ESTACIONES HIDROCLIMATICAS

Presentado por:ORANGEL GMEZMARIO GOMEZANGLICA RUIZRAFAEL RODRGUEZYILMER THOMASCESAR TURBAY

Docente:JUAN CARLOS MOSOS CAMPOS

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENAFACULTAD DE INGENIERIAHIDROLOGIA- GRUPO: 1

SANTA MARTA- COLOMBIA

2015ESTACIONES HIDROCLIMATICOS

TEMPERATURA Latemperaturase define como unamagnitud escalarrelacionada con laenerga internade un sistema termodinmico, definida por elprincipio cero de la termodinmica. Ms especficamente, est relacionada directamente con la parte de la energa interna conocida como energa cintica, que es la energa asociada a los movimientos de las partculas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma devibraciones. A medida de que sea mayor la energa cintica de un sistema, se observa que ste se encuentra ms caliente; es decir, que su temperatura es mayor.Dentro de los sistemas de medicin de la temperatura, se destacan:Para ungas ideal, lateora cinticade gases utilizamecnica estadsticapara relacionar la temperatura con el promedio de la energa total de los tomos en el sistema. Este promedio de la energa es independiente de lamasa de las partculas, lo cual podra parecer contra intuitivo para muchos. El promedio de la energa est relacionado exclusivamente con la temperatura del sistema, sin embargo, cada partcula tiene su propia energa la cual puede o no corresponder con el promedio; la distribucin de la energa, (y por lo tanto de las velocidades de las partculas) est dada por ladistribucin de Maxwell-Boltzmann. La energa de los gases idealesmonoatmicosse relaciona con su temperatura por medio de la siguiente expresin:

Donden, nmero demoles,R,constante de los gases ideales. En un gasdiatmico, la relacin es:

Las unidades o escalas de medicin de la temperatura son:K = Grados KelvinC = Grados CelsiusF = Grados FahrenheitR o Ra = Rankine

La temperatura del aire que se mide con el termmetro de mercurio o el termgrafo, sufre variaciones dependiendo de diversos factores, entre los que podemos destacar los siguientes:Variacin diurna:se define como el cambio de temperatura entre el da y la noche, producido por la rotacin de la Tierra. Durante el da la radiacin solar es, en general, mayor que la terrestre, por lo tanto la superficie de la Tierra se torna ms caliente. Durante la noche, en ausencia de la radiacin solar, slo acta la radiacin terrestre, y consecuentemente, la superficie se enfra. Dicho enfriamiento contina hasta la salida del sol. Por lo tanto, la temperatura mnima ocurre generalmente poco antes de la salida del sol.Variacin estacional:esta variacin se debe a la inclinacin del eje terrestre y el movimiento de traslacin de la Tierra alrededor del sol. El ngulo de incidencia de los rayos solares vara, estacionalmente, en forma diferente para los dos hemisferios. El hemisferio norte es ms clido en los meses de junio, julio y agosto, en tanto que el hemisferio sur recibe ms energa solar en diciembre, enero y febrero.Variacin con la latitud:la mayor inclinacin de los rayos solares en altas latitudes, hace que stos entreguen menor energa solar sobre estas regiones, siendo mnima dicha entrega en los polos. Sin embargo, en el Ecuador los rayos solares llegan perpendiculares, siendo all mxima la entrega energtica.Variaciones con el tipo de superficie:en primer lugar la distribucin de continentes y ocanos produce un efecto muy importante en la variacin de la temperatura, debido a sus diferentes capacidades de absorcin y emisin de la radiacin. Las grandes masas de agua tienden a minimizar los cambios de temperatura, mientras que los continentes permiten variaciones considerables en la misma. Sobre los continentes existen diferentes tipos de suelo: Los terrenos pantanosos, hmedos y las reas con vegetacin espesa tienden a atenuar los cambios de temperatura, en tanto que las regiones desrticas o ridas permiten cambios grandes en la misma.Variaciones con la altura:a travs de la primera parte de la atmsfera, llamada troposfera, la temperatura decrece con la altura. Este decrecimiento se define como Gradiente vertical de Temperatura y es en promedio de 6,5C/1000m. Sin embargo, ocurre a menudo que se registra un aumento de la temperatura con la altura: Inversin de temperatura. Durante la noche la Tierra irradia (pierde calor) y se enfra mucho ms rpido que el aire que la circunda; entonces, el aire en contacto con ella ser ms fro mientras que por encima la temperatura ser mayor. Otras veces se debe al ingreso de aire caliente en algunas capas determinadas debido a la presencia de alguna zona frontal.

Termmetro de mercurioTermgrafo

Temperatura de bulbo hmedootemperatura hmeda, es la temperatura que da un termmetro bajo sombra, con el bulbo envuelto en una mecha de algodn hmedo bajo una corriente de aire. La corriente de aire se produce mediante un pequeo ventilador o poniendo el termmetro en un molinete y hacindolo girar. Al evaporarse el agua, absorbe calor rebajando la temperatura, efecto que reflejar el termmetro. Cuanto menor sea la humedad relativa del ambiente, ms rpidamente se evaporar el agua que empapa el pao. Este tipo de medicin se utiliza para dar una idea de la sensacin trmica, o en los psicrmetros para calcular la humedad relativa y la temperatura del punto de roco.

