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7/21/2019 Práctica Nro 1 HIDRO
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INTRODUCION
Los fenómenos que ocurren en la atmosfera se deben fundamentalmente a
variaciones de la temperatura y densidad del aire de unos lugares a otros, Para estudiar y
predecir el tiempo, se construyen observatorios o estaciones meteorológicas necesarias parala comprensión de la actuación de la atmosfera sobre la naturaleza y la vida cotidiana.
En las estaciones se realizan estudios de las variables atmosféricas: temperatura,
presión, humedad, evaporación, viento, precipitación, radiación y horas de sol, caudales,
nivel de agua y sedimento, cada una de ella necesita instrumentos especficos para su
medición. !ambién es necesaria la recopilación de información sobre las agua sobre la
tierra y su paso por el ciclo hidrológico, para logar este ob"etivo también e#isten $rea
destinadas para este tipo de estudio y los resultados de sus mediciones se ha convertido en parte fundamental para los proyectos de ingeniera que tienen que ver con el suministro de
agua, drena"e y protección contra crecidas.
En el presente informe se encontraran las definiciones de las estaciones
meteorológicas, climatológicas e hidrológicas, sus ob"etivos y todos los par$metros que se
observan en dichas $reas as como también los instrumentos utilizados para realizar dichas
mediciones
En la ingeniera civil, necesitamos todos los datos posibles para poder hacer una
buena planificación de obra, una buena evaluación de dise%o, calcular los efectos de los
diferentes fenómenos atmosféricos y como disminuir sus da%os a las infraestructuras
civiles.
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METEOROLOGÍA
La &eteorologa es la ciencia encargada del estudio de la atmósfera, de sus
propiedades y de los fenómenos que en ella tienen lugar, los llamados meteoros. El estudio
de la atmósfera se basa en el conocimiento de una serie de magnitudes, o variablesmeteorológicas, como la temperatura, la presión atmosférica o la humedad, las cuales
varan tanto en el espacio como en el tiempo.
ESTACIÓN METEOROLÓGICA
Es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables
meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto para la elaboración de predicciones
meteorológicas a partir de modelos numéricos como para estudios clim$ticos. Es un lugar
escogido adecuadamente para colocar los diferentes instrumentos que permiten medir las
distintas variables que afectan al estado de la atmósfera. Es decir, es un lugar que nos
permite la observación de los fenómenos atmosféricos y donde hay aparatos que miden las
variables atmosféricas. &uchos de estos han de estar al aire libre, pero otros, aunque
también han de estar al aire libre, deben estar protegidos de las radicaciones solares para
que estas no les alteren los datos, el aire debe circular por dicho interior. Los que han de
estar protegidos de las inclemencias del tiempo, se encuentran dentro de una garita
meteorológica.
PARÁMETROS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
• L' !E&PE('!)('
La temperatura es una de las magnitudes m$s utilizadas para describir el estado de la
atmósfera. *ormalmente, la temperatura es una magnitud relacionada con la rapidez delmovimiento de las partculas que constituyen la materia. +uanta mayor agitación presenten
éstas, mayor ser$ la temperatura. Para medir la temperatura, tenemos que basarnos en
propiedades de la materia que se ven alteradas cuando ésta cambia: la resistencia eléctrica
de algunos materiales, el volumen de un cuerpo, el color de un ob"eto, etc.
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o EL !E(&&E!(.
Es instrumento que se utiliza para medir la temperatura. -ay muchos tipos distintos
de termómetros. El modelo m$s sencillo consiste en un tubo graduado de vidrio con un
lquido en su interior que puede ser, por e"emplo, alcohol o mercurio. +omo estos lquidos
se e#panden m$s que el vidrio, cuando aumenta la temperatura, asciende por el tubo y
cuando disminuye la temperatura se contrae y desciende por el tubo.
