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Evaporacin: Definición, Factores, Tipos, Aplicaciones e Importancia

plantas de tratamiento de aguas

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Definición de Evaporación

La evaporación se define como un proceso físico, que consiste en el paso lento y gradual de un estado líquido hacia un estado gaseoso, tras haber adquirido suficiente energía para vencer la presión superficial.

A instancias de la Hidrología, la evaporación es una de las variables hidrológicas importantes que entrarán en juego a la hora de establecer el balance hídrico de una determinada cuenca hidrográfica o parte de esta. La energía lo que hace es intensificar el movimiento de las moléculas y las partículas comienzan a escaparse en forma de vapor. Esto presupone que la energía cinética superará la fuerza de cohesión aplicada por la tensión de la superficie, hecho por el cual, la evaporación se dará con mayor fluidez y rapidez cuando la temperatura sea alta.

¿Cómo se desarrolla el proceso de evaporación?

Llegado un momento del calentamiento, la sustancia en estado líquido adquiere la energía y fuerza necesaria para vencer la tensión superficial que la domina, cuando toda la masa líquida alcanza ese punto de ebullición o conocido también como hervor, comienza la evaporación de la misma y a más calentamiento, es decir, si no se suspende el calentamiento del líquido, menos de esa sustancia quedará, porque inmediatamente se transformará en vapor y una vez así desaparecerá. Si bien como decíamos, la evaporación será más rápida cuanta más alta sea la temperatura, a diferencia de lo que ocurre con el contrario proceso de ebullición, en el cual la temperatura debe ser alta para que se suceda, la evaporación puede producirse a cualquier temperatura.

 

Factores que influyen en la tasa de evaporación.

  • Concentración de la sustancia que se evapora en el aire:

La alta concentración que pueda poseer el aire, permitirá la evaporación del mismo de una manera más despacio.

  • Concentración de otras sustancias en el aire:

Cuando el aire se encuentra saturado por otras sustancias, puede tener una calidad inferior para la sustancia que se evapora.

  • Tasa de flujo de aire:

El movimiento del aire fresco sobre la sustancia de manera constante, ocasiona menos probabilidades a tal sustancia de subir con el tiempo, potenciando así una evaporación más rápida. Esto resulta en una capa divisoria en la superficie de evaporación que disminuye con la velocidad de flujo, disminuyendo la distancia de difusión en la capa estancada.

  • Concentración de otras sustancias en el líquido:

Si el líquido contiene otras sustancias, tendrá una capacidad inferior para la evaporación.

  • Temperatura de la sustancia:

Cuando la sustancia está mas caliente, la evaporación será más rápida

  • Fuerzas intermoleculares:

Entre mayores son las fuerzas que mantienen las moléculas juntas en el liquido, más energía será necesaria para evaporarlas.

  • Área superficial:

La sustancia que posee un área superficial más grande se evaporará más rápido, debido a la existencia de más moléculas superficiales que poseen la capacidad de escaparse.

  • Calentamiento:

Cuánto mas grueso es el recipiente donde se está calentando, más se reduce la evaporación del agua debido a que se dedica menos calor a la propia evaporación.

 

Importancia de la Evaporación

En el ciclo del agua y a instancias del clima, la evaporación resultará ser un proceso muy importante, porque cuando el sol calienta una superficie de una masa de agua, el líquido inmediatamente se evaporará y se transformará en nube y al producirse la precipitación en forma de rocío, lluvia o nieve, el agua vuelve a la cuenca y se completa el ciclo. Otros aspectos atmosféricos, como puede ser el viento, también pueden incidir en este proceso.

En tanto, dentro del proceso de evaporación nos podremos encontrar con el fenómeno de enfriamiento evaporativo que se produce cuando las moléculas alcanzan una energía importante y comienzan a evaporarse y la temperatura del líquido en cuestión se reduce considerablemente.

Aplicaciones de la evaporación

Secado:

Cuando se cuelga ropa en cuerdas, aunque la temperatura del ambiente esté por debajo del punto de ebullición, el agua se evaporará. En el caso de las secadoras, el aire caliente pasa por las prendas de ropa, generando una evaporación rápida del agua.

Combustión:

Las gotas de combustible se vaporizan cuando reciben calor, mezclándose con los gases calientes en la cámara de combustión. El calor o energía puede ser recibido por radiación de cualquier pared refractaria caliente de la cámara de combustión.

