INFORME PRACTICA 7

Universidad del Valle

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ingeniería de Recursos Naturales y del Ambiente

Ingeniería Agrícola

Hidrología

Introducción

El estudio del clima y de la dinámica del ciclo hidrológico de una determinada región se inicia con la medición de los diferentes parámetros que los componen: precipitación, evaporación, temperatura, humedad, vientos, caudales, niveles, etc, en este particular, la estación visitada, corresponde al orden de estaciones climatológicas principales, estas miden las variables: precipitación total y máxima, evaporación total y media, temperaturas máxima, media y mínima, humedad relativa, brillo solar total y medio, velocidad del viento y dirección, los días de lluvia; para ello se utilizan diferentes tipos de equipos e instrumentos ubicados estratégicamente en puntos denominados estaciones, las cuales en conjunto con los recursos humanos y logísticos conforman lo que se denomina “Red Hidroclimatológica”

Los datos recolectados en estas son analizados, procesados y publicados a la comunidad en general para su uso en diferentes campos tales como: Proyectos de suministro de agua, de riego, hidroeléctricos, de ordenamiento de cuencas, investigación etc. (CVC, 2007)

Objetivos

Conocer puntualmente una estación climatología principal.

Reconocer, describir y comprender el funcionamiento de cada uno de los instrumentos que componen la estación climatológica principal.

Identificar las causas de error en las distintas mediciones.

Realizar un a breve revisión bibliográfica de los nuevos instrumentos de medición de las estaciones climatológicas.

Instrumentos de medición

Pluviómetro

Las precipitaciones llegan al suelo en forma de lluvia, llovizna, nieve, granizo, etc. La medida de las precipitaciones permite determinar la distribución de las mismas en el tiempo y en el espacio. El objetivo fundamental de todo método de medida de las lluvias es obtener una muestra que sea verdaderamente representativa de la precipitación caída en la región a que se refiere la medición.

El pluviómetro y el pluviógrafo son los instrumentos más utilizados para medir y registrar, respectivamente, las cantidades de precipitación. (Sabogal, N. 1985)

El pluviómetro es el instrumento más sencillo y más comúnmente empleada para medir la cantidad de lluvia. Consta de varios elementos los cuales se muestran en la Figura 1. Es un recipiente metálico de forma cilíndrica; en su parte superior tiene una boca circular que recibe el agua lluvia la cual pasa por medio de un embudo a otro recipiente, también cilíndrico, denominado colector en el cual se almacena el agua para su posterior medición.

Figura 1. Pluviómetro básico.

Las características y normas más importantes de un pluviómetro son las siguientes:

a) El borde del colector debe tener una arista cortante, descender verticalmente en la parte interior y estar biselado en pendiente rápida en el exterior; los nivómetros se deben diseñar de modo que sean muy reducidos los errores debidos a la obturación parcial de la boca por la acumulación de nieve húmeda en sus bordes.

b) La superficie de la boca debe conocerse con una precisión del 0,5 % y la construcción del dispositivo debe ser de manera que esta superficie sea constante.

c) El colector debe estar diseñado de modo que se evite toda clase de salpicadura; esto puede lograrse dando la suficiente profundidad a la pared vertical y una inclinación bastante pronunciada al embudo (como mínimo 45°);

d) El cuello del tubo colector debe ser estrecho y estar bien protegido de la radiación para minimizar las pérdidas de agua por evaporación;

e) Cuando parte de la precipitación cae en forma de nieve o granizo, el embudo debe ser bastante profundo para almacenar la caída de estos de un día; es importante para impedir que la se amontone fuera del embudo.

Los pluviómetros utilizados en lugares donde sólo se pueden efectuar lecturas semanales o mensuales, deben tener un diseño similar al del tipo usado para lecturas diarias, pero con un colector de mayor capacidad y una construcción más sólida.

Existen dos métodos para medir la lluvia recogida en el pluviómetro:

a) Con una probeta.

b) Con una reglilla.

El primero es más conveniente para los pluviómetros de lectura diaria, mientras que para los de lectura semanal o mensual es preferible el segundo.

La probeta, es un cilindro de vidrio o plástico transparente sobre el cual esta indicado el tamaño del pluviómetro con que debe ser empleada. Las graduaciones, finalmente grabadas, están separadas cada 0.2 milímetros de lluvia.