Para que todos los meteorólogos del mundo puedan comparar sus medidas entre s,
la rganización &eteorológica &undial da las pautas sobre cómo se deben colocar lostermómetros: deben estar ventilados, protegidos de la precipitación y de la radiación solar
directa, y a una determinada altura del suelo para que la energa que durante el da absorbe
la tierra no modifique las medidas/.
o !E(&0&E!( 1E &234&'
Este termómetro sirve para medir las temperaturas m$s altas que se presentan en un
lugar determinado. es un termómetro com5n de mercurio en tubo de vidrio con unestrangulamiento/ cerca del bulbo, de tal forma que cuando la temperatura ba"a, la columna
no tiene suficiente fuerza para pasar el estrangulamiento y su e#tremo libre queda en la
posición mas avanzada que haya ocupado durante el perodo, o sea marcando el valor de la
temperatura m$s alta que se ha presentado.
o !E(&0&E!( 1E &674&'
El termómetro de mnima es un termómetro cuyo elemento sensible es alcohol ylleva en el interior de su tubo capilar un ndice de vidrio o esmalte, de color oscuro, de unos
dos centmetros de longitud siempre sumergido en alcohol. El termómetro se coloca en la
garita sobre un soporte que lo mantiene ligeramente inclinado, con el depósito hacia aba"o.
8 la temperatura ba"a, el alcohol se contrae y el ndice es arrastrado haca el depósito del
instrumento. +uando la temperatura sube, la columna de alcohol se alarga, pero el ndice
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permanece donde estaba, indicando cual ha sido la temperatura m$s ba"a que se ha
presentado.
o !E(&09('*
Es el instrumento que registra gr$ficamente la temperatura a través del tiempo.El sensor
de este instrumento est$ constituido por un elemento bimet$lico circular. Es decir dos
metales de diferente coeficiente de dilatación nvar y bronce o nvar y acero/. +uando
vara la temperatura se produce un cambio en el radio del elemento medidor que se
transmite a un sistema de palancas que accionan un brazo inscriptor. La banda de registro
va colocada sobre un tambor cilndrico que contiene un mecanismo de relo"era. Este gira
una vuelta en ; horas o en una semana seg5n se seleccione. La escala est$ dividida de a
<=+. La amplitud es de >?@ a ;@=+ y la precisión es de A>B,@=+. 8e coloca en el interior del
abrigo meteorológico
• P(E8407 '!&8*C(4+'
Es la fuerza que e"erce el peso del aire sobre cada unidad de superficie terrestre. La
presión atmosférica e"erce sobre cada cuerpo, sobre cada partcula, sobre cada ob"eto, sobre
cada superficie, una presión que depende del peso el aire que hay encima. Esta columna de
aire no es igual de larga si el cuerpo se encuentra al nivel del mar, en una playa, sobre un
barco, que si se encuentra en la cima de una monta%a. +uanto m$s elevada esté un cuerpo
m$s corta ser$ la columna de aire que haya encimaD por lo tanto, la presión atmosférica es
m$s ba"a a medida que aumenta la altura. Pero la presión atmosférica, adem$s de la altitud,
depende de muchas otras variables. La situación geogr$fica, la temperatura, la humedad y
las condiciones meteorológicas son sus principales condicionantes. Precisamente la relación
que e#iste entre la presión atmosférica y el tiempo en un lugar hace de ésta una variable
fundamental en la información meteorológica. En cualquier caso, para poder comparar
todos los valores de presión registrados en distintos puntos del mundo y e#traer
conclusiones respecto a las condiciones atmosféricas, las mediciones directas deben
corregirse, al menos respecto a la altitud. 7uevamente, la rganización &eteorológica
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&undial establece las pautas para que todas las medidas registradas en distintos lugares del
mundo se efect5en del mismo modo, y, por tanto, puedan ser comparables.
o EL '(0&E!(
!orricelli, un matem$tico italiano del siglo 3F44, llevó a cabo un e#perimento que
ha servido de base para la medición y estudio de la presión atmosférica hasta nuestros
tiempos: !orricelli tomó un tubo de vidrio de un metro de largo y cerrado por un e#tremo.
Lo llenó por completo de mercurio, tapó el e#tremo abierto e introdu"o dicho e#tremo as
tapado en una cubeta, también llena de mercurio. Entonces destapó y vio que el tubo
empezaba a vaciarse, pasando parte del mercurio a la cubeta. El tubo de"ó de vaciarse
cuando el desnivel alcanzado entre la cubeta y el tubo alcanzó apro#imadamente GH cm
GHB mm/. 1e esto dedu"o que tena que estar actuando una fuerza para impedir que el tubo
se vaciara del todo, y pensó que esta fuerza era debida al aire que se encontraba por encima
del mercurio de la cubeta. Esa fuerza por unidad de superficie es la llamada Presión
atmosférica. La medición tomada por el barómetro es registrada por un barógrafo y el
resultado se e#presa en mb milibares/ o en mm hg milmetros de mercurio/. La presión
normal es de <B<?mb, que es igual a GHBmm. -g.
