Con la finalidad de hacerles más fácil los estudios, he agregado la función de imprimir, en parte de abajo de cada artículo encontarás un ícono de una impresora, así que no tendras que copiar, y hasta podrás imprimir las fotografías ilustrativas.
El nacimiento de los ríos
Los ríos nacen en manantiales a partir de aguas subterráneas que salen a la superficie o en lugares en los que se funden los glaciares. A partir de su nacimiento siguen la pendiente.
Precipitación
Precipitación es cualquier tipo de agua que cae sobre la superficie de la Tierra. Las diferentes formas de precipitación incluyen llovizna, lluvia, nieve, granizo,agua nieve, y lluvia congelada..
Ríos,causes,Cuenca Hidrográfica
El agua que desciende sobre la superficie, desde las partes más altas de los continentes hasta los fondos oceánicos, limando las diferencias topográficas, se denomina escorrentía superficial.
Cuenca Hidrográfica
Una cuenca hidrográfica representa el área que recoge las aguas que van a parar a una misma corriente fluvial, incluye por tanto el agua no encauzada y todos los afluentes que desagüen en el río principal (red de drenaje). La forma de la red de drenaje depende de lo joven que sea la región, del tipo de roca y de la existencia de fracturas u otras discontinuidades.
Estuarío
Los estuario son cuerpos de agua donde la desembocadura de un río se abre a un ecosistema marino, con una salinidad entre dulce y salada, o donde el agua de mar se diluye significativamente con el agua dulce que proviene del drenaje terrestre.
martes, agosto 16, 2011
domingo, agosto 14, 2011
Hidrología aplicada
El ciclo hidrológico: es básicamente el tiempo en que, una gota de agua tardaría en cumplir dicho ciclo, pasando claro está, por cada uno de los distintos estados del agua, (líquido, sólido, gaseoso). La Hidrología es la parte de la ciencia que se encarga de este estudio.
En esta página hemos estudiado la hidrología aplicada, cuyo único fin es el de hacer predicciones sobre el comportamientos de las cuencas y su reacción ante determinado pulso de lluvia, recordemos que los caudales transitan por áreas llamadas cuencas de drenaje, y que su geomorfología y geología es variable, es decir la estructura o composición del suelo por donde corren.
De ahí que Robert Manning saco varios números "n" para la rugosidad del fondo del cauce, esto es, la desaceleración que presentan los ríos y corrientes hidráulicas en canales, y que varía de sección en sección, o de un tramo a otro. La rugosidad es la fuerza de fricción que se da entre una corriente de agua y el suelo por donde fluye hasta su salida al mar.
Se ha podido comprobar que la corriente superficial corre más rápido que la corriente que va en el fondo, pudiéndose decir que va "agua sobre agua".
La Hidrología aplicada fundamenta sus bases en la estadística, así es como podemos calcular la lluvia acumulada, predecir los períodos de retorno de un fenómeno natural como lo son las grandes lluvias que producen inundaciones, los períodos de sequía, la durabilidad del agua en un embalse, todo esto va en función de tiempo.
Relaciona el caudal como una función de tiempo, y esté se podría definir como el tiempo que tardaría en salir una gota de agua de una cuenca de drenaje, desde su ingreso hasta su posterior salida, que al final se convierte en escorrentía directa.
Retomando el primer concepto, la Hidrología estudia el agua en sus diferentes transformaciones en el ciclo del agua o como ya lo mencioné, Ciclo hidrológico.
La Hidrología aplicada se encarga de las cuencas de drenaje y su comportamiento ante factores de lluvia, hace pronósticos y su fin es elaborar caudales de diseño, es donde vemos los hidrogramas de caudal, los yetográmas, todo va dirigido más allá del ciclo del agua, aunque se sirve de él para la obtención de datos, como por ejemplo los recogidos en las estaciones totales y que utilizan la telemetría como medio para el envió de estos desde aquellas estaciones pluviométricas o pluviográficas que se encuentran en lugares muy distantes y/o inaccesibles.
Otra parte de la ciencia, la telemetría, que se define como el medio por donde se envían o fluyen los datos que se han tomado desde la estación, en forma de impulsos eléctricos, electromagnéticos, ondas de radio, señales satelitales, para su posterior decodificación e interpretación, es decir, datos que puedan ser legibles, entendibles para los que realizan un estudio en zonas de interés.
