The World Meteorology Organization (WMO) recommends the use of these standard evaporimeters. The impact of pan maintenance conditions and location has been analyzed in this study. A CFD-based (Computational Fluid Dynamics, CFD) methodology have been used to derive convective masstransfer coefficients (wind functions) which are required for estimating evaporation of water bodies with the mass-transfer method. The CFD-derived wind functions have been reported to provide good estimates of hourly and daily evaporation measurements in previous works of the authors. Several factors affecting the rate of pan evaporation have been considered: (1) variation in water level, (2) tank surroundings (bare soil, presence of vegetation) and (3) presence of bird nets. A remarkable sensitivity of tank evaporation to maintenance conditions and location has been observed. Up to 10% variation can be caused by the presence of bird nets and substantial differences are found when the water level decreases below the standard recommended level. The results of the study highlight that tank evaporation data should be used with caution for agronomical and environmental purposes, especially when maintenance is poor. Keywords: evaporation, CFD, Class-A pan, wind function.
668