pluviOMETRO

UNIVERSIDAD NACIONAL FEDERICO VILLARREAL

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOGRÁFICA, AMBIENTAL Y ECOTURISMO

CURSO:

HIDROLOGÍA I

TEMA:

PLUVIÓMETRO Y PLUVIÓGRAFO

PROFESOR:

ING.WALTER GÓMEZ LORA

INTEGRANTES:

ESTEPHANY JÉSSICA DÍAZ MERINO

JOSE ANTONIO LLANCARI GÓMEZ

2015

I. INTRODUCCIÓN

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HIDROLOGÍA I

Dado que el agua existe en la naturaleza en formas diversas y en muy diferentes lugares, su

estudio es importante en relación con diversas disciplinas y ocupaciones. Por consiguiente, la

hidrología en donde se estudia las propiedades físicas, químicas y mecánicas del agua

continental y marítima, su distribución y circulación en la superficie de la Tierra, en el suelo y

en la atmósfera nos permite tener mayor alcance de los conocimientos de este elemento. Para

esto necesitamos de todo tipo de herramientas, ya sean programa, softwares, estudios,

instrumentos, etc.

En este informe veremos algunos de los instrumentos mecánicos y digitales que no permiten

conocer algunos datos y registros de las precipitaciones. Exactamente hablaremos acerca del

pluviómetro y del pluviógrafo, sus diferentes tipos, usos, costos, etc.

II. OBJETIVOS

GENERALES


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HIDROLOGÍA I

Aprender el concepto de pluviómetro y pluviógrafo, así como la diferencia

entre ambos instrumentos.

Conocer los diferentes precios de estos instrumentos en el mercado

Saber la importancia que tienen el pluviómetro y el pluviógrafo en la

determinación de los registros de las precipitaciones.

ESPECIFICOS

Conocer el uso y manejo de los instrumentos meteorológicos como el

pluviómetro y el pluviógrafo.

III. ANTECEDENTES HISTORICOS

El primer pluviómetro fue inventado en Corea en 1441 durante el reinado del rey Sejong el

grande, aunque otras fuentes atribuyen el invento a Jang Yeong Sil, un científico que trabaja

para el rey.

Esos pluviómetros consistían de un recipiente de tamaño regulado más una regla de tamaño

regulado para tomar las medidas. Los pluviómetros era enviados a todos los lugares del reino

Sejong y las medidas eran más usadas para planear la agricultura y así ajustar el nivel de

impuesto, las diferentes partes del país.

Como Corea era propensa a sequías, las bajas precipitaciones significaban que los agricultores

no podían permitir sembrar mucho, en caso contrario una precipitación alta traería consigo

buenos cultivos y así los agricultores pagaban impuestos más altos. El primer pluviómetro

automatizado fue inventado en Inglaterra en 1.662 por Christopher Wren empleado un diseño de

un balde inclinado, cuando el balde se llana, caía haciendo un hueco en un papel.


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HIDROLOGÍA I

Figura 1: Ilustración del científico Christopher Wren observando su pluviómetro (1920)

FUENTE: http://www.tutiempo.net/noticias/pluviometro-y-pluviografo.html

IV. MARCO TEÓRICO:

4.1 EL PLUVIOMETRO

El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la

recogida y medición de la precipitación.

La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura. El diseño básico de un

pluviómetro consiste en un recipiente de entrada, llamado balancín, por donde el agua ingresa a

través de un embudo hacia un colector donde el agua se recoge y puede

medirse visualmente con una regla graduada o mediante el peso del agua depositada. Asimismo,

el balancín oscila a volumen constante de agua caída, permitiendo el registro mecánico o

eléctrico de la intensidad de lluvia caída. El pluviómetro ha sido diseñado para también estar

soportado sobre la superficie de la tierra.

Normalmente la lectura se realiza cada 10 horas. Un litro caído en un metro cuadrado alcanzaría

una altura de un milímetro. Para la medida de nieve se considera que el espesor de nieve

equivale aproximadamente a diez veces el equivalente de agua.

4.1.1 TIPOS DE PLUVIOMETROS

Pluviómetro estándar

El pluviómetro más común, que actualmente usan los aeropuertos y los meteorólogos oficiales,

se inventó hace más de 100 años. Es un cilindro de 50cm de alto con un embudo de 20cm de


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HIDROLOGÍA I

diámetro. La altura del agua que se junta en el tubo de medición es precisamente diez veces lo

que sería si se hubiera juntado en el cilindro solo.