Temperatura de Aire SecoSe le llamatemperatura seca del airede un entorno (o ms sencillamente:temperatura seca) a la temperatura del aire, prescindiendo de la radiacin calorfica de los objetos que rodean ese ambiente concreto, y de los efectos de la humedad relativa y de los movimientos de aire. Se puede obtener con el termmetro de mercurio, respecto a cuyo bulbo, reflectante y de color blanco brillante, se puede suponer razonablemente que no absorbe radiacin. Esta es medida con untermmetroconvencional de mercurio o similar cuyo bulbo se encuentra seco. Esta temperatura junto a latemperatura de bulbo hmedoes utilizado en la valoracin delconfort higrotrmico, en la determinacin de lahumedad relativa, en la determinacin delpunto de roco, enpsicrometrapara el estudio y determinacin del comportamiento de mezclas de aire.Mediante eldiagrama psicomtricoo tablas psicomtricas es posible a partir de dos valores de entrada conocer el resto de las propiedades de las mezclas de aire seco y aire hmedo.Es utilizado enmeteorologa, minera subterrneaventilacin natural,confort higrotrmicoenarquitectura bioclimticaoarquitectura sustentable, entre otros. Termmetro de mercurio con bulbo seco

Temperatura en lagos y ros de agua dulceEl agua constituye una sustancia esencial para el desarrollo de la vida. Es la sustancia ms abundante en el protoplasma de los seres vivos. En todos los continentes existen masas de agua dulce ms o menos extensas que forman lagos, lagunas, ros, riachuelos y barrancos. Se ha observado que aquellas regiones donde existieron glaciares, son ms ricas en cuerpos de agua dulce. El mayor lago de agua dulce del mundo es el Lago Superior con una extensin de 83,000 kilmetros cuadrados.Las aguas dulces constituyen un hbitat donde viven y se desarrollan gran variedad de seres vivos, los cuales dependen del agua para su subsistencia.En cuanto a las masas de aguas continentales podemos distinguir dos tipos:1. Aguas lenticas o estancadas, comprenden todas las aguas interiores que no presentan corriente continua. A este grupo pertenecen los lagos, lagunas, charcas y pantanos. En estos sistemas, segn su tamao, pueden haber movimientos de agua: olas y mareas.2. Aguas loticas o corrientes, incluyen todas las masas de agua que se mueven continuamente en una misma direccin. Existe por consiguiente un movimiento definido y de avance irreversible. Este sistema comprende: los manantiales, barrancos, riachuelos y ros.La Temperatura. Es tal vez el factor que ms influencia tiene en los lagos, pues determina la densidad, viscosidad y movimiento del agua. La temperatura juega un papel importante en la distribucin, periodicidad y reproduccin de los organismos. Esto se debe a que el agua presenta ciertas propiedades trmicas que son:a. Calor especfico. La capacidad calrica del agua a 15 C representa la unidad y, por tanto, el calor especfico de otras sustancias se expresa como referencia al del agua. Una masa de agua requiere gran cantidad de calor para elevar su temperatura, pero tarda ms para enfriarse; por esto el agua acta como regulador trmico.b. Calor latente de fusin. Para convertir 1 gramo de hielo en agua se requieren 80 caloras a 0 C.c. Conductividad trmica. La conductividad trmica del agua es muy baja, por tanto su calentamiento por conduccin es muy lento.d. El calor latente de evaporacin. Es el ms alto. Gran parte de la radiacin solar se utiliza en la evaporacin del agua, produciendo efectos beneficiosos sobre los climas y stos a su vez sobre las comunidades.e. Densidad del agua. El agua al solidificarse aumenta de volumen, por tanto el hielo flota sobre las aguas. Esta propiedad evita que los lagos se solidifiquen totalmente, cuando las aguas se congelan en la superficie.

HUMEDADLa humedad del aire se debe al vapor de agua que se encuentra presente en la atmsfera. El vapor procede de la evaporacin de los mares y ocanos, de los ros, los lagos, las plantas y otros seres vivos. La cantidad de vapor de agua que puede absorber el aire depende de su temperatura. El aire caliente admite ms vapor de agua que el aire fro.El vapor de agua tiene una densidad menor que el aire, luego el aire hmedo (mezcla de aire y vapor) es menos denso que el aire seco. Adems, las sustancias, al calentarse, dilatan, luego tienen menor densidad. El aire caliente que contiene vapor de agua se eleva en la atmsfera. La temperatura de la atmsfera disminuye una media de 0,6 C cada 100 m en adiabtica hmeda, y 1,0 C, en adiabtica seca. Al llegar a zonas ms fras el vapor de agua se condensa y forma las nubes (de gotas de agua o cristales de hielo). Cuando estas gotas de agua o cristales de hielo pesan demasiado caen y originan las precipitaciones en forma de lluvia o nieve. Humedad relativa: La humedad relativa de una masa de aire es la relacin entre la cantidad de vapor de agua que contiene y la que tendra si estuviera completamente saturada; as cuanto ms se aproxima el valor de la humedad relativa al 100% ms hmedo est.

