1 TABLA DE CONTENIDO 2
Introducción ............................................................ ............................................................................................................................... ........................................................................ ..... 2
3
Objetivos................................................................................................... ......................................................................................................................................... ...................................... 3
4
3.1
Objetivo general............................................................................................ general....................................................................................................................... ........................... 3
3.2
Objetivo especifico.................................................................. ................................................................................................................... ................................................. 3
Marco Teórico ................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................ 4 4.1
Medida de las precipitaciones ................................................................................................. ................................................................................................. 4
4.1.1 4.2
Importancia de los pluviógrafos ..................................................................................... ......................................................................................... 5
Tipos de Pluviógrafos .............................................................................................. .............................................................................................................. ................ 6
4.2.1
Pluviógrafo de contrapeso .......................................................................................... ............................................................................................... ..... 6
4.2.2
Pluviógrafo de flotador ............................................................... ..................................................................................................... ...................................... 6
4.2.3
Pluviógrafo de cangilones.......................................................... ................................................................................................ ...................................... 6
4.2.4
Pluviógrafo de balancín ................................................................................................... ................................................................................................... 7
4.3
Pluviógrafos mecánicos ........................................................................................... ........................................................................................................... ................ 8
4.3.1
Pluviografo 95 tipo Hellmann (modelo normal) ................................................................ ................................................................ 8
4.3.2
Gran pluviografo 95y ................................................................. ....................................................................................................... ...................................... 9
4.3.3
Pluviógrafo 95c con banda de desarollo continua ........................................................... 9
5
Conclusiones: Conclusiones: ..................................................................... ................................................................................. ............ Error! Bookmark not defined.
6
Referencia Bibliográfica Bibliográfica ................................................................................................................ 10
2 INTRODUCCIÓN
En este informe se desarrolla el tema de pluviógrafos con sensor digital y mecánicos. La precipitación pluvial (Pp) es cualquier tipo o estado de agua que cae sobre la superficie del suelo medir la cantidad de Pp se realiza para obtener información sobre sus características espaciales y temporales, como intensidad, frecuencia, fase, duración y cantidad. Para medir las precipitaciones existen diferentes tipos de aparatos, aunque ninguno de ellos garantiza al 100% la correcta medida, debido, fundamentalmente a que todos ellos introducen una perturbación aerodinámica en sus proximidades, que la muestra recogida es muy pequeña en comparación con el total precipitado y a que nunca se puede repetir la medida. Entre estos dos aparatos tenemos al pluviómetros o pluviógrafos. El pluviómetro registra información únicamente sobre la cantidad de lluvia y el pluviógrafo a diferencia del pluviómetro genera un pluviograma, una gráfica que registra la cantidad de Pp en función del tiempo.
3 OBJETIVOS 3.1 OBJETIVO GENERAL Conocer los tipos de pluviógrafo que existen y su utilidad.
3.2 OBJETIVO ESPECIFICO •
•
Entender y comprender el uso de los pluviógrafos. Conocer la diferencia entre pluviógrafo y pluviómetro.
4 MARCO TEÓRICO 4.1 MEDIDA DE LAS PRECIPITACIONES Las precipitaciones se miden en altura de agua, o espesor medido, en vertical de la lámina de agua que se acumularía sobre una superficie horizontal, si todas las precipitaciones se recogiesen sobre ella. La precipitación se expresa en mm de agua por unidad de superficie, que es lo mismo que l/m2. Para medir las precipitaciones existen diferentes tipos de aparatos, aunque ninguno de ellos garantiza al 100% la correcta medida, debido, fundamentalmente a que todos ellos introducen una perturbación aerodinámica en sus proximidades, que la muestra recogida es muy pequeña en comparación con el total precipitado y a que nunca se puede repetir la medida. Los aparatos de medida pueden ser: a) Pluviómetros no registradores. Son los más generalmente utilizados. Miden la cantidad de agua en períodos cortos (1 día). Consisten en un recipiente en el que se acumula la lluvia que cae a través de un embudo, cuyo objeto es disminuir la evaporación. Se suelen situar a 1.5 metros del suelo . Para garantizar su mejor uso la boca de recepción debe estar horizontal, hay que tener presente que la precipitación puede disminuir con la altura, ya que aumenta la velocidad del viento, y que la acción del viento es la principal causa de error en la medida de las precipitaciones por los torbellinos que se pueden formar en las cercanías del aparato.
b) Pluviómetros totalizadores. Usualmente son no registradores y se utilizan en zonas de difícil acceso. Las lecturas se hacen como mucho anualmente, por lo que deben tener mayor capacidad. Se utilizan sustancias como la vaselina para evitar la evaporación. c) Pluviómetros registradores o pluviógrafos. Consiste en un aparato que proporciona la variación de la altura de precipitación en continuo con respecto al tiempo (pluviograma). Existen distintos tipos de pluviógrafos. La información que proporciona el pluviógrafo (Figura 2.5) se va registrando proporcionando la evolución temporal en continuo de las precipitaciones producidas. Del gráfico proporcionado por el pluviógrafo se pueden conocer otros parámetros de las precipitaciones. En el gráfico se representan alturas acumuladas de precipitaciones en función del tiempo (Figura 2.6). Las pendientes de las tangentes trazadas a la curva representan el valor instantáneo de precipitación por unidad de tiempo, es decir la intensidad de precipitación. La intensidad de precipitación es la cantidad de agua que se precipita por unidad de tiempo. Si unimos dos puntos de la curva mediante una secante, la pendiente de la misma representa la intensidad media de precipitación producida entre esos instantes de tiempo.
