Utilizacion de recipientes de facil consecución en las fincas como instrumentos de medición de la precipitación

INTRODUCCIÓN.

La lluvia caída se mide mediante la
colocación en el campo de recipientes conocidos como
pluviómetros. Su función es medir en mm o pulgadas
la altura del agua de lluvia caída en un tiempo
determinado.

Todas las formas de precipitación, se miden
partiendo de la base de una columna vertical de agua que se
acumula sobre una superficie a nivel.

A los efectos prácticos, un (1) mm de
precipitación significa que sobre 1 m2 de tierra
cayó una lámina de agua cuyo espesor es de 1 mm.
Esta misma expresión, llevada a términos de
volumen, equivaldría a un (1) litro de agua sobre una
superficie de 1 m2.

Dimensiones

Largo: 1m

Ancho: 1m

Profundidad: La que se mida en
mm

24 horas después de la caída
de una lluvia

Escala: 1:300

Figura No. 1. Representación gráfica del
significado de la medida de precipitación

En el mercado existen pluviómetros de diferentes
tipos. Su precisión viene dada por una serie de
parámetros, entre los cuales se encuentra el diseño
del aparato según las normas internacionales, su
ubicación y colocación en campo, de la lectura
correcta, de la probeta o instrumento de medición
utilizado y de la hora establecida para efectuar la lectura
diaria.

El pluviómetro Hellmann es el utilizado
internacionalmente. Este instrumento es un cilindro
metálico, constituido por un embudo colector, cuya
superficie de exposición es de 200 cm2, la cual
está determinada por la abertura superior de un anillo de
cobre con un diámetro de 159,6 mm. El embudo colector
descarga el agua captada y la deposita en otro recipiente
conocido como depósito de agua. Tanto el embudo colector
como el depósito de agua se colocan a su vez en un tanque
colector.

Un pluviómetro tipo Hellmann debe cumplir las
normas de la Organización

Meteorológica Mundial (OMM), las cuales se pueden
resumir en:

– Que la superficie de recogida se efectúe
mediante aro calibrado a 200 cm², lo que equivale a un
diámetro de 15,96 cm.

– Respeto absoluto a las dimensiones de los vasos y
cámaras internas de aislamiento.

– Color blanco, para evitar la radiación y
minimizar por tanto la evaporación.

Hay circunstancias en las cuales, no es aconsejable la
instalación de un pluviómetro tipo Hellmann o los
de lectura directa, tal es el caso de fincas donde frecuentemente
se producen robos de los equipos o se cometen actos
vandálicos; bajo tales condiciones, debe recurrirse a la
utilización de recipientes vacíos de fácil
consecución y reemplazo, los cuales con algunas
imprecisiones pueden usarse como instrumentos para efectuar las
mediciones de lluvia.

El objeto del presente trabajo fue la de efectuar una
evaluación de recipientes de fácil
consecución en las fincas, los cuales bajo circunstancias
especiales pudieran ser utilizados como pluviómetros. La
evaluación se hizo colocando varios envases en las
cercanías de un pluviómetro de cántaro, tipo
Hellmann, partiendo del principio de recabar información
de la precipitación, mediante mediciones
volumétricas, producto de las cantidades de agua
contenidas en cada recipiente, posterior a la lluvia caída
en periodos de 24 horas, luego proceder a tabular y procesar la
información recopilada.

Es practica común en algunos predios
rústicos utilizar como pluviómetros, equipos
artesanales compuestos por un embudo, manguera conectora y un
recipiente de almacenamiento (Figura 2) y mediante
cálculos fundamentados en formulas se determina en primer
lugar el área de exposición del embudo utilizado.
El volumen recogido en el recipiente, producto de la
exposición a la lluvia, se mide en centímetros
cúbicos o litros y mediante relaciones matemáticas,
se convierte y expresa en mm esta medición; todo ello
basado en la premisa que la cantidad de lluvia recogida en una
zona se mide en "litros por metro cuadrado", es decir se
contabilizan los litros de agua que se han recogido en forma de
lluvia en una superficie concreta, la cual por convención
se utiliza como base un metro cuadrado, o lo que es lo mismo, un
cuadrado el cual todos sus lados miden 1 metro de
lado.