o
'(09('*
&ide la presión atmosférica y registra su variación a través del tiempo > !endencia
barométrica. Este instrumento consiste en un grupo de varias c$psulas aneroides apiladas,
cuya deformación debida a la presión atmosférica, se traslada a través de un mecanismo a
un pluma. Esta pluma grafica sobre una fa"a la variación de la presión atmosférica. La fa"a
se coloca sobre un cilindro que posee un sistema de relo"era que gira a razón de una vuelta
por da o una vuelta por semana de acuerdo a la información que se quiera obtener.1ebe
instalarse a la sombra, sobre una repisa sin vibraciones. Para evitar la dilatación de lasc$psulas por efecto de la temperatura, se utiliza un bimet$lico, es decir dos metales cuyos
coeficientes de dilatación se complementan de manera que la agu"a quede en su lugar y no
se vea afectada por los cambios de temperatura. !ambién se coloca dentro de la c$psula un
gas inerte que compensa esas variaciones
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•
EL F4E7!
El viento consiste en el movimiento de aire desde una zona hasta otra. E#isten
diversas causas que pueden provocar la e#istencia del viento, pero normalmente se origina
cuando entre dos puntos se establece una cierta diferencia de presión o de temperatura. En
el primer caso, cuando entre dos zonas la presión del aire es distinta, éste tiende a moverse
desde la zona de alta presión a la zona de ba"a presión. Los meteorólogos diran que se ha
producido un gradiente o diferencia de presión entre ambos e#tremos. En el caso de que sea
una diferencia térmica el origen del viento, lo que ocurre es que cuando una masa de aireadquiere una temperatura superior a la de su entorno, su volumen aumenta, lo cual hace
disminuir su densidad. Por efecto de la flotación, la masa de aire caliente ascender$, y su
lugar ser$ ocupado por otras masas de aire, que en su desplazamiento ocasionar$n el viento.
!ambién éste es el origen de las tormentas estivales y, a mayor escala, de los vientos
predominantes en los trópicos.
o '7E&0&E!( 1E +'ILE!'8
&ide de la velocidad horizontal del viento, en el que el giro de las mismas es proporcional
a la velocidad del viento. La unidad de medida es el JmKh o el mKs. se registra con el
anemógrafo.
o FELE!'8
&ide la dirección, que indican la procedencia geogr$fica del viento. -ablamos de
viento norte, noreste, suroeste, etc. en función de dónde provenga éste.
• -)&E1'1 (EL'!4F'
Es la relación entre la masa de vapor de agua que tiene una determinada masa de
aire y la que tendra si estuviese saturada en la misma temperatura. Esta relación se e#presa
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en porcenta"e. 1igo en la misma temperatura porque el aire caliente puede contener m$s
cantidad de vapor que el aire fro. +uanto m$s alta sea temperatura del aire m$s vapor de
agua puede haber.
E#isten diversas maneras de referirnos al contenido de humedad en la atmósfera:
-umedad absoluta: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en <m? de aire
seco.
-umedad especfica: masa de vapor de agua, en gramos, contenida en < Jg de aire.
(azón de mezcla: masa de vapor de agua, en gramos, que hay en < Jg de aire seco.
La humedad absoluta dividida entre la humedad absoluta m$#ima y multiplicada por
<BB. El resultado se e#presa en porcenta"e. 8e mide con el higrómetro o el pscicómetro y
o P84+(0&E!(.
Este consiste en dos termómetros iguales, uno de los cuales, llamado Mtermómetro
secoN, sirve sencillamente para obtener la temperatura del aire. El otro, llamado
Mtermómetro h5medoN, tiene el depósito recubierto con una telilla humedecida por medio
de una mecha que la pone en contacto con un depósito de agua. El funcionamiento es muy
sencillo: el agua que empapa la telilla se evapora y para ello toma el calor del aire que le
rodea, cuya temperatura comienza a ba"ar. 1ependiendo de la temperatura y el contenido
inicial de vapor de la masa de aire, la cantidad de agua evaporada ser$ mayor o menor y en
la misma medida se producir$ un mayor o menor descenso de temperatura del termómetro
h5medo. En función de estos dos valores se calcula la humedad relativa mediante una
fórmula matem$tica que las relaciona. Para mayor comodidad, con el termómetro se
suministran unas tablas de doble entrada que dan directamente el valor de la humedadrelativa a partir de las temperaturas de los dos termómetros, sin tener que realizar ning5n
c$lculo. E#iste otro instrumento, m$s preciso que el anterior, denominado
aspiropsicrómetro, en el que mediante un peque%o motor, se asegura que los termómetros
estén ventilados continuamente.