4.1.1 IMPORTANCIA DE LOS PLUVIÓGRAFOS Para predecir caudales críticos y para ingeniería de diseño de obras hidráulicas, es necesario asociar una probabilidad a lluvias máximas de diferentes duraciones. Deducir la probabilidad de ocurrencia de un evento requiere contar con registros continuos de precipitación, a partir del procesamiento de la información pluviográfica . Muchas obras de ingeniería civil son profundamente influenciadas por factores climáticos, entre los que se destacan por su importancia las precipitaciones pluviales. En efecto, un correcto dimensionamiento del drenaje garantizaría la vida útil de una carretera, una vía férrea, un aeropuerto. El conocimiento de las precipitaciones pluviales extremas y el consecuente dimensionamiento adecuado de los órganos extravasores de las represas garantizarán su seguridad y la seguridad de las poblaciones y demás
estructuras que se sitúan aguas abajo de la misma. El conocimiento de las lluvias intensas, de corta duración, es muy importante para dimensionar el drenaje urbano, y así evitar inundaciones en los centros poblados. Las características de las precipitaciones pluviales que deben conocerse para estos casos son: La intensidad de la lluvia y duración de la lluvia: estas dos características están asociadas, para un mismo tiempo de retorno, al aumentarse la duración de la lluvia disminuye su intensidad media, la formulación de esta dependencia es empírica y se determina caso por caso, con base en datos observados directamente en el sitio estudiado o en otros sitios vecinos con las mismas características orográficas.
4.2 TIPOS DE PLUVIÓGRAFOS 4.2.1 PLUVIÓGRAFO DE CONTRAPESO En este pluviógrafo el agua se colecta en un recipiente. El peso de dicho recipiente junto con la precipitación acumulada en él se registra continuamente, ya sea por medio de un mecanismo dotado de un muelle o con otro sistema de balanza de pesas. Este pluviógrafo no tiene un mecanismo que le permita vaciarse por sí mismo, pero existe un sistema de palancas que permite que la plumilla recorra la cartilla las veces necesarias. Este tipo de pluviógrafo está diseñado para evitar al mínimo las pérdidas por evaporación.
4.2.2 PLUVIÓGRAFO DE FLOTADOR En este tipo de pluviógrafo la lluvia captada por un orificio de área normalizada cae dentro de un recipiente que contiene un flotador. A medida que el nivel de agua en el depósito sube lo hace también el flotador, el que se halla vinculado al sistema registrador. La capacidad del recipiente es igual al volumen de agua correspondiente a 10 mm de lluvia, de modo que al llenarse se acciona un sifón que evacua el agua del recipiente a un depósito, retomando el flotante a su posición inicial para luego volver a subir si se registran más precipitaciones. Los cambios de la altura del agua son trazados por una plumilla en cartillas sobre un tambor giratorio. Las bandas o gráficas resultantes son llamadas pluviogramas. Los pluviogramas pueden ser para una medición diaria, semanal.
4.2.3 PLUVIÓGRAFO DE CANGILONES El principio de este tipo de pluviómetro registrador es muy simple. Un recipiente de metal liviano, dividido en dos compartimientos, se coloca en equilibrio inestable sobre un eje horizontal; en su posición normal, el recipiente reposa sobre uno de sus dos topes, lo que impide que se vuelque completamente. El agua de lluvia es transferida desde un embudo colector ordinario al compartimiento superior; una vez recogido un determinado volumen de lluvia, la cubeta pierde estabilidad y se inclina hacia su segunda posición de reposo. Los compartimientos del recipiente son de forma tal que el agua puede salir entonces del compartimiento inferior y dejarlo vacío, entretanto, el agua de lluvia cae dentro del compartimiento superior que ha vuelto a su posición. El movimiento de la cubeta al volcarse puede utilizarse puede utilizarse para accionar un relé de
contacto y originar un registro en forma de trazos discontinuos; la distancia entre cada trazo representa el tiempo requerido para la recolección de una pequeña cantidad de lluvia. Si se requieren registros detallados, esta cantidad de lluvia no debe exceder de 0,2 mm. Para muchos propósitos hidrológicos, en particular para regiones de precipitaciones abundantes y para los sistemas de prevención de inundaciones son satisfactorias cubetas de 0,5 a 1,0 mm. La principal ventaja de este tipo de instrumento es que posee un generador de pulsos electrónicos y puede adaptarse para el registro a distancia o para el registro simultáneo de las lluvias y del nivel de un río en un limnígrafo. Sus inconvenientes son: a) la cubeta toma un tiempo reducido, pero determinado, para bascular y durante la primera mitad de su movimiento la lluvia cae en el compartimiento que con tiene la lluvia que ya se ha contabilizado. Este error sólo es perceptible en e caso de fuertes precipitaciones. b) con el tipo de cubeta que se utiliza con frecuencia, la superficie del agua expuesta es relativamente importante y, por consiguiente, se pueden producir pérdida por evaporación, en especial en regiones cálidas. Esto reviste mayor importancia si las lluvias son escasas; c) debido a la irregularidad del registro, este instrumento no da resultados satisfactorios con ligeras lloviznas o lluvias muy finas. En este caso no puede determinarse con exactitud el momento en que convenzan o acaban las precipitaciones.