La reglilla, es de madera y sus graduaciones corresponden a milímetros y décimos de precipitación. Las lecturas diarias deben redondearse a los 0,2 mm más cercanos y de preferencia a la décima de milímetro más próximo, y las lecturas semanales o mensuales pueden redondearse al milímetro más cercano.

Las observaciones de precipitación se realizan diariamente a la 7 de la mañana. La cantidad de lluvia calda en un día (total diario) se cuenta desde las 7 de (a mañana de ese día hasta las 7 de la mañana del día siguiente (07-07).

Nota: La cantidad de precipitación se mide en milímetros. Decir que llovió un milímetro, significa que cayó un litro de agua en cada metro cuadrado de terreno. (Sabogal, N. 1965)

Errores de las lecturas

El uso de probetas o varillas de medición sin graduación exacta.

El derrame de parte del líquido cuando es transferido a la probeta y la incapacidad de trasvasar toda el agua del receptor a la probeta.

Pueden producirse pérdidas por evaporación.

Zonas con alta velocidad de viento generan errores en la medida.

No realizar las mediciones bajo una misma hora diaria.

Pluviógrafo

Los pluviógrafos (Figura 2) son pluviómetros que permiten obtener un registro continuo de las caídas de lluvia. Se utilizan para los siguientes fines:

a) Determinar las horas de comienzo y terminación de la lluvia.

b) Determinar la intensidad de la lluvia en todo momento.

Aunque existen diferentes clases de pluviógrafos el que se usa en Colombia es el flotador.

En este tipo de instrumento la lluvia recogida va a parar a un recipiente que contiene un flotador liviano; el movimiento vertical del flotador, como consecuencia de la elevación del nivel del agua, se transmite por medio de un mecanismo apropiado a la pluma que traza el diagrama.

Figura 2. Pluviógrafo.

El instrumento dispone de un medio automático para desocupar rápidamente el recipiente cada vez que esté lleno y para que la pluma vuelva a la parte baja del diagrama. (Sabogal, N. 1965)

Errores de las lecturas

Daño del pluviógrafo por falta de mantenimiento, lo cual puede generar que la plumilla no se mueva como de ser para indicar los datos correctos, o que el sistema de evacuación del agua no se de la manera correcta cuando la capacidad de agua en el pluviógrafo llega a su tope.

Cuando el papel en el cual va quedando registrado los datos se moja y por lo tanto se borra el grafico hecho por la plumilla.

Psicrómetro

En Meteorología es muy importante el concepto de humedad del aire atmosférico, que la definiremos como el "contenido de vapor de agua en el aire". Existen varios métodos de medir la humedad, siendo el más usado, y probablemente el más representativo, el de humedad relativa, que es "la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua que tiene el aire y el máximo que podría contener a una temperatura y presión determinada". Para al ser humano lo ideal es que se encuentre entre el 50 y el 70%.

En los observatorios meteorológicos se utiliza para medir la humedad relativa del aire, la tensión del vapor y el punto de rocío, el psicrómetro (ver figura 3). Este aparato consta de un par de termómetros iguales, cuyos depósitos se mantienen, el uno seco -"termómetro seco", que mide la temperatura del aire- y el otro llamado -"termómetro húmedo"-, tiene el depósito recubierto con una vaina de muselina humedecida por medio de una mecha que la pone en comunicación con un depósito de agua destilada. Viendo la diferencia de medida que existe entre ambos y con la ayuda de unas tablas para cada lugar de observación, se establece el valor de la humedad relativa.

El funcionamiento es fácil de comprender: el agua que empapa la muselina se evapora, y como para ello necesita calor se lo roba al termómetro, cuya temperatura, naturalmente, baja. El agua evaporada es reemplazada por la que llega a través de la mecha. El transporte se ajusta automáticamente, estableciéndose un régimen estacionario dependiente de la velocidad de evaporación, en el cual llega al termómetro exactamente la misma cantidad de agua que se evapora; ni más ni menos.

La velocidad de evaporación, depende de la humedad relativa del aire, pues si el aire está saturado es evidente que no podrá admitir ninguna nueva cantidad de vapor, mientras que si está muy seco la evaporación habrá de ser muy activa. El descenso de la temperatura depende de la humedad relativa y de la temperatura

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