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o -41(9('*
(egistra gr$ficamente la humedad a través del tiempo. El sensor es un haz de cabellos que
modifica su longitud seg5n las variaciones de humedad. Esta variación de la longitud del
haz de cabellos se transmite mediante un sistema de palancas a un brazo inscriptor, el cual,
con un plomo acoplado en su e#tremo registra las variaciones de temperatura sobre una fala
arrollada a un tambor cilndrico. Este tambor dispone de un sistema de relo"era que gira
una vuelta en un da o en una semana seg5n se seleccione. El alcance de la medida va de B
a <BBO. La escala se divide cada @O de humedad relativa. *unciona con temperaturas de
>?@ a GB=+ y la precisión es de A> O. 8e coloca en el interior del abrigo meteorológico. El
haz de cabellos se debe limpiarse con agua destilada.
• ('14'+47 8L'(La energa transferida por el 8ol a la !ierra es lo que se conoce como energa
radiante o radiación. Csta via"a a través del espacio en forma de ondas que llevan asociada
una determinada cantidad de energa. Las ondas m$s energéticas son las correspondientes al
rango del ultravioleta, seguidas por la luz visible, infrarro"a y as hasta las menos
energéticas que corresponden a las ondas de radio. En nuestro sistema tierra>atmósfera se
producen una serie de procesos en los que se absorbe, emite y refle"a energa, de manera
que el balance final entre la radiación que llega al tope de la atmósfera procedente del 8ol y
la que sale al espacio e#terior, es cero. 9racias a estos mecanismos, la temperatura media
anual de la atmósfera no cambia de un a%o a otro, manteniéndose en valores promedio
cercanos a los <@=+.o P4('7&E!(
Estos dispositivos utilizan el principio de detección termoeléctrica, por el que la
radiación entrante es absorbida casi en su totalidad por una superficie horizontal
ennegrecida, para una gama de longitudes de onda muy amplia. El incremento de la
temperatura resultante se mide a través de termopares conectados en serie o en
serieKparalelo para conformar la termopila.
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Las uniones activas calientes/ se sit5an por deba"o de la superficie ennegrecida del
receptor y utilizan la radiación absorbida por el revestimiento negro para calentarse. Las
uniones pasivas fras/ de la termopila mantienen un contacto térmico con la carcasa del
piranómetro, que act5a como disipador térmico. En los 5ltimos a%os, los piranómetros de
mayor rendimiento utilizan un módulo Peltier, también termoeléctrico, aunque los distintos
metales del termoparKtermopila se sustituyen por distintos semiconductores.
• -('8 1E 8LEs la cantidad de energa en forma de radiación solar que llega a un lugar de
la !ierra en un da concreto insolación diurna/ o en un a%o insolación anual/.
o -EL409('*
Cste est$ formado por una esfera de vidrio orientada hacia el sur geogr$fico, que
act5a como una gran lupa, concentrando toda la radiación recibida en un punto
incandescente que va quemando una cinta de un papel especial graduada con las horas del
da.
• EF'P('+407
La evaporación es el proceso por el cual las moléculas en estado lquido se hacen gaseosas.
Los lquidos que no parecen evaporarse visiblemente a una temperatura dada en un gas
poseen moléculas que no tienden a transferirse la energa de una a otra como para darle la
velocidad de escape necesaria para convertirse en vapor. 8in embargo, estos lquidos se
evaporan, pero el proceso es mucho m$s lento y considerablemente menos visible.
o EF'P(6&E!( 1E +)E!'
+onsiste en un tanque con agua colocado directamente al sol y e#puesto a las
precipitaciones. La !ina +lase M'N consiste en un tanque de <,< m de di$metro y de @,@
cm de profundidad. 8e construye de hierro galvanizado y va colocado sobre una re"a de
madera de tal forma que su base esté separada del suelo. La variación del nivel del agua
dentro del tanque representa la evaporación, la cual se mide a través de un tornillo
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micrométrico cuyo e#tremo termina en forma de gancho. Posteriormente, el c$lculo de la
evaporación se efect5a por la fórmula siguiente:
Evaporación Q Lectura de ayer > Lectura de hoy A Precipitación Lo que significa
que la lluvia cada en las 5ltimas ; horas o en el perodo considerado, debe ser agregado alas diferencias de lecturas en ese lapso.
