Aparatos de Medida de la Precipitación
La medición precisa de la precipitación es fundamental en hidrología para comprender y gestionar los recursos hídricos. Los principales instrumentos utilizados son:
- Pluviómetro: Consiste en cubetas normalizadas que recogen la precipitación total caída en el intervalo transcurrido entre dos lecturas consecutivas del observador. Usualmente, este intervalo es de 24 horas, y se requiere vaciar el pluviómetro después de cada lectura.
- Pluviógrafo: Este dispositivo realiza un registro continuo de la evolución de las precipitaciones. Dibuja un diagrama con una plumilla sobre un papel colocado en un tambor, que gira gracias a un mecanismo de relojería. A medida que el tambor gira, marcando el paso del tiempo, la plumilla, alzada por un flotador, dibuja la altura de lluvia acumulada en la cubeta del aparato. Se vacía automáticamente cuando se alcanza cierto nivel.
Factores a Considerar en la Medida de la Precipitación
El viento es un factor crucial que afecta la precisión de las mediciones, especialmente en el caso de lluvia ligera y nieve. Las principales consecuencias son:
- Perturbación aerodinámica creada por el propio aparato.
- Área del orificio y altura sobre el suelo.
- Obstáculos próximos.
Pluviograma
El pluviograma es la curva integral del hietograma de precipitación y define el total de la lluvia acumulada desde el origen hasta el momento considerado.
Cálculo de la Precipitación en una Cuenca
La metodología para calcular la precipitación varía según el tamaño de la cuenca:
- Cuenca pequeña: Se admiten como válidos los valores medios de esa zona.
- Cuenca grande: Existen tres métodos principales:
- Media aritmética: Se calcula el promedio de las precipitaciones registradas en las estaciones de la cuenca.
- Método de Thiessen:
- Se sitúan estaciones para el cálculo.
- Se unen las estaciones entre sí formando mallas triangulares.
- Se trazan las mediatrices de los triángulos, formando polígonos limitados exteriormente por la divisoria de la cuenca.
- Método de las Isoyetas: Las isoyetas son el lugar geométrico de los puntos de igual precipitación, y su trazado se determina de modo análogo a las curvas de nivel topográficas.
Estaciones de Aforo
Las estaciones de aforo son lugares fijos donde se miden los caudales de una corriente, constituyendo una red de aguas superficiales. Su finalidad es determinar el hidrograma, es decir, la relación Q=Q(t). Sin embargo, la mayoría de las estaciones de aforo no miden el caudal directamente, sino el nivel del agua respecto a una referencia fija denominada limnímetro.
Las estaciones proporcionan datos relativos a niveles o alturas del río, en cada instante o a intervalos suficientemente cortos. Para deducir el caudal, es necesario disponer de tablas o curvas que indiquen los caudales correspondientes a cada nivel del río.
Se utilizan tres gráficos base:
- Limnigrama: Representa la medida del nivel del río en función del tiempo.
- Curva de gasto: Relaciona el nivel del río con el caudal.
- Hidrograma: Se deduce de los anteriores siempre que haya una correspondencia biunívoca entre los niveles y caudales.
Equipos Básicos de Estaciones de Aforo
- Limnímetro: Es el elemento fundamental. Se trata de una regleta graduada en cm, con indicación numérica en dm y m. Su colocación debe garantizar que no se produzcan cambios en su nivel, para lo cual se adosan a rocas. Su posición no debe alterar el flujo. En ríos con variaciones lentas de niveles, se realizan dos lecturas al día. En ríos con variaciones rápidas de nivel, se debe colocar un limnígrafo que registre niveles de forma continua, referidos al limnímetro, que siempre debe estar presente.
- Limnígrafo: Existen dos tipos principales:
- De flotador y contrapeso: Necesitan un pozo o elemento similar comunicado con el río para tener, por vasos comunicantes, los mismos niveles que éste. Éstos accionan una polea que, a su vez, acciona la plumilla que va registrando niveles sobre un papel.
- Neumáticos: Miden el nivel del agua bombeando de forma continua una corriente de gas en el agua. La presión requerida es una medida del nivel de agua por encima de la boquilla de inyección. Ésta se mide utilizando un manómetro en la caseta de medición.
Aforo con Molinete
Mediante este aparato se determina la velocidad del agua en distintos puntos de la sección transversal del río, lo suficientemente próximos como para poder dibujar a escala las líneas isótacas. Se obtiene el volumen del líquido que ha pasado por esa área, planimetrando entre dos isótacas consecutivas y multiplicando a ésta área por la velocidad correspondiente.
El uso del molinete se realiza dividiendo la superficie libre transversal del río en n+1 partes, fijando n puntos. En estos puntos se sitúa el molinete a distintas profundidades en líneas verticales perpendiculares a la traza que forman el plano transversal y la superficie libre de aguas.
El molinete hidráulico es un aparato que mide mecánicamente la velocidad de la corriente de agua en la que está sumergido. La corriente hace girar un eje a través de una hélice. Si el aparato está correctamente colocado, mientras que la velocidad de la corriente sea constante, el eje girará a velocidad constante.