Figura 2. Pluviómetro artesanal de
Embudo

Queda perfectamente establecido que Un (1) mm de lluvia
caído en un periodo de tiempo determinado equivale a un
(1) litro por m2. Sin embargo bien sea el uso del
pluviómetro artesanal de embudo o cualquier otro que se
use (envase plástico), es importante determinar cual seria
la superficie de exposición del recipiente a utilizar o
del embudo con mayor confiabilidad y donde el error se minimice
cuando se comparen los resultados entre los mm
obtenidos con el pluviómetro tipo Hellmann y los
resultados derivados de los pluviómetros
artesanales.

Figura 3. Pluviómetro de recipiente
cilíndrico de plástico

Fundamentado en estas premisas se procedió a
efectuar la evaluación y hacer la comparación de
los resultados y determinar un factor de conversión de
volumen recogido en el recipiente y su equivalencia en
lámina de precipitación durante un lapso de 24
horas de exposición a la lluvia.

I.-
INSTALACIÓN DE PLUVIOMETROS

Cuando se utilizan otros recipientes como
pluviómetros, son valederas todas las recomendaciones
dadas para los pluviómetros de cántaro del tipo
Hellmann y los de lecturas directas y las cuales se describen a
continuación:

Para la instalación de un pluviómetro
hay que hacerlo tomando en cuenta las siguientes
recomendaciones:

El pluviómetro se fija a un soporte de metal, el
cual sostiene el aparato y además sirve para anclarlo a un
pedestal de madera. Dicho pedestal se hinca en la tierra de forma
tal que el anillo de cobre (abertura superior) del embudo
colector quede a una altura de la superficie del suelo en un
rango entre 1.40 a 1,50 m. A mayor altura sobre el piso, mayor es
el error por el viento. Se deben evitar las instalaciones en los
tejados y laderas con mucho viento. El mejor sitio será
aquel donde haya una superficie a nivel rodeada con arbustos o
árboles que sirvan de protectores contra el viento,
siempre y cuando éstos no estén cercanos al
pluviómetro y lo obstruyan. Los árboles u otros
obstáculos (edificaciones), que se utilicen como
parabrisas, deberán subtender ángulos de 20 a 30O
desde el orificio del pluviómetro, sin sobrepasar en caso
alguno los 450 y deben rodear el pluviómetro
de tal modo que ofrezcan protección desde todas
las direcciones.

Figura 4. Ubicación de un
pluviómetro

Figura 5. Dibujo esquemático de un
pluviómetro tipo Hellmann,

Cabe destacar que en términos prácticos,
no se ha diseñado un pluviómetro que de resultados
confiables en pendientes fuertes con grandes vientos, por lo cual
debe evitarse colocar pluviómetros en sitios como
éstos.

Las lecturas del pluviómetro deberán
efectuarse cada día a las 7,50 AM y se registran en una
planilla diseñada a tal fin. Aparte de la planilla de
información diaria, deberá llevarse también
un registro anual, detallando la precipitación acumulada
en cada mes del año.

II.- RECIPIENTES
UTILIZADOS COMO PLUVIÓMETROS EN LA EVALUACIÓN
REALIZADA

Para los efectos del presente trabajo se usaron los
recipientes que se presenta en la figura 6 y se detallan sus
dimensiones en la tabla No. 1. Todos estos recipientes de manera
comparativa se instalaron en un área adyacente al sitio
donde estaba instalado un pluviómetro de cántaro,
el cual sirvió como testigo

Figura 6. Recipientes utilizados como
pluviómetros y cilindros para medición
volumétrica

TABLA No. 1

III.-
METODOLOGÍA UTILIZADA PARA LA DETERMINACIÓN DE LAS
FÓRMULAS DE CÁLCULO DEL FACTOR DE CONVERSIÓN
DE LA PRECIPITACIÒN MEDIDA EN LOS RECIPIENTES EN FORMA
VOLUMÉTRICA A SU EQUIVALENTE EN TÉRMINOS DE
LÁMINA (mm) DE LA LLUVIA OCURRIDA EN UN PERIODO DE 24
HORAS

La metodología utilizada fue la
siguiente:

III.1.- Se efectuó un número importante de
lecturas pluviométricas, durante un mes de alta
precipitación (Mayo de 2005) en todos y cada uno de los
recipientes seleccionados. Las lecturas en cada recipiente se
hicieron todos los días del mes en forma
volumétrica para luego ser tabulada y procesada dicha
información. En el caso del pluviómetro Hellmann,
las lecturas se hicieron tanto volumétricas como de
láminas expresadas en mm