• L' P(E+4P4!'+407
)na nube puede estar formada por una gran cantidad de gotitas min5sculas y
cristalitos de hielo, procedentes del cambio de estado del vapor de agua de una masa de aire
que, al ascender en la atmósfera, se enfra hasta llegar a la saturación. )na vez que se hanformado las nubes, Rqué es lo que hace que den o no lugar a la lluvia, el granizo o la nieve,
es decir a alg5n tipo de precipitaciónS Las min5sculas gotitas que forman la nube y que se
encuentran en suspensión dentro de ella gracias a la e#istencia de corrientes ascendentes,
empezar$n a crecer a e#pensas de otras gotitas que encuentran en su cada. +uando éste es
suficientemente grande como para vencer la fuerza de arrastre, la gotita caer$ hacia el
suelo, produciendo la lluvia. Las gotitas alcanzar$n mayor tama%o cuanto m$s tiempo pasen
dentro de la nube ascendiendo y descendiendo y cuanto mayor sea el contenido de agualquida de la misma.
o PL)F40&E!(.
Es el instrumento que se suele utilizar para medir la precipitación cada en un lugar
y durante un tiempo determinado Este aparato est$ formado por una especie de vaso en
forma de embudo profundo que enva el agua recogida a un recipiente graduado donde se
va acumulando el total de la lluvia cada. El volumen de lluvia recogida se mide en litros
por metro cuadrado lKm/ o lo que es lo mismo, en milmetros mm./. Esta medida
representa la altura, en milmetros, que alcanzara una capa de agua que cubriese una
superficie horizontal de un metro cuadrado. 8e coloca sobre piso de césped bien cortado
para evitar salpicaduras y la distancia a cualquier ob"eto cercano debe ser de por lo menos ;
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veces su altura. La observación se hace cada ; horas. El agua se trasvasa a una probeta de
tipo pire# graduada en mm de precipitación.
o PL)F49('*
(egistra la cantidad de agua cada y el tiempo durante el que ha cado. E#isten dos
sistemas a sifón o flotador y de cangilones. El primero consiste en un depósito que recibe a
través de un tubo de goma el agua de lluvia recogida por el embudo e#terior. 1entro del
depósito hay un flotador que sostiene directamente un brazo que lleva una pluma
inscriptora. +asi desde el fondo del depósito sale un tubo de goma en forma de sifón., en el
que la rama ascendente llega "usto al nivel m$s alto al que se quiere llegar que corresponde
a <B mm de precipitación/. +uando el agua del depósito llega a ese nivel, act5a el sifón y el
recipiente se vaca completamente. 8i contin5a lloviendo vuelve a comenzar la subida. La
curva obtenida tiene forma de zigzag con sus ramas ascendentes curvas e inclinadas y las
descendentes rectas y verticales.
El sistema de cangilones consiste en que al final del embudo, se coloca un recipiente
que tiene dos compartimentos. Este recipiente se columpia y cuando se llena uno de sus
compartimentos se inclina y se empieza a llenar el otro. +ada vuelco del cangilón
representa B, mm de precipitación. +ada vuelco hace girar una rueda dentada en un $ngulo
determinado y el movimiento de esa rueda dentada se transmite por medio de una leva a
una palanca con una pluma inscriptora. Esta registra la cantidad de agua cada en una fa"a
que gira sobre un cilindro con un sistema de relo"era una vuelta por da/. El registro se
hace en forma escalonada. El ancho de los escalones depende de la intensidad de la lluvia.
Las pausas indican que de"ó de llover.
Las caractersticas de instalación de este instrumento coinciden con las del
pluviómetro. Para medir la lluvia sólo deben sumarse las ramas ascendentes del registro dela fa"a.
• F4844L41'1
&edida de la opacidad de la atmósfera, y por lo tanto, es la distancia mayor desde la
que uno puede observar ob"etos con el uso de la visión normal. Para obtener el nivel de
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visibilidad, es preciso fi"ar un punto de observación, donde se establece la distancia con los
obst$culos m$s cercanos casas, $rboles, cerros, etc./, sirviendo como referencia en una
situación de reducción de visibilidad.
