“AÑO DE LA CONSOLIDACION DEL MAR DE GRAU”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN ANTONIO ABAD DEL CUSCO
ESCUELA PROFECIONAL INGENIERÍA CIVIL
HIDROLOGÍA -INFORME DE LA VISITA GUIADA AL OBSERVATORIO METEOROLÓGICO DE PERAYOC-
Docente: ING. LOAIZA-SCHIAFFINO-CARLOS HUGO
Integrantes: BARAZORDA COA URIEL CARPIO OVIEDO JONATHAN HANCCO DAZA ELIAS
2015-V
021002 130712 124756
UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V ÍNDICE CONTENIDO OBJETIVOS.................................................................................................... 3 INTRODUCCIÓN............................................................................................ 3 I.
MARCO TEORICO-CONCEPTUAL..........................................................4 1. OBSERVATORIO METEOROLOGICO DE PERAYOC...........................4 2. METEOROLOGIA................................................................................. 4 3. METEOROS.......................................................................................... 4 4. LLUVIA................................................................................................. 5 5. VIENTOS.............................................................................................. 5 6. PRESION ATMOSFERICA....................................................................5 7. HUMEDAD........................................................................................... 5 8. RADIACION SOLAR............................................................................. 5 9. TEMPERATURA................................................................................... 5 10.
PUNTO DE ROCIO............................................................................5
II. NSTRUMENTOS CONVENCIONALES METEOROLOGICOS QUE DISPONE LA ESTACION METEOROLOGICA DE PERAYOC........................6 1. ACTINÓMETRO.................................................................................... 6 2. HELIÓGRAFO....................................................................................... 6 3. TERMÓMETRO.................................................................................... 7 4. GARITA METEOROLÓGICA.................................................................7 5. TERMÓMETRO DE MÁXIMOS Y MÍNIMOS........................................8 6. TERMOHIGRÓGRAFO.........................................................................8 7. EVAPORIMETRO.................................................................................. 8 8. EVAPORIGRAFO.................................................................................. 9 9. BAROGRAFO....................................................................................... 9 10.
PLUVIOMETRO................................................................................. 9
11.
PLUVIÓGRAFO............................................................................... 10
12.
VELETA TIPO WILD.......................................................................10
13.
ANEMÓMETRO............................................................................... 10
III. INSTRUMENTO AUTOMÁTICA QUE DISPONE LA ESTACIÓN METEOROLOGICA DE PERAYOC...............................................................11 1. ESTACIÓN AUTOMATICA DAVIS......................................................11 IV. COMPARACIÓN ENTRE LOS INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS CONVENCIONALES Y AUTOMÁTICAS.......................................................12 VENTAJAS DE LA ESTACIÓN AUTOMATICA DAVIS..............................12
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V DESVENTAJAS DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA DAVIS................13 VENTAJAS DE LAS ESTACIONES METEOROLÓGICAS CONVENCIONALES................................................................................. 13 DESVENTAJAS DE LAS ESTACIONES METEOROLOGICAS CONVENCIONALES................................................................................. 13 V. CONCLUSIONES DE LA VISITA GUIADA A LA ESTACION METEOROLOGIA DE PERAYOC..................................................................14 VI. RECOMENDACIONES SOBRE LA VISITA GUIADA A LA ESTACIÓN METEOROLÓGIA DE PERAYOC..................................................................14 BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………………… ………………………… 15
HIDROLOGIA – ESTACIÓN METEOROLÓGICA DE PERAYOC
UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V OBJETIVOS Conocer los diferentes instrumentos meteorológicos del observatorio meteorológico de Perayoc. Apreciar el funcionamiento de los instrumentos meteorológicos convencionales y automáticos. Conocer la diferencia entre
los
aparatos
meteorológicos
convencionales y automáticas. Conocer la importancia de los datos meteorológicos en la ingeniería civil. INTRODUCCIÓN
El conocimiento de los datos meteorológicos, es de suma importancia más aun para los ingenieros civiles debido a que toda construcción de obras civiles está directamente expuesto a las condiciones meteorológicas y su funcionalidad y duración depende directamente de las condiciones del clima, es debido a esto que el estudio meteorológico es imprescindible en la formación profesional del ingeniero civil para así proyectar la planificación y diseño de obras con mayor funcionalidad que las obras actuales existentes en nuestra ciudad del cusco para luego mitigar y prevenir desastres causados por factores climáticos, como las precipitaciones pluviales que tienen como efecto el desbordamiento de canales y tuberias de desagues y lo mas importante la inundacion de muchos centros poblados que terminan hasta con perdiadas de vidas humanas.
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V En la ingeniería civil, necesitamos todos los datos posibles para poder hacer una buena planificación de obra, una buena evaluación de diseño, calcular los efectos de los diferentes fenómenos atmosféricos y como disminuir sus daños a las infraestructuras civiles.