Figura 7:- Lecturas volumétricas de la
precipitación

III.2.- Las calibraciones del volumen de su contenido de
agua y su equivalencia en milímetros se hicieron usando el
pluviómetro Hellmann y otros pluviómetros
comerciales de lectura directa. En todos los casos se compararon
volúmenes de agua, superficie de exposición y la
lectura en mm indicada en las respectivas escalas para el caso de
los pluviómetros lectura directa; igual procedimiento se
hizo para el pluviómetro tipo Hellmann, midiendo su
volumen en cilindros volumétricos y las lecturas en mm,
usando la probeta milimétrica.

Figura 8. Pluviómetro comercial de lectura
directa y pluviómetro tipo Hellmann

Con la información recopilada, se procedió
a calcular los respectivos factores de conversión,
aplicando la siguiente fórmula:

FC: Medida volumétrica en
cc

Lectura pluviómetro en mm

TABLA No. 2

Para obtener un factor de conversión
que pudiera ser aplicado a recipientes ordinarios que pudieran
ser utilizados como pluviómetros, se calcularon las
áreas de exposición de cada uno de los recipientes
seleccionados

III.3.- Los envases utilizados como
pluviómetros en este caso fueron los
siguientes:

TABLA No. 3

III.4.- Determinación del factor de
conversión volumétrica a milímetros de
lámina, conociendo la superficie expuesta a la lluvia en
los diferentes envases usados como pluviómetros

Para determinar un factor de conversión aplicable
a otros envases que pudieran ser utilizados como
pluviómetro, se dedujo una formula perfectamente aplicable
y cuyo fundamento respondió al principio de la
regresión estadística. La formula respondió
a un comportamiento de relación lineal típica,
cuando se correlacionaron la información anterior de
Superficie de exposición del recipiente con los
respectivos factores de conversión.

FC = a0 + a1 x SE

Para derivar esta formula, se utilizaron un
pluviómetro Hellmann y dos pluviómetros comerciales
de lectura directa a los cuales previamente se les
determinó el área de exposición de la boca
del pluviómetro

A continuación se presentan en detalle los
cálculos que posibilitaron la derivación de la
fórmula de regresión lineal que va a ser utilizada
para determinar el factor de corrección "FC" de cada uno
de los recipientes seleccionados para que sirvan como
pluviómetros.

III.4.1.- Deducción de la fórmula
de regresión lineal para determinar el factor de
conversión

TABLA No. 4

SE: SUPERFICIE EXPUESTA FC: FACTOR DE
CONVERSIÓN

FC: a0 + a1 SE

a0 = 0,0000103295659 a1 =
0,0999710008607

III.4.2.- FÓRMULA A UTILIZAR
PARA DETERMINAR "FC"

FC: (SE x 0,0999710008607) +
(0,0000103295659)

FC: Factor de conversión

SE: Superficie de
Exposición

Aplicando la formula anterior se
determinaron los diferentes factores de conversión para
cada uno de los envases seleccionados para la presente
evaluación.

La tabla que a continuación se
presenta, resume los cálculos efectuados y los factores de
conversión determinados para cada uno de los envases,
aplicando la fórmula anterior

TABLA No. 5

Como ejemplo de aplicación de la formula
escogemos el envase botella de herbicida recortada y asumimos que
la precipitación de un determinado día
registró 67 cc, aplicando el correspondiente factor, el
resultado daría de 13,74 mm

P (mm) = 67,00 / 4,8754788262 =
13,74

III.5.- La información recopilada durante el mes
de Mayo de 2005, fue tabulada y analizada día por
día. Para efectos del presente análisis se
partió de la información promedio mensual de cada
recipiente. Comparando de manera muy sencilla la
desviación de los totales arrojados por cada recipiente
con el valor obtenido en el pluviómetro Hellmann, se
dedujo el grado de exactitud de cada uno de los recipientes
catalogándose los mismos de acuerdo al mayor o menor valor
absoluto de la desviación.