Esta exageración de la altura del agua en el tubo permite a los meteorólogos realizar mediciones

más precisas de las precipitaciones.

En el tubo de mediciones se coloca una vara de medición especial con una escala que tiene en

cuenta la exageneración.

El pluviómetro oficial puede medir hasta 5cm (1,97 pulgadas) de lluvia.

Si las precipitaciones superan los cinco centímetros, el agua se derrama y cae en el cilindro que

rodea al tubo de medición. Para calcular la cantidad total de precipitaciones, el observador vacía

los 5 cm del tubo de medición lleno, luego toma el agua del cilindro y con mucho cuidado la

vierte en el nuevo tubo vacío. Esa medición sumada a los 5cm de la cantidad de precipitación

final.

Figura 2: Pluviómetro estándar

FUENTE: http://wwwimois09.blogspot.com/2008/05/el-pluviografo.html

Pluviómetro totalizador

Un pluviómetro totalizador es un aparato capaz de almacenar la precipitación durante un cierto

tiempo, generalmente un año entero, por este motivo también se utilizan como nivómetros. Se

fabrican en hierro galvanizado y son de enormes dimensiones y robustez, ya que deben estar

diseñados para ser instalados en montañas y lugares poco accesibles, con lo cual han de ser

capaces de soportar fuertes vientos y rigores climáticos extremos. Estas características hacen

que su coste de fabricación sea necesariamente muy elevado.


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HIDROLOGÍA I

El tamaño de la boca suele ser de 500 cm2 y por tanto mayor que la del pluviómetro normal,

aunque también existen del mismo tamaño, esto es, de 200 cm2. Por supuesto, la boca de

recepción debe estar calibrada y suele llevar además protecciones cortavientos, pantallas y

rejillas especiales, para que la ventisca no saque la nieve.

Una vez instalado, se le prepara añadiéndole un determinado volumen de cloruro cálcico, con el

fin de que el agua no se hiele durante los meses fríos, pero tomando la precaución de no echarlo

directamente en el fondo del totalizador pues lo deteriora. Por el contrario, hay que realizar

previamente una solución en agua, midiendo exactamente su capacidad total final, y aún así, el

ataque es inevitable. Después se le añade un determinado volumen de aceite técnico blanco, que

tiene por misión cubrir la superficie del agua para que esta no se evapore.

Transcurrido el año, y generalmente aprovechando los meses de verano, se hace el control de

lluvia caída midiendo pacientemente el contenido, abriendo el grifo que hay en el fondo del

totalizador. Del volumen recogido, naturalmente hay que restar el volumen de aceite y las sales

añadidas.

Figura 3: Pluviómetro totalizador

FUENTE: http://www.meteored.com/ram/numero10/imagenes/javalambre01b.jpg

Pluviómetro con tubo de descarga

En el año 1622, el arquitecto británico Sir Christopher Wren diseñó el primer pluviómetro con

tubo de descarga. El pluviómetro con tubo de descarga aún se usa mucho, pero utiliza

dispositivos de medición electrónicos en vez de cinta de papel para registrar el volumen y el

tiempo de las precipitaciones.

El pluviómetro con tubo de descarga registra el tiempo cuando uno de los dos cubos

esencialmente diseñados se inclina, lo que sucede cuando un volumen de agua en particular cae

en él (generalmente 0,1 cm ó 0,1 pulgadas). Cuando uno de los cubos se inclina, el otro se


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HIDROLOGÍA I

mueve a su lugar para atrapar la siguiente unidad de precipitación. Cada vez que un tubo se

inclina, se envía una señal electrónica al registrador conectado con un reloj. En la mayoría de

los pluviómetros, el agua sale por la parte inferior; no necesita vaciarse manualmente.

Este dispositivo permite determinar cuanta lluvia cayó durante ciertos periodos sin que nadie

éste en realidad presente en la estación meteorológica. Además de saber el volumen de lluvia

que ha caído en el periodo, también es útil conocer la intensidad.

Este pluviómetro es especialmente bueno para medir de llovizna a precipitaciones medias, la

lluvia que se junta en un cubo es posible que no sea suficiente para inclinarlo y puede

evaporarse antes de que se junte más.

Durante una llovizna fuerte, como las tormentas eléctricas, el agua puede seguir vertiéndose en

el cubo mientras se vacía, antes de que el siguiente cubo se mueva de su lugar. El pluviómetro

con cubo de descarga calcula las precipitaciones menos de los que corresponde, el granizo, la

nieve, los nidos de pájaros, los insectos, y las hojas pueden bloquear el embudo y hacer que se

derrame agua. Por eso, los pluviómetros independientes uno junto al otro, son para que

cualquier error pueda detectarse rápidamente y corregirse.