Se calcula as:

HR = {P (H2O)/P*(H2O)} x100%Dnde:HR es la humedad relativa de la mezcla de aire (%).P (H2O) es la presin parcial de vapor de agua en la mezcla de aire (Pa).P* (H2O) es la presin de saturacin de agua a la temperatura de la mezcla de aire (Pa).

Humedad absoluta: La humedad absoluta es la masa total de vapor de agua existente en el aire por unidad de volumen, y se expresa en gramos por metro cbico de aire. La humedad atmosfrica terrestre presenta grandes fluctuaciones temporales y espaciales.

El clculo es:AH = mw/ vaDnde:AH = es Humedad Absolutamw = es la masa de vapor de aguava = es el volumen de aire

Instrumento de medida: El grado o cantidad de humedad de aire se mide con el higrmetro. Cuando el higrmetro marca el 100% se dice que el aire est saturado, es decir, contiene el mximo de humedad y es incapaz de admitir ms vapor de agua.

PRESIN Es una magnitud fsica que mide la proyeccin de la fuerza en direccin perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cmo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una lnea. Se denota de esta manera:

Presin atmosfrica:Es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire sobre la superficie terrestre.

Unidades de Presin: La presin atmosfrica se suele expresar en mm de mercurio (milmetros de mercurio) o Torricelli, dicindose que la presin normal, a nivel del mar es de 760 mm de Hg. Este valor se llama tambin una atmsfera. Sin embargo, los hombres del tiempo suelen utilizar otra unidad para medir la presin: el milibar. En cualquiera de las unidades, la presin que se considera normal a nivel del mar tiene un valor de 1 atmsfera o, lo que es lo mismo, 760 mm de Hg 1.012,9 milibares.

Medicin de la presin: Con un manmetro puedes medir la presin de un fluido (lquido o gas) en una tubera o un recipiente cerrado. El tipo ms sencillo de manmetro es el de tubo abierto. Se trata de un tubo en forma de U que contiene un lquido, hallndose uno de sus extremos a la presin que se desea medir, mientras el otro se encuentra en comunicacin con la atmsfera.

Para la medicin de la presin atmosfrica se emplea el barmetro, del que existen diversos tipos. El barmetro de mercurio, inventado por Torricelli, es simplemente un tubo en forma de U con una rama cerrada en la que se ha hecho el vaco, de manera que la presin en la parte ms elevada de esta rama es nula.Un tubo de Pitot es utilizado para medir presiones de estancamiento, remanentes o de remanso o por medio de un anemmetro se realizan predicciones del tiempo aplicando tambin el concepto de la presin que no es ms que la fuerza ejercida por la materia sobre una superficie.

Manmetro en U Barmetro de Mercurio

Presin en recipiente cerradoLa presin del gas es el resultado de las colisiones de las molculas de gas con una superficie. En el caso de un recipiente cerrado, esa superficie est conformada por las paredes del contenedor. Un supuesto fundamental de la teora cintica de la materia es que las molculas de todas las sustancias estn constantemente en movimiento. En un slido, el movimiento es vibratorio: las molculas estn aprisionadas relativamente unas por otras, pero vibran en esa posicin. En los lquidos, las molculas son capaces de cambiar posiciones relativas, pero an estn fuertemente unidas unas a otras, as que las distancias que pueden recorrer son cortas. En un recipiente cerrado no hay presin atmosfrica, si no, presin del fluido.Manmetro

PRECIPITACIN Mm agua/evento Evaporacin Evapotranspiracin

En meteorologa, la precipitacin es cualquier forma de hidrometeoro que cae de la atmsfera y llega a la superficie terrestre. Este fenmeno incluye lluvia, llovizna, nieve, aguanieve, granizo, pero no virga, neblina ni roco, que son formas de condensacin y no de precipitacin. La cantidad de precipitacin sobre un punto de la superficie terrestre es llamada pluviosidad, o monto pluviomtrico.La precipitacin es una parte importante del ciclo hidrolgico, llevando agua dulce a la parte emergida de la corteza terrestre y, por ende, favoreciendo la vida en nuestro planeta, tanto de animales como de vegetales, que requieren agua para vivir. La precipitacin se genera en las nubes, cuando alcanzan un punto de saturacin; en este punto las gotas de agua aumentan de tamao hasta alcanzar una masa en que se precipitan por la fuerza de gravedad. Es posible inseminar nubes para inducir la precipitacin rociando un polvo fino o un qumico apropiado (como el nitrato de plata) dentro de la nube, acelerando la formacin de gotas de agua e incrementando la probabilidad de precipitacin, aunque estas pruebas no han sido satisfactorias.Si bien la lluvia es la ms frecuente de las precipitaciones, no deben olvidarse los otros tipos: la nevada y el granizo. Cada una de estas precipitaciones puede a su vez clasificarse en diversos tipos.Para medir las precipitaciones pluviales que caen sobre la superficie terrestre se mide primero la altura de la precipitacin pluvial (mm). Esta altura deja ver que tan alto cubrir la precipitacin pluvial la superficie terrestre, cuando esta no evaporice, escurra o resuma. Los milmetros equivalen a una cantidad de un litro por m rea. Cae precipitacin pluvial en forma fija como nieve, en este caso se mide la altura de agua de la nieve que se d hiela como valor de medicin. La medicin de precipitacin pluvial sucede fcilmente recogiendo las precipitaciones pluviales, cuando se coloca el medidor sin ningn obstculo. Obligacin es que mida la distancia horizontal a obstculos como casa, rboles o muros; de igual manera la altura del obstculo. La precipitacin pluvial que cae a una altura de 1 metro sobre la superficie terrestre en un plano de recepcin se junta en una jarra y se traspasa a una vasija de medicin o tambin se cuentan las veces de volcar de la bscula bajo del embudo de recoger.La tierra tiene una cantidad de agua limitada. Esa agua circula varias veces en lo que llamamos el "Ciclo del agua".Este ciclo se compone de unas pocas partes principales: Evaporacin (y transpiracin) Condensacin Precipitacin Recoleccin