Deposición de capas:

Evaporando una sustancia y condensándola en un sustrato, es posible depositar capas delgadas.

Evaporación en vacío:

Se utilizada en la industria alimentaria para la conservación de alimentos, mientras que en otras industrias para el recubrimiento de diversos materiales. Este proceso consiste en reducir el contenido de agua o algún otro solvente de una solución, deshidratándola.

En la industria de alimentos, la presión a la que se encuentra un recipiente conteniendo un líquido, es reducida a un valor inferior al valor de la presión de vapor del líquido, de forma tal que el líquido se evapora a una temperatura de ebullición normal.

En las industrias de semiconductores, microelectrónica y óptica, la evaporación al vacio es utilizada como una forma de deposición física de vapor, la cuál puede definirse como un proceso de deposición de partículas delgadas de material sobre superficies. Esta técnica consiste en llevar la presión dentro de la cámara de vacio a valores inferiores a 10-5 torr y calentar el material que se desea evaporar, produciéndose un flujo de vapor que se deposita en la superficie de sustrato a tratar.

Tipos de evaporación

  • Evaporación por aumento de la temperatura:

Para evaporar un líquido o concentrar una disolución, se utilizan baños de agua u otras fuentes de calor. Cuando se trabaja con disolventes inflamables no se debe someter a la llama directa. Si los vapores del disolvente son nocivos para la salud, se debe trabajar en vitrina extractora y tomar las precauciones adecuadas.

Este tipo de evaporación es muy común en el secado de un solido húmedo.

  • Evaporación por disminución de la presión:

Se utiliza para el secado de una substancia a temperatura ambiente, cuando la sustancia es inestable a temperatura mas elevadas. Se introduce la muestra en su desecador de vacio, en presencia de una substancia o agua desecante.

  • Evaporación por combinación de efectos:

Una operación frecuente en un laboratorio de química, es la eliminación del disolvente orgánico volátil de una solución de un compuesto orgánico, tal como sucede al finalizar un proceso de extracción. La eliminación rápida de grandes cantidades de un disolvente orgánico, se efectúa mediante la utilización de un equipo denominado rotoevaporador.

La evaporación tiene lugar a presión reducida, la cuál se produce por una bomba de vacío y a temperaturas moderadas.

La eliminación de vapores por calentamiento y aplicación simultanea de vacio, se puede realizar también en estufas de vacio, que disponen de un regulador de temperatura como también de una conexión para el vacío. Tales estufas también son utilizadas en el secado de sólidos.

Diferencia entre la evaporación y ebullición

La evaporación se diferencia de la ebullición, debido a que en esta ultima (ebullición) se produce la liberación afectando a toda la masa del líquido, el cuál ha adquirido una temperatura que no permite que continúe en forma liquida, puesto que ya todas sus moléculas están cargadas con la suficiente energía como para salir del liquido; Mientras que la evaporación, se suscita en las moléculas de mayor energía, las cuáles son superficiales y en forma lenta.

Determinación de la evaporación

La evaporación puede medirse de forma directa desde pequeñas superficies de aguas naturales o artificiales tales como tanques de evaporación, o mediante de evaporímetros o lisímetros, los cuáles poseen una superficie porosa embebida en agua y se ubican en condiciones tales, que la medición es condicionada por las características meteorológicas de la atmósfera tales como grado higrométrico, temperatura, insolación, viento, etc.

Las tasas de evaporación observadas de esta forma, pueden ser consideradas como máximas y permiten dar una buena aproximación del poder evaporante de la atmósfera. La aplicación de dichos valores máximos diversos coeficientes de reducción y la comparación de los resultados corregidos con los suministrados por las formulas de evaporación, permitirán la deducción de los valores mas probables de las tasas de evaporación aplicables a la superficie de interés.

 

Evaporación Valoración
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Sobre el Autor

Fibras y Normas de Colombia S.A.S.

Fibras y Normas de Colombia es una empresa que ha sido fundada desde el 2004 y se ha encargado de suministrar agua potable a todos los rincones del país, con la finalidad de llevar hasta los lugares mas recónditos el beneficio de este magnifico recurso natural. Ademas, enfatizamos las prioridades de las personas y nos involucramos en proyectos educativos para compartir los conocimientos en la ciencia del tratamiento de aguas, para impartir nuevas tecnologías que favorezcan el desarrollo de la omnisciencia.

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