Figura 4: Pluviómetro con tubo de descarga

FUENTE: http://hidrologia-ujcv.blogspot.com/2011/07/el-pluviografo.html

El pluviómetro de báscula

Otra variedad es el pluviómetro de báscula. Consiste en un recipiente ubicado sobre una balanza

que se ajusta al recipiente. Calcula el peso del agua de lluvia que se junta.


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HIDROLOGÍA I

Figura 5: Pluviómetro de báscula

FUENTE: http://hidrologia-ujcv.blogspot.com/2011/07/el-pluviografo.html

4.1.2 USO DEL PLUVIOMETRO

En la actualidad, los sistemas pluviométricos se basan prácticamente en el mismo principio. Los

pluviómetros más comunes utilizados por los servicios meteorológicos y en aeropuertos

consisten en un cilindro de gran tamaño a modo de embudo que desemboca en un tubo más

estrecho con el que se realiza la medición. El cilindro, de medio metro de alto, dirige el agua

recogida hacia el tubo interior, cuya sección es la décima parte de la que posee la parte superior

del embudo. Esta diferencia permite realizar mediciones más precisas. Además, los radares

meteorológicos de largo alcance cumplen también las funciones de una red de pluviómetros

densa.

El cálculo de las precipitaciones y la calidad de las mediciones por parte de los pluviómetros

contribuyen al correcto funcionamiento de la red de alcantarillado, las depuradoras, los cultivos

de regadío y la detección temprana de un posible riesgo de inundación. Entre otras cosas porque

las precipitaciones intensas son capaces de desbordar los sistemas de alcantarillado urbano y

anegar ciudades en poco tiempo. Además, el uso innecesario de agua de riego en las

plantaciones genera un aumento de costes considerable.

4.1.3 MEDICIONES

Las herramientas de medición para un pluviómetro varían desde una simple regla hasta el

registro electrónico. En un pluviómetro estándar el tubo más pequeño extrapola la profundidad

de la lluvia de modo que una pulgada (2,54 cm) de profundidad de lluvia equivale a una décima

de pulgada de lluvia real (0,25 cm), según la tienda de pluviómetros. Necesitas incisiones o una

regla para medir la lluvia. Para el sistema de las cubetas, necesitas un dispositivo electrónico.

Una vez que la cubeta recoge cierta cantidad de lluvia, generalmente .01 pulgadas (0.0254 cm),

esta se vuelca y un sensor electrónico cuenta las revoluciones. Para calcular la lluvia

simplemente multiplica la cantidad de revoluciones por la cantidad que cada cubeta calibrada

recoge antes de volcarse, según la oficina del servicio del pronóstico del clima de Washington.


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HIDROLOGÍA I

4.1.4 COSTOS DEL PLUVIÓMETRO

Existen diversas marcas que construyen pluviómetros y a la vez de diversos tipos es por eso que

es un poco difícil dar un precio promedio de este instrumento meteorológico es por eso que a

continuación se presentan algunos precios en euros encontrados en internet, de diferentes

marcas y modelos.

Figura 6: Costos de pluviómetros por internet

FUENTE:http://www.casaclima.com/tienda-l/500/Pluvi%C3%B3metros.html


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HIDROLOGÍA I

4.1.5 IMPORTANCIA

Sin importar qué tipo de pluviómetro utilices todos sirven al mismo propósito general. Uno de

los usos más tempranos y todavía importantes de cualquier pluviómetro es predecir las

condiciones del clima a futuro, según Encyclopedia.com. La gente quiere planear sus

vacaciones y su día basándose en el pronóstico del tiempo. Predecir el clima a futuro también es

importante en la agricultura donde se necesita saber si las inclemencias del tiempo podrían

destruir los cultivos.

4.2 PLUVIÓGRAFO

Este es un aparato registrador que sirve para registrar en forma continua la cantidad total y la

duración de lluvia caída en milímetros (mm), de los registros puede definirse no sólo la altura de

la precipitación caída sino también, cuanto ha caído, permitiendo analizar la distribución de la

lluvia en el tiempo. Al igual que el pluviómetro posee un brocal en la parte superior por donde

ingresa el agua hacia un depósito llamado cámara de sifonaje, en cuyo interior existe un

flotador, el cual al recibir una cierta cantidad de precipitación (10 mm) provoca una sifonada

hacia un colector que está en la parte inferior del instrumento. Este ciclo se va repitiendo hasta

que el periodo de precipitación termina. El flotador tiene incorporado un pequeño brazo con un

plumón de tinta, el cual, gráfica las variaciones de la precipitación en un diagrama que está

adherido a un sistema de relojería semanal.