Evaporacin y transpiracin: es cuando el sol calienta el agua de los ros, los lagos o del ocano y la convierte en vapor. El vapor de agua sale del ro, lago u ocano y va hacia el aireLas personas sudan y las plantas transpiran. La transpiracin es el proceso por el cual las plantas pierden agua a travs de sus hojas. La transpiracin le ayuda un poco a la evaporacin a llevar el vapor de agua nuevamente al aire.

Condensacin: El vapor de agua en el aire se enfra y cambia su estado a lquido nuevamente, formando las nubes. Esto es lo que se llama condensacin. Esto se puede comprobar si cuando se sirve un vaso de agua fra en un da caluros, entonces se forma agua por fuera del vaso. Esa agua no se filtr a travs del vaso, realmente vino del aire. El vapor de agua en el aire tibio vuelve a convertirse en lquido cuando toca el vaso fro.Precipitacin: La precipitacin ocurre cuando se ha condensado tanta agua que el aire no puede contenerla ms. Las nubes se vuelven pesadas y el agua vuelve a caer a la tierra en la forma de lluvia, granizo, aguanieve o nieve.Recoleccin: Cuando el agua vuelve a caer en forma de precipitacin, puede caer nuevamente en los ocanos, lagos o ros o puede terminar en tierra. Cuando termina en tierra, puede ser que se absorba y se vuelva parte de las aguas subterrneas que las plantas y animales usan para beber o puede ser que corra y se recolecte en los ocanos, lagos o ros en donde el ciclo vuelve a empezar. Medida de la precipitacin: El mtodo estndar de medir la lluvia o nevada es un pluvimetro estndar, que puede ser de plstico o metal, y de entre 100 mm y 200 mm. El cilindro interior se llena con 25 mm de lluvia, que al desbordar fluye en el cilindro externo. Los calibradores plsticos tienen marcas en el cilindro interior con una resolucin de 0.25 mm, mientras que los calibradores metlicos requieren el uso de un palo diseado con marcas de 0.25 mm. Estos calibradores se adaptan para el invierno quitando el embudo y el cilindro interior y permitiendo que la lluvia de nieve entre en el cilindro externo. Una vez que la nevada o hielo termina de acumularse, o cuando se acerca a 300 mm, se retira para que se derrita, o se usa agua caliente para llenar el cilindro interior a fin de derretir la precipitacin congelada en el cilindro externo, guardando la cantidad de fluido caliente aadido, que luego se resta del total general una vez que todo el hielo o nieve se ha derretido.

Otros tipos de calibradores incluyen el pluvimetro de cua, el pluvimetro de cubeta basculante y el pluvimetro pesado. Los pluvimetros de cua y de cubeta basculante tienen problemas con la nieve. Las tentativas de compensar la nieve o hielo calentando la cua basculante tienen un xito limitado, ya que la nieve puede sublimar si el calibrador se guarda por encima de la temperatura de congelacin. Los pluvimetros pesados con anticongelante son ms apropiados para la nieve, pero hay que quitarles el embudo antes de que comience la precipitacin. Para quienes quieren medir la precipitacin de una forma casera y econmica, es posible hacerlo con una lata cilndrica con lados rectos, pero su exactitud depender de la regla que se use para medir la lluvia. Cualquiera de los pluvimetros mencionados puede ser construido en casa.

Hay varias redes de mediciones de precipitacin repartidas por todo el mundo, que comparten sus datos a travs de Internet o de oficinas meteorolgicas locales. Los datos de precipitacin son importantes para pronosticar los flujos de los ros y la calidad del agua del ro, usando modelos de transporte hidrolgicos como SWMM, SHE o el modelo DSSAM.

BATIMETRALa batimetra es una tcnica utilizada para medir las profundidades del lecho marino o de las aguas costeras. La ventaja de este sistemaes principalmente el acceso, con un sistema de bote ecosondasi es posible cubrir toda una zona.La batimetra es un mtodo de determinacin de la profundidad instantnea en un medio acutico,aplicadas las tcnicas permiten, la representacin de las cartas batimtricas o cartas orogrficas o topogrficas. Estas cartas proporcionan una nocin de los relieves o accidentes geogrficos del fondo.