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INFORME SOBRE LA VISITA GUIADA AL OBSEVATORIO METEOROLÓGICA DE PERAYOC I.
MARCO TEORICO-CONCEPTUAL 1. OBSERVATORIO METEOROLOGICO DE PERAYOC
El observatorio meteorológico de Perayoc fue fundada en el año de 1951 y funciona desde 1952, donde se realizan mediciones y observaciones puntuales de los diferentes parámetros meteorológicos (lluvia,
humedad,
atmosférica,
vientos,
etc.)
(convencionales
y
temperatura,
utilizando automáticas)
insolación,
los
instrumentos
para
así
poder
presión
adecuados
establecer
el
comportamiento atmosférico. 2. METEOROLOGIA: Parte de la física que estudia los fenómenos de la atmósfera (Temperatura,
presión
atmosférica,
ciclo
hidrológico,
etc.)
la
climatología, el viento, la lluvia, los rayos, tiempo atmosférico, etc. 3. METEOROS: Un meteoro es un fenómeno que tiene lugar en la atmósfera o en la superficie
del
globo.
Este
fenómeno
puede
consistir
en
una
precipitación, suspensión o depósito de partículas líquidas o sólidas, acuosas o no, o puede consistir en una manifestación de naturaleza óptica o eléctrica. Los meteoros, según la OMM, se pueden clasificar en: Hidrometeoros o meteoros acuosos. Litometeoros o meteoros de polvo HIDROLOGIA – ESTACIÓN METEOROLÓGICA DE PERAYOC
UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V Fotometeoros, meteoros ópticos o luminosos Electrometeoros o meteoros eléctricos Acusticometeoros o meteoros acústicos. Tradicionalmente, también se definían los Eolometeoros (meteoros eólicos, o meteoros de viento), 4. LLUVIA: Es la precipitación acuosa en forma de gotas 5. VIENTOS: Es el flujo de gases a gran escala. En la Tierra, el viento es el movimiento en masa del aire en la atmósfera en movimiento
horizontal.
Günter
D.
Roth
lo
define
como
«la
compensación de las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos» 6. PRESION ATMOSFERICA: Es el peso del aire sobre la superficie terrestre que se mide en atmosferas, milibares, pascales, etc. 7. HUMEDAD: Es la cantidad de vapor de agua existente en el aire. Depende de la temperatura, de forma que resulta mucho más elevada en las masas de aire caliente que en las de aire frío. 8. RADIACION SOLAR: Es el conjunto
de
radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 K, en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusión nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energía. 9. TEMPERATURA: Es uno de los elementos que constituyen el clima. Indica la cantidad de energía calorífica que hay acumulada en el aire en un momento y lugar determinados. Proviene de los rayos que emite el sol, es decir, la radiación solar que llega hasta la tierra. 10. PUNTO DE ROCIO: El punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empieza a condensarse el vapor de agua contenido en el aire, produciendo rocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemente baja, escarcha.
II.
NSTRUMENTOS CONVENCIONALES METEOROLOGICOS QUE DISPONE LA ESTACION METEOROLOGICA DE PERAYOC 1. ACTINÓMETRO:
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V El actinómetro es un instrumento destinado a la
medición
de
la
radiación solar directa (S). El tipo M3 o (AT-50) está
formado
parte forma
por
receptora de
tubo
la en
y
el
mecanismo de sostén. El tubo del actinómetro tiene un ángulo de abertura de 10° lo cual equivale a que el sensor del actinómetro recibe la radiación directa desde una zona del cielo en un radio de 5°. El tubo contiene además un anillo niquelado en la abertura que se dirige al sol. En su interior están situados diafragmas que tienen la superficie dirigida hacia el sol niquelada, mientras que la interior está pintada con negro de humo. Estos diafragmas están situados de mayor a menor de tal forma que el tubo propiamente dicho y los diafragmas protegen al sensor de la acción del viento y la radiación difusa (D). 2. HELIÓGRAFO:
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El heliógrafo es un instrumento meteorológico que se utiliza para registrar la duración e intensidad de los rayos solares a insolación. O la cantidad de horas de brillo solar, mediante quemaduras de papel en una banda de donde se suman las quemaduras totales y se registran en un gráfico llamado heliograma. Este modelo se basa en una esfera de cristal (típicamente de 10 cm de diámetro) que concentra los rayos solares sobre una banda de cartulina de forma tal que, al quemarse, deja una traza carbonizada. La esfera está montada concéntricamente dentro de un casquete esférico de metal, sobre cuya superficie interior, y sujeta por medio de unas ranuras especiales, se coloca la banda de cartulina. De esta forma, la cartulina se mantiene siempre a la misma distancia del foco de la lente esférica, independientemente del movimiento aparente del sol a lo largo del día y del estacionario. 3. TERMÓMETRO: Instrumento que sirve para medir la temperatura; el más habitual consiste en un tubo capilar de vidrio cerrado y terminado en un
pequeño
depósito
que
contiene una cierta cantidad de mercurio o alcohol, el cual se dilata
al
aumentar
la
temperatura o se contrae al disminuir y cuyas variaciones de volumen se leen en una escala graduada. El termómetro está protegido dentro de una garita de madera que está a una altura de 1.50 metros del suelo para evitar cambios bruscos de temperatura.