+)'1( (E8)&E7
VariableInstrument !e me!i!a
Elementsensible
Uni!a!
Tem"eratura
!ermómetro &ercurio T+1e m$#ima 'lcohol T+1e mnima &ercurio T+!ermógrafo imetal T+
Presi#natms$%ri&a
arógrafo+elda
aneroidemm hg o hpa
arómetro &ercurio &b o en mm hgVel&i!a!!e 'ient
'nemómetr o
+azoletas UmKh o mKs
Dire&&i#n !e'ient Feletas >>>>>>> (osa de vientos
(ume!a!-igrógrafo
-az decabellos
O
Psicrómetro &ercurio T+E'a"ra&i#
nEvapormetr o de cubeta
'gua&m de aguaevaporada
Pre&i"ita&i#n
Pluviógrafo *lotador &mPluviómetro +ontenedor LKm o mm
(ras !e sl -eliógrafo -
Ra!ia&i#nslar
Piranometro !ermopila Uilovatios por metro cuadrado
Visibili!a! bservador >>>>>> >>>>>>>>
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CLIMATOLOGÍA
La climatologa al contrario de la meteorologa, es una ciencia deductiva que estudia
los promedios de los valores meteorológicos durante el tiempo m$s largo posible para
establecer los distintos tipos clim$ticos de cada región de la superficie terrestre. 'unque
utiliza los mismos par$metros que la meteorologa su ob"etivo es distinto, ya que no
pretende hacer previsiones inmediatas, sino estudiar las caractersticas clim$ticas a largo
plazo
ESTACION CLIMATOLÓGICA
!ienen las mismas caractersticas que las estaciones meteorológicas descritasanteriormente pero los datos recopilados de las variables son usados con un fin diferente.
Las estaciones climatológicas suministran datos homogéneos a largo plazo con ob"eto de
determinar las tendencias clim$ticas.
PARAMETROS E INSTRUMENTOS DE MEDICION
+ada elemento meteorológico observado puede también designarse como un
elemento clim$tico. Los elementos m$s com5nmente utilizados en la climatologa son la
temperatura de aire en particular, la m$#ima y la mnima/, la precipitación, la humedad, el
movimiento atmosférico, la presión atmosférica, la evaporación, la insolación y el tiempo
reinante, todos estos descritos anteriormente.
(IDROLOGÍA
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es la disciplina cientfica dedicada al estudio de las aguas de la !ierra, incluyendo su
presencia, distribución y circulación a través del ciclo hidrológico, y las interacciones con
los seres vivos. !ambién trata de las propiedades qumicas y fsicas del agua en todas sus
fases.
ESTACIÓN (IDROLÓGICA
Las estaciones hidrológicas o hidrométricas consisten esencialmente en una o varias
reglas graduadas escalas o limnmetros/ colocadas escalonadamente en una sección de ro,
arroyo, laguna o embalse, perfectamente verticales y niveladas entre s y con referencia a
un plano fi"o.
1onde es posible por la topografa del lugar, la e#istencia de infraestructura yaccesos mnimos/ se colocan adem$s instrumentos autom$ticos de registro continuo
mareógrafos o limngrafos/.
Esta automatización de las estaciones permite tener una mayor continuidad de datos
y reducir errores por factores humanos, pero en cambio requiere mayor especialización en
la instalación, operación y mantenimiento de los instrumentos. 'dem$s, una falla mec$nica
o electrónica, o incluso roturas por accidentes o vandalismo, de"a a la estación sin registros
como mnimo hasta la siguiente visita y el perodo de datos faltantes es irrecuperable.
En algunos lugares la instalación de estaciones autom$ticas se hace impracticable o
no se "ustifica el costo de las obras de acondicionamiento necesarias y la alternativa m$s
conveniente sigue siendo la estación convencional con observadores locales.
PARAMETROS E INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
•
+')1'L
8e denomina caudal en hidrologa al volumen de agua que circula por el cauce de
un ro en un lugar y tiempo determinados. 8e refiere fundamentalmente al volumen
hidr$ulico de la escorrenta de una cuenca hidrogr$fica concentrada en el ro principal de la
misma. 8uele medirse en mVKseg lo cual genera un valor anual medido en mV o en -mV
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hectómetros c5bicos: un -mV equivale a un millón de mV/ que puede emplearse para
planificar los recursos hidrológicos y su uso a través de embalses y obras de canalización.