Topografa cauce - LagunaTodas las mediciones topogrficas deben ser realizadas con nivel de precisin o estacin total (debidamente calibrada) y amarradas a la red geodsica del Proyecto (Sistema IGAC). La nivelacin de las secciones transversales debe estar amarrada a los puntos GPS de la red geodsica, ubicados entre las estaciones.

El proyecto suministrar al contratista un plano en donde se indicarn los sitios aproximados de las secciones transversales a levantar y los datos de los puntos GPS de la red geodsica del proyecto PMC para el amarre de las mediciones de nivelacin.

El contratista entregar un informe final de toda la actividad, el cual debe incluir lo siguiente:

Un plano que incluye de la localizacin en planta de las secciones transversales y el perfil longitudinal del thalweg (nivel mnimo del lecho del ro) y los niveles de banca llena (izquierda y derecha) en el tramo Surez La Balsa, en formato AutoCAD DWG. El perfil longitudinal se dibujar en escalas: Horizontal 1:25000 y Vertical 1:250.

Las secciones transversales tomadas en el ro, se presentarn en grficos y cuadros de datos en formato Excel y AutoCAD DWG. Las secciones transversales se dibujarn de izquierda a derecha, mirando hacia aguas abajo en el ro en escalas: Horizontal 1:1000 y Vertical 1:100 (una seccin por pgina tamao carta). Descripcin de las actividades realizadas y la metodologa implementada para los trabajos de campo y el procesamiento y el anlisis de la informacin, incluyendo la descripcin de los equipos utilizados. Entregar en un anexo una copia de las carteras topogrficas de la poligonal, las secciones transversales y el registro fotogrfico de las actividades desarrolladas. Entregar una copia en papel y una copia magntica del informe final. La interventoria tcnica, administrativa y econmica del contrato ser ejercida a travs de los profesionales del Proyecto PMC. Todas las indicaciones, recomendaciones, aclaraciones, modificaciones, actas, etc., debern hacerse por escrito. El contratista suministrar a sus empleados los elementos necesarios para su seguridad (manilas, chalecos salvavidas, botas, cascos, etc.). Adems, el contratista, en coordinacin con la direccin del proyecto, se informar de la operacin del embalse de Salvajina para programar y ejecutar los trabajos de campo concernientes al levantamiento de las secciones transversales por el mtodo manual.

Velocidad en entrada/salidaLos sistemas de medicin de velocidad de entrada y salida se pueden dar por diferentes mtodos, como los siguientes:Este mtodo es uno de los ms bsicos para calcular cunto es la velocidad de entrada o salida del agua de un rio o canal. Primer paso: Seleccionar el lugar adecuado. Se selecciona en el ro o canal un tramo uniforme, sin piedras grandes, ni troncos de rboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, ni impedimentos, que sea recto y de seccin transversal uniforme, de alrededor de 3 metros de largo, donde el agua escurra libremente. Segundo paso: Medicin de la velocidad. En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la distancia, una persona se ubica en el punto A con las boyas y otra en el punto B con el reloj o cronmetro. Se medir el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda realizar un mnimo de 3 mediciones y calcular el promedio. La velocidad de la corriente de agua del ro se calcula con base en la siguiente: Longitud AB / v tiempo recorrido = V

Mtodo del correntmetro En este mtodo la velocidad del agua se mide por medio de un instrumento llamado correntmetro que mide la velocidad en un punto dado de la masa de agua. Existen varios tipos de correntmetros, siendo los ms empleados los de hlice de los cuales hay de varios tamaos; cuando ms grandes sean los caudales o ms altas sean las velocidades, mayor debe ser el tamao del aparato. Cada correntmetro debe tener un certificado de calibracin en el que figura la frmula para calcular la velocidad sabiendo l numero de vueltas o revoluciones de la hlice por segundo.El mtodo del correntmetro o del molinete hidrulico. Est constituido por una rueda con aspas que gira al ser sumergido en una corriente de agua. Pueden ser de dos formas: Molinete de cazoletas Molinete de hlicesPara medir la velocidad de una corriente lo recomendable es instalar el molinete debajo del espejo de agua a 0.6m del tirante medido desde la superficie. El principio radica en el nmero de revoluciones por unidad de tiempo En algunos casos el instrumento viene con una ecuacin en funciona la velocidad: V= a+bN, donde N es el numero de revoluciones. Los ms actuales nos indican directamente la velocidad.