4.2.4 PLUVIÓGRAFO DE BALANCÍN Un pluviógrafo de balancín es un instrumento que mide las precipitaciones mediante un mecanismo de cubos calibrados de idénticas proporciones que señalizan el volumen de precipitación obtenido mediante una acción de conmutación. La conmutación del mecanismo del balancín vacía la lluvia colectada en uno de los cubos y pone al otro cubo listo para continuar el proceso de medición o mensual. Tabla 1 Pluviógrafo de bacín
La conmutación del mecanismo del balancín es generada cuando el peso de la precipitación caída almacenada en uno de los dos cubos del balancín provoca un desbalance respecto al otro cubo que
forma la estructura, causando que el mecanismo conmute rápidamente y se vacíe el agua contenida en uno de los cubos.
4.3 PLUVIÓGRAFOS MECÁNICOS Mientras que el pluviómetro simple y el pluviómetro-contador sólo dan la cantidad total de precipitación recogida durante los intervalos entre observaciones, la gráfica de un aparato registrador, además, la estructura del fenómeno, así como su distribución en función del tiempo, su intensidad, etc.
Ilustración 1 Pluviógrafos mecánicos
4.3.1 PLUVIOGRAFO 95 TIPO HELLMANN (MODELO NORMAL) La figura de la portada es la vista de conjunto de este aparato con tambor registrador giratorio, y la figura una muestra de una banda con su diagrama. La altura de este es de 78 mm para 10 mm de altura de lluvia el gráfico resulta, pues aumentado casi 8 veces. En el uso diario en las condiciones de Europa
central una lluvia de intensidad 2,7 mm/min, relativamente fuerte y rara se manifiesta por una subida vertical de 1 mm, es decir que aun una lluvia tan fuerte se resuelve bien. Disponemos también de mecanismos de relojeria con periodos de rotación de 1 semana y de 1 mes
4.3.2 GRAN PLUVIOGRAFO 95Y Este aparato se diferencia esencialmente del modelo 95 por ser doble el diametro del tambor, la sección del flotador y la altura del diagrama. Con tales dimensiones el poder resolvente para fuertes lluvias es 8 veces mayor. El grafico resulta aumentado unas 4 veces - 40 mm de altura de lluvia corresponden a una elevación de la curva de 156 mm. Con la velocidad de una vuelta por dia se resuelven bien intensidades de hasta 20 mm/min. Otros datos técnicos incluso para periodos de rotación de una semana y de un mes, se encontrarán en la tabla 2 en el resumen.
4.3.3 PLUVIÓGRAFO 95C CON BANDA DE DESAROLLO CONTINUA El uso de este registrador es recomendable cuando se trata de apreciar cuantitativamente la distribución de la precipitación durante un largo periodo de tiempo o de registrar con mayor fidelidad su estructura temporal. Se ha adoptado el acreditado sistema de medida del pluviografo 95, sin alteración, aunque sustituyendo el tambor por un dispositivo de desarollo continuo de una banda con duración de un mes (ver figura).Con esto se consigue aumentar el gasto de papel, incluso durante periodos de tiempo más largos, con elevado poder de resolución, aun con chubascos fuertes. La banda de papel tiene unos 18 m de longitud. Cambiando los engranajes se escoge la velocidad de desarrollo de la banda, que pue de ser de 5, 10 o 20 mm 7h.Las plumillas de tubito capilar de cristal usadas se distinguen por su gran dispositivo de tinta y economizan el gasto. El aparato no requiere vigilancia más que una vez al mes y por lo tanto sirve especialmente para instalaciones en lugares lejanos o de difícil acceso.
5 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA
A. P. L. Antonio Delgado Fornaguera (2008)"Automatización del Pluviógrafo P2.Departamento de Telecomunicaciones y Electrónica, ISPJA. DR. Alfred Müller(2003)Pluviómetros y Pluviógrafos. Argentina Andalia G.( 2012).Estudio del comportamiento del pluviógrafo cubano de balancín con registrador electrónico. Chereque, W. (1989). Hidrología para Ingenieros civiles. Lima, Perú: Pontificia Universidad Católica del Perú. D.Segerer (2006).Hidrologia 1. Universidad Nacional de Cuyo