El caudal de un ro se mide en los sitios de aforo. El comportamiento del caudal de un ro
promediado a lo largo de una serie de a%os constituye lo que se denomina régimen
fluvial de ese ro.
o L8 '*(8.
es la medición del caudal instant$neo de un cauce. El método m$s preciso de realizar un
aforo es el volumétrico, sin embargo éste sólo puede realizarse en parcelas muy peque%as y
en laboratorios de hidr$ulica. En el traba"o habitual de campo es necesario realizar los
aforos mediante métodos indirectos. E#isten varios métodos de medición de la escorrenta
los cuales se basan en diferentes principios fsicos. Los métodos e#istentes se pueden
catalogar en cuatro categoras: aforadores, velocidad W $rea, aforos qumicos y sónicos.
• El método de Felocidad > 2rea consiste en medir la velocidad del cauce con un
correntómetro o con un flotante y luego se multiplica la velocidad por la sección o
$rea del cauce.• Los aforos qumicos consisten en la utilización de trazadores que son vertidos aguas
arriba del punto de medición y luego en el sitio de medición se mide la
concentración de la sustancia utilizada. El caudal ser$ proporcional a la dilución
e#perimentada. Este método es utilizado en cauces muy turbulentos donde otros
métodos no funcionan bien.•
Los métodos sónicos son utilizados generalmente en tuberas y estiman la velocidaddel flu"o, la cual al multiplicarla por el $rea del conducto proporcional el caudal.
• Los aforadores son estructuras que se colocan dentro del cauce de tal manera de
forzar todo el flu"o a través de secciones regulares. El flu"o es contrado por la
sección y se produce un aumento del tirante lo cual permite una mayor precisión en
las mediciones. En cauces naturales, los aforadores m$s populares son los
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vertederos. Estos son construidos de tal manera que e#ista una laguna de
amortiguación, aguas arriba del mismo, la cual sirve para disminuir la velocidad del
flu"o y transformarlo de turbulento a laminar. El aforo se realiza mediante la
medición del tirante por < encima de la cresta de la sección.
• '(('8!(E 1E 8E14&E7!8
Los sedimentos que transporta una corriente de agua son consecuencia natural de la
degradación del suelo, puesto que el material procedente de la erosión llega a las corrientes
a través de tributarios menores, por la capacidad que tiene la corriente de agua para
transportar sólidos, también por movimientos en masa, o sea, desprendimientos,
deslizamientos y otros.
En un punto cualquiera del ro, el material que viene de aguas arriba puede seguir
siendo arrastrado por la corriente y cuando no hay suficiente capacidad de transporte este se
acumula dando lugar a los llamados depósitos de sedimentos.
Las corrientes fluviales forman y a"ustan sus propios cauces, la carga de sedimentos
a transportar y la capacidad de transporte tienden a alcanzar un equilibrio. +uando un tramo
del ro consigue el equilibrio, se considera que ha obtenido su perfil de equilibrio. 8in
embargo, puede ser aceptable que e#istan tramos o sectores de un ro que hayan alcanzado
su equilibrio, aunque estén separados por tramos que no tengan este equilibrio.
E4 transporte de sedimentos est$ ligado con la hidrodin$mica de los canales abiertos.
La introducción de partculas dentro del flu"o altera el comportamiento hidr$ulico. 8e puede
decir que los sedimentos que forman el lecho pueden adoptar muchas formas entre las que
se pueden mencionar las dunas, las rizaduras o superficies planas, esto depende del proceso
de transporte.
La medición de sedimentos se realiza de diferentes maneras. La forma cl$sica y
directa consiste en tomar muestras del agua y obtener el peso de los sedimentos por unidad
de volumenD esta medición se transforma a sedimentos transportados al relacionarla con el
caudal aforado en el momento del muestreo. (ecientemente con la aparición de nuevos
turbidmetros, la medición se hace m$s f$cil, económica y pr$ctica. Los turbidmetros
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miden la turbidez del agua y la correlacionan con la concentración de sedimentos en la
misma.