Aforo: Laguna-cauceEs la operacin de campo que tiene como fin realizar el clculo del caudal que escurre por una seccin de un ro.Los mtodos para hacer el aforo de un ro, son: a) Seccin de control. b) Relacin seccin/velocidad, y c) Relacin seccin-pendiente. a) Seccin de control: Tiene en cuenta las leyes que opera la hidrulica con un fluido como el agua. Es el ms exacto, en especial para caudales bajos. Debe tener una seccin de control donde se manifieste una energa especfica, que es la mnima para escurrimiento del ro, energa que se manifiesta por el tirante y la altura de velocidad. Esto produce el tirante crtico, que se puede provocar artificialmente en el cauce de un ro, elevando el fondo del cauce, estrechando las mrgenes de la seccin, o combinando ambas modificaciones. Las secciones artificiales construidas se llaman vertederos, que son de pared delgada para caudales mnimos menores a 0,5 m3/s, y de pared gruesa para caudales mayores, con secciones de aso triangular o rectangular. Con la ecuacin Q = C * L * H^3/2, se puede calcular el escurrimiento del ro, con C coeficiente de contraccin del vertedero, L ancho del vertedero y H altura de agua.b) Relacin seccin velocidad: Es el ms usado de los mtodos de aforos. El anlisis parte de la ecuacin Q = S * V (caudal = seccin * velocidad). Para realizar el aforo debe tenerse una estacin de aforos, que contiene una seccin de medicin donde se materializa el aforo, una escala hidromtrica para relacionar las alturas de agua en el momento del aforo, y un control de que esa estacin de aforo sea una seccin donde se asegure que la relacin altura caudal sea directa, y no que para una misma altura se manifiesten dos caudales, posibilitando la relacin H Q en todas las alturas de agua del ro.Relacin seccin pendiente: Parte el anlisis de la frmula de velocidad propuesta por Manning: V = 1/n * R^ * S^, donde n es el coeficiente de rugosidad de Manning, R radio hidrulico y S pendiente del pelo de agua. Requiere de un tramo del ro lo mas recto posible, uniforme en la conformacin de la seccin de escurrimiento, dos secciones especficas y la medicin de la altura hidromtrica del ro en el lugar. Con el promedio de las 2 secciones y los 2 radios hidrulicos, calculando la pendiente con el desnivel de agua dividido la longitud de separacin entre secciones, y considerando que el delta h es la suma de la altura de agua mas altura de velocidad mas la altura de turbulencia, despreciando estas ltimas por poca significacin, se puede calcular el caudal multiplicando la seccin de escurrimiento promedio por la velocidad segn Manning. La precisin se obtiene con la seguridad de definicin del coeficiente de rugosidad n.Aforos por flotadores: En casos expeditivos donde no se requiere demasiada precisin, se puede usar el mtodo de los flotadores. Son elementos que se tiran al agua, flotan y son arrastrados por la corriente, por lo que al medir el tiempo de traslado en una determinada longitud se estima la velocidad de escurrimiento. Los flotadores ms utilizados con corchos, botellas, ramas, etc.). El clculo de la V = L/T, y el Q = V * S, considerando que la velocidad es superficial, salvo que el flotador tenga un determinado peso y se hunda a una determinada profundidad, donde en ese caso ser la velocidad de esa profundidad.Equipos de medicin:ElZ-Boates un sistema integrado mono haz para realizar batimetras en aguas poco profundas. Es utilizado para proyectos en lugares peligrosos, o de altas concentraciones de materiales txicos/nocivos. Es fcil de transportar y operar, controlable a ms de 1 kmt del operador y compatible con su equipo topogrfico actual.

La sonda delZ-Boaty el GPS estn integrados con un sistema de radio mdem para la transmisin de datos que permite al operador ver el trayecto del barco en tiempo real en el computador porttil en la orilla. No slo los sondeos pueden revisarse segn los datos recogidos, sino tambin las lneas de estudio se pueden seguir fcilmente con la ayuda de la pantalla del porttil. Para mayor seguridad y resistencia en ambientes extremos se podra utilizar unRuggedNotebook / Tablet PC.

Ecosondas:Se basan en la velocidad de propagacin del sonido en un medio conocido, por ejemplo el agua. Un transductor instalado en el casco del buque enva un pulso acstico, comandado por el transmisor, recorriendo la columna de agua hacia el fondo, reflejndose en ste y siendo recogido su eco por el mismo transductor.

El transmisor incorpora un reloj que emite en un rango de MHz, midiendo intervalos de tiempo y alternando el switch del transmisor/receptor, en lo sucesivo T/R. El transductor convierte la seal elctrica que llega del T/R en acstica para, convertir el eco escuchado en seal elctrica e introducirlo de nuevo en el sistema. De esta forma, conociendo la velocidad del sonido en el fluido implicado, y midiendo el tiempo transcurrido entre emisin y recepcin, puede conocerse la distancia perpendicular al fondo.Segn la frecuencia en que transmita la ecosonda, de 50 a 200 kHz por lo general, se obtendrn diferentes resultados. En frecuencias bajas se obtiene una mayor capacidad de propagacin, por lo que se abarcan medidas ms distantes, todo ello a costa de sacrificar resolucin. De otro lado, en frecuencias altas se consigue una mayor resolucin del fondo, pero quedan relegadas a distancias cortas.

Sonares de barrido lateral o multi sondas:Este tipo de sonares, mejoran la resolucin y el rea de cobertura del fondo mediante el empleo de mltiples haces en frecuencias comprendidas entre los 100 y 500 kHz, que generan una proyeccin prolongada y concentrada, dispuestas en direccin paralela a la cuaderna maestra.