Figura 7: Imagen de la banda registradora de un pluviógrafo

FUENTE: http://dspace.utalca.cl/bitstream/1950/10090/2/noranbuena_penaloza.pdf


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4.2.1 TIPOS DE PLUVIÓGRAFOS

Pluviógrafo de balanza

Consiste en un instrumento que permite recoger y registrar una cantidad representativa de

lluvia, para eso el agua se colecta en un recipiente similar al pluviómetro cuyo peso accione un

mecanismo acoplado al dispositivo registrador.

Figura 8: Pluviógrafo de balanza

FUENTE: http://dspace.utalca.cl/bitstream/1950/10090/2/noranbuena_penaloza.pdf

Pluviógrafo de flotador o sifonaje

En este tipo la lluvia captada por una boca de sección normalizada igual a la del pluviómetro

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 10mm de lluvia, de

modo que al llenarse se accione un sifón que desahogue el recipiente a un depósito y el flotante

retorna a su posición inicial, para luego volver a subir si la lluvia continúa.

Figura 9: Pluviógrafo de sifonaje

FUENTE: http://k39.kn3.net/7B0B947C1.jpg


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HIDROLOGÍA I

Pluviógrafo de cubeta basculante

Este tipo de pluviografo cuenta, bajo la boca del embudo, con un compartimiento en el que hay

dos cubetas, una de las cuales recibe el agua precipitada y al llenarse, se produce un

desequilibrio que hace que la cubeta vuelque la cantidad de agua que contiene, moviendo a la

segunda cubeta al lugar de recolección del agua. En ese momento se acciona un circuito

eléctrico que marca o produce el registro correspondiente.

Figura 10: Pluviógrafo de cubeta basculante

FUENTE: http://es.wikipedia.org/wiki/Pluvi%C3%B3metro#/media/File:Interior_tipping_bucket.JPG

4.2.2 REGISTRO DE UN PLUVIÓGRAFO

Las líneas verticales son las descargas del sifón. En este caso, la máxima intensidad de la

precipitación se dio a las 4:10h (escala superior horizontal) en la que se recogieron 4,0mm

(escala vertical), lo cual representa una intensidad máxima de 24,0mm/h. Ese día llovió desde

las 12:00 hasta las 2:25, 2,8l/m2 y desde las 2:40 hasta las 4:50 unos 25,0l/m2 en un total 4 horas

y 35 minutos lo que representa una intensidad media de 5,5mm/h.


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HIDROLOGÍA I

Figura 11: Registro de un pluviógrafo

FUENTE: http://www.tutiempo.net/noticias/pluviometro-y-pluviografo.html

4.2.3 IMPORTANCIA DEL PLUVIÓGRAFO

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 destaca por su importancia las precipitaciones pluviales. En efecto, un correcto

dimensionamiento del drenaje granizaría 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 garantizará 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


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HIDROLOGÍA I

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.

4.2.4 COSTOS DEL PLUVIÓGRAFO

Existen diversas marcas que construyen pluviómetros y a la vez de diversos tipos es por eso que

es un poco difícil dar un precio promedio de este instrumento meteorológico es por eso que a

continuación se presentan algunos precios en euros encontrados en internet, de diferentes

marcas y modelos.

Figura 12: Costos de pluviógrafos por internet

FUENTE: http://www.gisiberica.com/CODIGOS/PG001.HTMç


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HIDROLOGÍA I

V. CONCLUSIONES

Los pluviómetros sin duda aumentan la exactitud de los registros de lluvia, pero no son

infalibles.

Es un indicador simple de la lluvia caída.

Últimamente los pluviómetros disponibles en el mercado son digitales, registrando el

movimiento de las cubetas por medio de sistemas electrónicos que pueden conectarse, por

ejemplo, vía radio, con un servidor central que almacena todos los datos recogidos en varios

pluviógrafos.


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HIDROLOGÍA I

VI. BIBLIOGRAFÍA

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medición de variables que Influyen en el Ciclo Hidrológico.27/04/2015, de UNEFA

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http://www.docdatabase.net/details-hidrologia-i-trabajo-pr225ctico-n186-aforos-directos-1122819.html

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