Se consideró como ACEPTABLE, para usar un
recipiente como pluviómetro, cuando la desviación
absoluta del mismo es menor de uno (1) y NO ACEPTABLE
cuando la desviación es mayor de uno (1) Todo ello
comparando el valor promedio total mensual arrojado por el
pluviómetro tipo Hellmann y el o los registrados por los
recipientes seleccionados para la prueba. Ver tabla No.
2

TABLA No. 6

Resumen de la información promedio mensual de
cada recipiente y su comparación con el resultado del
pluviómetro Hellmann

En base al análisis anterior se concluye que los
envases ideales para ser utilizados como pluviómetros son
aquellos cuyo diámetro de exposición sean mayores o
iguales a de 7,88 cm

Analizando la información contenida en la tabla
No. 7, las variaciones entre el registro de lluvias promedio
mensual, medida en recipientes con diámetros de
exposición variables y calculada la precipitación
en mm, (Dividiendo el volumen obtenido entre el factor de
conversión) y el valor de comparación registrado en
el pluviómetro tipo Hellmann; muestran variaciones que van
desde un rango entre 1,45 y 3,1 para los recipientes catalogados
como NO APTOS y un rango para los recipientes APTOS, con
variaciones comprendidas entre 0,09 y 0,42. Es de hacer notar que
en la medida que se extreme cuidado en torno a la pulcritud de la
toma de medición y se haga una adecuada instalación
del aparato, se logran conseguir desviaciones muy pequeñas
hasta de un 0,42.

III.6.- Resumen general sobre las formas de calcular la
precipitación contenida en un pluviómetro en
milímetros, fundamentada en la superficie de
exposición del recipiente y el volumen de agua contenida
en el mismo

Formula:

FC: (SE x 0,0999710008607) +
(0,0000103295659)

P (mm): Vr/FC

La superficie de exposición de
recipientes cilíndricos, los cuales serían los
más utilizados es la siguiente:

Si = rr x r2

La tabla siguiente, No. 7, registra a manera de ejemplo
las equivalencias en mm de los contenidos volumétricos de
agua almacenados en diferentes recipientes. Los valores obtenidos
en mm son iguales para todos los casos, variando solo la
superficie de exposición y el contenido de agua en
cc.

Aplicando indistintamente las formulas a y b para
calcular la precipitación en milímetros, todos los
envases arrojan la misma cantidad de milímetros de
precipitación…

TABLA No. 7

IV.
OBSERVACIONES.

Por lo general, las mediciones de precipitación
son susceptibles a errores, siendo los más frecuentes los
cometidos en las lecturas de los recipientes de medición,
los cuales son muy comunes y pueden tener una incidencia
importante. Como quiera que dada las características y las
dimensiones de cada envase, siempre se presentarán
variaciones en las mediciones que se alejan de la media de los
pluviómetros tipo Hellmann, en más o menos 1,32 mm
aun cuando los mismos estén ubicados en el mismo sitio.
Otros errores se tienen cuando el colector presenta abolladuras
en su superficie de exposición; cuando se desprecian
cantidades pequeñas de lluvia; cuando el
pluviómetro se instala en terrenos de gran pendiente y muy
comunes son las inclinaciones en la colocación del
pluviómetro y las pérdidas cuando la lluvia salpica
fuera del colector.

El error más grande es el causado por
acción del viento, cuando la aceleración vertical
del aire al ser forzada hacia arriba sobre el pluviómetro
y a su vez es transmitida dicha aceleración hacia arriba a
las gotas que están por entrar al pluviómetro,
desviándolas de su curso y ocasionando una recogida
deficiente. El error es aun mas grande cuando las gotas son
más pequeñas, caso de las lluvias
ligeras.

Bibliografía
Consultada:

García G. Jesús A.1991,
Problemática del riego en el área de influencia de
Azucarera

Río Turbio, C.A., boletín No. 1,
Chorobobo, Estado Lara. Venezuela

García G. Jesús A. y otros: 1991.Algunas
Consideraciones teórico prácticas del Riego en
Caña de Azúcar. Azucarera Río Turbio C.A.,
Vicepresidencia Gerencia Agrícola, Chorobobo, Estado Lara,
Venezuela

Gol. A.W. 1964. III Instrumentos Metereológicos,
Servicio de Meteorología y Comunicaciones, MANISTERIO DE
LA Defensa, República de Venezuela, Maracay-
Venezuela.

Autor:

Jesus A. Garcia G.

Servicios para la
agroindustria

Barquisimeto, estado Lara –
Venezuela