Los sonares remolcados de barrido lateral van montados en dispositivos submarinos remolcados, estos regulan as su profundidad de observacin. La proyeccin lateral radica en la interpretacin posterior de las sombras producidas para as, ajustando la distancia de la proyeccin con la profundidad a la que navega el dispositivo, en lo que resulta un ngulo de proyeccin, generar objetos tridimensionales de altura y forma conocidas.

Sistemas LADS (Laser AirborneDepthSouder):Este sistema se basa en la extincin de la luz en el agua o ley de Beers-Lambert, que predice como un haz de luz disminuye en intensidad al atravesar un medio en funcin de su coeficiente de absorcin y distancia recorrida.

Para ello se emplea undispositivo laser montado en un avin, que emite unos 900 Hz (pulsos/seg) y que emite en dos haces laser en dos longitudes de onda distintas, uno en infra rojo y otro en verde. El haz infrarrojo no atraviesa la superficie del agua, siendo reflejado y dando al sistema la seal de la altura del avin respecto de la superficie del mar. Y el haz verde penetra en el agua, rebotando en el fondo, y dando al sistema, debido a la extincin sufrida, el dato de profundidad del agua, lo cual deber ser corregido en funcin de la altura de vuelo y la absortividad de la capa de atmsfera recorrida hasta el mar. Este sistema solo es til en zonas costeras, debido a que la altura de vuelo debe ser de 350 a 550 m, con una resolucin espacial de unos 2 m y un rango de medida de 0,5 a 70 m de profundidad.

Altimetra satelital:Estos sistemas en rbita, miden la distancia entre el satlite y la superficie del mar mediante pulsos de radar, en banda Ku de 13,8 GHz, proporcionando datos sobre los cambios en la elevacin del ocano debidos a alteraciones del campo gravitatorio terrestre que producen concentraciones o dispersiones de grandes masas de agua. De esta forma la superficie del ocano se convierte en un reflejo de la topografa del fondo en forma de anomala del geoide.

Ello tambin se realiza mediante un acelermetro instalado en el satlite que mide las ligeras variaciones que ste sufre en su altura orbital al pasar sobre zonas con mayor o menor concentracin de masa.

SatlitesPara realizar mediciones batimtricas tambin se puede emplear eluso de satlites, este se realiza mediante el estudio y medicin delgeoide.De la medida de la altura de la superficie marina puede obtenerse el relieve de los fondos marinos, ya que una masa adicional de por ejemplo 2 km de altura, puede atraer sobre ella una cantidad extra de agua de unos 2 m de altura en unos 40 km de largo.La medida se lleva a cabo mediantesatlitescapaces de medir su altura sobre la superficie del mar, mediante la emisin demicroondas que son devueltas con un incremento en la longitud de onda proporcional a la altura. As puede conocerse el nivel del mar con un margen de error de unos 3 cm. La huella del haz de radar cubre varios kilmetros de largo, de tal manera que se compensan las irregularidades provocadas por vientos y corrientes. Esta tcnica de teledeteccin requiere conocer de forma exacta y permanente la posicin del satlite, lo cual se consigue por medio delsery rastreo basado en elefecto Doler.Los mapas obtenidos son filtrados para suprimir anomalas asociadas a variaciones dedensidad. De esta manera aumenta la resolucin de latopografa, aunque sta queda siempre limitada por el gran tamao efectivo de la huella del radar.

RADIACIN SOLARLaradiacin solares el conjunto deradiaciones electromagnticas (energa)emitidas por elSol. No toda la radiacin alcanza la superficie de laTierra, porque las ondas ultravioletas ms cortas son absorbidas por los gasesde laatmsfera. La magnitud que mide la radiacin solar que llega a la Tierra es la irradiacin, que mide la energa que, por unidad de tiempo y rea, alcanza a la Tierra. Su unidad es elW/m(vatiopor metro cuadrado).

Medida de la radiacin directa La radiacin solar directa se mide por medio de pirhelimetros. Al empleo de obturadores, solamente se mide la radiacin procedente del sol y de una regin anular del cielo muy prxima al astro. En los instrumentos modernos, esta ltima abarca un semingulo de 2.5 aproximadamente a partir del centro del Sol. Generalmente el sensor est dotado de un visor en el que un pequeo punto luminoso coincide con una marca situada en el centro del mismo cuando la superficie receptora se halla en posicin exactamente perpendicular al haz solar directo Por lo que se precisa que todos los pirhelimetros vayan montados sobre un mecanismo que le permita un seguimiento muy preciso del Sol.

Pirhelimetro de primera clase Kipp-Zonen.

Lo normal es que se calibren con el WSG en el transcurso de las Comparaciones Pirheliomtricas Internacionales que se organizan cada 5 aos. Un sensor referenciado al WSG puede usarse como patrn primario para calibrar de nuevo, por comparacin y usando el sol como fuente, pirhelimetros secundarios de primera y segunda clase.