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V 4. GARITA METEOROLÓGICA
5. TERMÓMETRO DE MÁXIMOS Y MÍNIMOS: Estos instrumentos registran las temperaturas máximas y mínimas durante un día. Para el registro de
la
temperatura máxima se utiliza termómetros de mercurio y para
el
registro
de
la
temperatura mínima se utiliza el termómetro de alcohol, por que
el
coeficiente
de
dilatación del alcohol es 6 veces que el de mercurio.
6. TERMOHIGRÓGRAFO Se denomina termohigrógrafo a
un instrumento
de
medición utilizado en meteorología para registrar en un tambor de relojería semanal tanto la temperatura como la humedad relativa. A la vez podemos observar los máximos y mínimos temperaturas además de la hora en que se registró tales máximos y mínimos temperaturas.
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De este registro se obtiene directamente los termógramas y los higrogramas. 7. EVAPORIMETRO: Es de tipo convencional de medición directa que consiste en un pequeño
depósito
de
250
cm2 de
sección
y
35
mm
de
profundidad, lleno de agua e instalado sobre una balanza de tipo pesa-cartas,
en
la
que
se
hacen
lecturas
en
las
horas
meteorológicas. 8. EVAPORIGRAFO: Registra la evaporación en mm, este aparato consiste en que tiene
un
depósito
de
agua
conectado por una especie de muselina
que
humedad
a
deshumedecedor, estar
en
transmite un
la
disco
el
cual
al
contacto
con
la
temperatura y el aire se seca y humedece
constantemente
lo
cual hace que el depósito de agua vaya disminuyendo y por ende la plumilla va subiendo dejando marcado la cantidad correspondiente de evaporación en un periodo dado-un día. 9. BAROGRAFO: La presión atmosférica en cusco varía entre 510 mmHg y 520 mmHg. Barómetro registrador, que lleva acoplado un mecanismo de registro que traza una curva continua de los distintos valores
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V de la presión atmosférica que se suceden a lo largo de un período determinado
10.
PLUVIOMETRO:
El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación. Se usa para medir la cantidad de precipitaciones caídas en un lugar durante un tiempo determinado. La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura (o equivalentemente en litros por metro cuadrado). Es decir un mm de altura quiere decir que ha caído un litro por cada metro cuadrado de superficie.
11. PLUVIÓGRAFO El pluviógrafo es un aparato que registra la duración y la intensidad de las precipitaciones. Este aparato es, en realidad, un pluviómetro sofisticado al que se le ha añadido un sistema de registro como se muestra en la foto.
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12. VELETA TIPO WILD: Instrumento que sirve para medir la dirección del viento, generalmente en forma de flecha,
que
puede
girar
sobre un eje vertical
y,
colocado
en
lugares altos. El tipo de veleta que hay en la estación de Perayoc es de tipo wild. 13. ANEMÓMETRO: Este instrumento sirve para medir la velocidad del viento, y que consta de una serie de
espigas
cada
donde espiga
representa velocidad de es
decir
una 2m/s, si
se
observa que el marcador de velocidad coincide con la cuarta espiga quiere decir que la velocidad del viento es de 8 m/s.
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V III.
INSTRUMENTO AUTOMÁTICO QUE DISPONE LA ESTACIÓN METEOROLOGICA DE PERAYOC 1. ESTACIÓN AUTOMATICA DAVIS: La estación meteorológica Davis mide y pronostica el tiempo atmosférico. Entre las funciones más frecuentes destaca la medición de la temperatura cada 15 minutos, incluidas la mínima y la máxima, la humedad relativa del aire (higrómetro), la presión atmosférica (barómetro), la velocidad del viento (anemómetro) y la dirección del viento (veleta). Debido a que está conformado por varios aparatos meteorológicos en un solo cuerpo.
La estación meteorológica automática mide y registra a la vez
el
comportamiento
de
varios
parámetros
meteorológicos durante un determinado tiempo hasta llenar
su
memoria
interna
y
que
para
que
su
funcionamiento sea permanente se transfieren los datos registrados y procesados a una computadora donde se pueden observar los datos ya procesados:
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V DATOS REGISTRADOS POR LA ESTACION AUTOMATICA
DAVIS. EN LA COMPUTADORA SE PUEDE OBSERVAR COMO FUNCIONA Y REGISTRA LA ESTACION AUTOMATICA DAVIS.