• 74FEL 1E '9)'
El nivel de agua es la altura de la superficie de un ro, lago u otra masa de agua conrelación a una determinada referencia, en el caso de un ro ser$ de su lecho. En general,
debe ser medida con una e#actitud de un centmetro, mientras que en las estaciones de
aforo que efect5an registros continuos la e#actitud debe ser de tres milmetros.
o L4&76&E!(
Es un instrumento que permite registrar y transmitir la medida de la altura de agua o
de nieve en un punto determinado/ de un ro, una cuenca. 9eneralmente las alturas se
miden en metros o centmetros. La medida de la altura se puede convertir en estimación
del caudal del ro gracias a una curva de calibración
o L4&749('*
)na me"or manera de aforar el agua es empleando un aparato llamado limngrafo, elcual tiene la venta"a de poder medir o registrar los niveles de agua en forma continua en un
papel especialmente dise%ado, que gira alrededor de un tambor movido por un mecanismo
eléctrico o de relo"era. Los limngrafos est$n protegidos dentro de una caseta de obra de
f$brica. Fienen acompa%ados de las instrucciones precisas para su operación y cuidado, as
como de un sistema de transmisión de datos online por teleproceso.
PARAMETROS ) SU APO)O EN LA INGENIERIA
• L' !E&PE('!)('
)na obra civil est$ sometida a diferentes factores clim$ticos dependientes de la
región donde este localizada el conocimiento de dichos factores es fundamental para
garantizar la vida 5til de la obra.
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1ebido a la radiación solar se producen unos cambios importantsimos de temperatura. )na
lluvia después de una fuerte insolación representa un cambio tan brusco de temperatura que
es una verdadera prueba para su resistencia a la rotura. 1ebido al fuerte enfriamiento a
causa del viento en un c$lculo riguroso de cargas se deberan considerar temperaturas m$s
ba"a para las vigas que para las columnas, debido a la mayor e#posición.
Las vigas est$n sometidas no solo a cambios notables de temperatura anual sino también
diaria, e incluso por horas. Es importante conocer los cambios de temperatura, pues de ello
dependen los cambios de longitud, en "untas y uniones.
• EL F4E7!
El viento es una unidad vectorial, que tiene magnitud, dirección y sentido. Para la
ingeniera civil es importante estudiar la componente horizontal del viento, ya que es la que
genera la velocidad de viento. Es muy importante el estudio de la velocidad del viento y la
afectación a las estructuras. Para poder analizar y dise%ar las estructuras de un proyecto es
importante especificar las propiedades de los materiales a usar, las cargas que podran
afectar a la estructura, el método de an$lisis y dise%o estructural. La componente horizontal
del vector que describe el viento es aquel que al chocar con las estructuras produce
esfuerzos en dichas edificaciones.
• L' P(E+4P4!'+47
&uchas obras de ingeniera civil son profundamente influenciadas por factores
clim$ticos, entre los que se destaca por su regularidad las precipitaciones pluviales. En
efecto, un correcto dimensionamiento del drena"e garantiza la vida 5til de una carretera, una
va férrea, un aeropuerto, etc.
El conocimiento de las lluvias intensas, de corta duración, y de otros fenómenos
meteorológicos comunes en determinada zona o región es muy importante para la
implementación de ciertas técnicas de construcción, para dimensionar el drena"e urbano, las
se%alizaciones, tomar las medidas preventivas necesarias, y as evitar inundaciones y otras
cat$strofes en los centros poblados.
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• 74FEL 1E '9)'
Las mediciones de los niveles de agua de los ros, lagos o alg5n cuerpo de agua, se
usan directamente para la predicción de crecidas m$#imas alturas de agua/, definir o
delinear zonas con riesgo de inundación y para proyectar estructuras puentes u otras obras
hidr$ulicas/.
EMPRESAS (IDROLÓGICAS
• -idrológica de la (egión +apital -41(+'P4!'L/, en el 1istrito +apital y los estados
&iranda y Fargas.
• 4nstituto &unicipal 'guas de 8ucre 4&'8/, en el estado &iranda.
• -41('71E8, estados arinas y !ru"illo.
4L49('*6'
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Ximénez, (., +apa, '., Lozano, '., BB;/ &eteoróloga y climatologa, Espa%a,
editor *E+Y! *undación Espa%ola para la +iencia y la !ecnologa/.
+ampomanes, 9., &anual de -idrologa 'plicada B<@/, lima, libro electrónico
(ed ioclim$tica del Estado &érida disponible en http:KKZZZ.cecalc.ula.veKredbcK
rganización &eteorológica &undial, B<</: 9ua de pr$cticas climatológicas &&>7=<BB/,