Medida de la radiacin global y difusaLa radiacin global se define como la radiacin solar recibida de un ngulo slido de 2 estereorradianes sobre una superficie horizontal. La radiacin global incluye la recibida directamente del disco solar y tambin la radiacin celeste difusa dispersada al atravesar la atmsfera. El instrumento necesario para medir la radiacin global es el piranmetro. Este se utiliza a veces para medir la radiacin incidente sobre superficies inclinadas y se dispone en posicin invertida para medir la radiacin global reflejada (albedo). Para medir solamente la componente difusa de la radiacin solar, la componente directa se cubre por medio de un sistema de pantalla o sombreado.

Medida de la radiacin infrarrojaEl instrumento usado para medir radiaciones de onda larga son los pirgemetros. La mayora de stos eliminan las longitudes de onda cortas mediante filtros que presentan una transparencia constante a longitudes de onda largas mientras que son casi opacas a longitudes de onda ms cortas (300 a 3000nm).

Radiacin ultravioletaAunque tan slo representa el 7 % de la radiacin total, los efectos que provoca sobre los seres vivos y el medio ambiente hace que sea muy importante.As las variaciones tiene una influencia relevante sobre la salud (cncer de piel, cataratas), el clima (variacin del balance energtico terrestre), procesos biolgicos (fotosntesis), ecolgicos (modificacin de ecosistemas) y fotoqumicos (formacin y descomposicin de contaminantes). Todo esto unido a una posible disminucin de la capa de ozono, provocando una mayor cantidad de radiacin UV, resultara muy daino sobre todo para la salud humana.Se define un estndar de peligrosidad de la radiacin UV, que es el UVI (ndice Ultravioleta), que se calcula multiplicando la irradiancia aritmtica en W/m2 por 40. Con unos intervalos de peligrosidad segn el ndice:0-3 Riesgo Bajo 4-6 Riesgo Medio 7-9 Riesgo Alto >10 Riesgo ExtremoPara su medida se usan piranmetros especficos de ultravioleta. Estos normalmente utilizan un filtro de alta calidad para aproximar la respuesta espectral del aparato a la respuesta que presenta la piel humana a los efectos del Sol (Funcin eritemtica).

Sensores de radiacin solarSon sensores (piranmetro,pirhelimetros, sensor de duracin solar) que miden la radiacin global y la duracin solar. Se usan tambin como instrumentos de referencia debido a su alta precisin. Es indispensable para sistemas con aplicaciones alimentadas solarmente. Se recomienda usar sensores de radiacin solar calibrados.

VIENTOS Son la corriente deaireque se produce en laatmsferapor causas naturales. Es un fenmeno meteorolgico originado en los movimientos de rotacin y traslacin de laTierra. Esto es, cuando dos masas deairetienen diferentes temperaturas, la ms caliente se hace ms ligera que la otra y sube; la fra pone ms densa y baja. En estos movimientos se forman las corrientes atmosfricas.

Los vientos pueden ser medidos segn la escala de Beaufort:Dos cosas que caracterizan laenerga del vientoson la intensidad (velocidad) y la direccin. La intensidad es medida en nudos (medida nutica) por la escala de Beaufort, desarrollada por el Almirante Beaufort en el siglo XIX. Esta escala numrica se utiliza en meteorologa para cuantificar la velocidad del viento desde 0 (calma absoluta) hasta 12 (huracn).

La eleccin de un sistema de medida u otro depende de las necesidades especficas y de las condiciones regionales, climticas y topogrficas. Tambin se puede realizar con diferentes sensores se puede medir la velocidad del viento, la direccin, la presin del aire, las condiciones de humedad y temperatura, la cantidad de lluvia y la radiacin solar global.

Existen diferentes equipos de medicin para la barimetra, son los siguientes:

ANEMMETROLos anemmetros miden la componente horizontal de la velocidad del viento, que es un parmetro crucial para los sistemas de eleccin de emplazamiento. Los anemmetros de copa son el tipo de anemmetro estndar. Son robustos y resistentes a turbulencias creadas por la torre y las traversas. Se requieren al menos tres anemmetros por mstil, y pueden ser equipados con o sin calefaccin.

ANEMMETRO ULTRASNICOLos anemmetros ultrasnicos miden la componente horizontal de la velocidad y de la direccin del viento y la temperatura virtual acstica. Sin embargo se requiere una conexin a la red elctrica debido a su alto consumo. Su campo de aplicacin se extiende desde monitorizacin de parques, colocado sobre turbinas de viento, o para proyectos off-shore. La mayora estn preparados para el uso de calefaccin.

ANEMMETRO DE HLICELos anemmetros de hlice miden la velocidad del viento en cualquier direccin (vertical y horizontal). Son econmicos y consumen poca energa. Sin embargo son poco utilizados en las tcnicas de medicin para condiciones de viento normales y en cambio se utilizan ms para realizar mediciones en condiciones de viento complejas. El anemmetro de hlice emite seal analgica.

VELETASLas veletas determinan la direccin del viento. La evaluacin de la direccin del viento permite determinar la mejor posicin para las turbinas. La mayora de veletas estn equipadas con opciones de calefaccin controladas electrnicamente. Las veletas estn disponibles con salida analogical o digital o a travs de un potencimetro.

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