IV.
COMPARACIÓN ENTRE LOS INSTRUMENTOS METEOROLÓGICOS CONVENCIONALES Y AUTOMÁTICAS. VENTAJAS DE LA ESTACIÓN AUTOMATICA DAVIS: Con la estación automática Davis se evitan los errores de transmisión debidos a la introducción manual de datos. Los datos quedan guardados automáticamente. Los costes operativos son relativamente muy bajos por que no necesitan la presencia diaria de un operador. La ventaja de la estación meteorológica automática es que mide y registra
a la vez el comportamiento de todos los
varios parámetros meteorológicos.
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UNIVERSISDAD NACIONAL SAN ANTONIO ABAD DE CUSCO-FAIC2015V Mientras que los instrumentos convencionales tienen una duración perpetúa en condiciones adecuadas. DESVENTAJAS DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA DAVIS: El funcionamiento de las estaciones Davis es mediante sensores que muy fácilmente pueden ser dañadas son descargas de energía de voltajes muy altos como la descarga eléctrica de los rayos. La falla de uno de los aparatos puede generar la falla total de aparatos de la estación Davis debido a que todos están contenidos en un solo cuerpo. Las estaciones automáticas pueden dar valores fuera de los reales si no se realiza un mantenimiento adecuado y permanente. El tiempo de funcionamiento de estas estaciones es solo por un periodo determinado de acuerdo a las condiciones. VENTAJAS
DE
LAS
ESTACIONES
METEOROLÓGICAS
CONVENCIONALES: Estas estaciones son más estables y duraderos debido a que son resistentes a tormentas meteorológicas y no necesitan de ningún tipo de energía para su funcionamiento. La precisión de los datos registrados solo depende de la destreza del operador El tiempo de funcionamiento
de
las
estaciones
convencionales es por toda la vida. DESVENTAJAS
DE
LAS
ESTACIONES
METEOROLOGICAS
CONVENCIONALES:
El problema de estas estaciones es que necesitan que el observador
meteorológico
esté
cada
día
haciendo
observaciones puesto que si no está, tenemos lagunas de observaciones (falta de datos esto más en los pluviómetros). Usualmente se cometen errores en el registro de datos debido a que necesitan ser transcritos por un operador que a la vez puede alterar con su presencia y manipulación el valor de los datos verdaderos. HIDROLOGIA – ESTACIÓN METEOROLÓGICA DE PERAYOC
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V.
CONCLUSIONES
DE
LA
VISITA
GUIADA
A
LA
ESTACION
METEOROLOGIA DE PERAYOC. La ubicación de la estación meteorológica de PERAYOC no es adecuada debido a que está rodeado de edificaciones que hacen variar el comportamiento real de algunos
parámetros
meteorológicos como la velocidad y dirección del viento, así como de insolación debido a que los edificios obstruyen el impacto directo del sol en dicho lugar. En consecuencia los datos proporcionados por esta estación ya no son confiables para fines de investigación hidrológica. La estación meteorológica de PERAYOC instrumentos
meteorológicos
dispone
CONVENCIONALES
de y
AUTOMATICAS. Esto permite realizar comparaciones de datos registrados, y lo más importante permite completar algunos datos donde alguna de las estaciones ya sean convencionales o automáticas pueden dejar de funcionar por alguna condición inadecuada. La visita nos permitió observar y conocer como es el registro verdadero de los datos meteorológicos in situ mediante los aparatos convencionales o manuales y como estos datos se procesan para luego tener datos disponibles para algún fin de investigación. Y debemos tener en cuenta que los datos que brinda el SENHAMI ya son datos procesados y corregidos.
VI.
RECOMENDACIONES SOBRE LA VISITA GUIADA A LA ESTACIÓN METEOROLÓGIA DE PERAYOC. Se debe reubicar esta estación meteorológica en un lugar donde no haya ningún tipo de construcciones que alteren el comportamiento de los parámetros meteorológicos para tener datos confiables que garanticen pronósticos e investigaciones con buenos resultados. HIDROLOGIA – ESTACIÓN METEOROLÓGICA DE PERAYOC
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BIBLIOGRAFIA SITIOS VIRTUALES DE CONSULTA www.unsaac.edu.pe/oficinas/estadistica/.../CompendioEstadistico201429.pd. https://es.wikipedia.org/wiki/Meteorología weather.msfc.nasa.gov/GOES/goes_es.html descargalibros-gratis.com/hidrologia-para-estudiantes-de-ingenieria-civil.
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