Todo dirigido a cuantificar el agua, sus pérdidas por distintos fenómenos, como la infiltración, evaporación, captación, detención o retención, aunque lo que realmente importa es la cantidad de agua que entra a la cuenca, su tiempo de reservorio y su salida.
Se toma en cuenta también el agua subterránea, aquella que se infiltra, se dice que debajo de todo rio corre uno paralelamente al de la superficie.
Para que nuestro estudio sea completo, ya que de aquí parto en lo que será mi tratado sobre hidrología, vamos a conocer parte de la historia de los hombres que cambiaron el conocimiento empírico por conocimientos obtenidos de la ciencia, el primero que actuó en este sentido, fue el ingeniero Irlandés Robert Manning, quien realizó sus aportaciones a la hidrología a partir de la formula de Chézy, lo que hizo Manning fue perfeccionarla, de ahí se derivan todos esos números que conocemos como los coeficientes de rugosidad o números de Manning.
Al hacer algunas aclaraciones en un principio sobre la Hidrología aplicada, Ciclo Hidrológico, no quiere decir que no se estudiaran en esté tratado, el cual va dirigido de la forma más sencilla y simple para estudiantes universitarios, alumnos de últimos año de bachillerato y que deseen aprender algo más que hidrología, porque entraremos en otras áreas relacionadas, pero que no han sido motivo de estudio para otros autores, aquí te mostraré a usar la imaginación, muy importante si deseas graduarte de ingeniero.
Realmente la comprensión de estos temas será de la manera más amena, despertando en el estudiante la curiosidad, la necesidad de aprender, y será para mí un placer el mostrarte el camino a un fascinante mundo, el del conocimiento.
Aquí hago una pausa para referirme a un pensamiento del científico más grande de nuestra historia, con el objetivo de alivianar en algo la enorme carga que soportan los estudiantes universitarios, y que te hará reflexionar en algo que tal vez desconocías.
“Todos somos ignorantes, lo que sucede es que no todos ignoramos las mismas cosas”
Albert Einstein
Aplicando la fórmula Manning, la más grande dificultad reside en la determinación del coeficiente de rugosidad n pues no hay un método exacto de seleccionar un valor n. Para ingenieros veteranos, esto significa el ejercicio de un profundo juicio de ingeniería y experiencia; para novatos, puede ser no más de una adivinanza, y diferentes individuos obtendrán resultados diferentes.
viernes, agosto 05, 2011
Caudalímetro, partes que lo constituyen (video)
Un caudalímetro es un instrumento para la medición de caudal o gasto volumétrico de un fluido o para la medición del gasto másico. Estos aparatos suelen colocarse en línea con la tubería que transporta el fluido. También suelen llamarse medidores de caudal, medidores de flujo o flujómetros.
Estos caudalímetros son para mediciones de agua en la ciudad, uno (el de abajo) mide el gasto de agua en una residencia, el del video como lo habrán notado es para vehículos, los siguientes en otras entradas son para medir caudales en los rios, como por ejemplo el molinete o correntómetro, el limnígrafo,entre otros.
domingo, julio 31, 2011
El pluviógrafo
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El pluviógrafo es un instrumento meteorológico utilizado en el estudio y análisis de las precipitaciones, su funcionamiento y uso esta estrechamente relacionado con el pluviómetro. El pluviógrafo tiene por función registrar en un gráfico la cantidad de agua caída en un periodo de tiempo determinado, lo cual permite establecer la distribución e intensidad de las lluvias, ya que permite conocer la hora de comienzo y finalización de las precipitaciones así como su intensidad en litros por metro cuadrado caídos en una hora, hay que tener mucho cuidado con este término, porque cuando oímos que la precipitación recogida en una hora ha tenido una intensidad determinada, no quiere decir que haya caído toda esa cantidad; significa solamente que, si la precipitación hubiera continuado con esa intensidad durante una hora, se hubieran recogido los litros indicados.
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EL PLUVIOGRAFO
El pluviógrafo es un instrumento meteorológico utilizado en el estudio y análisis de las precipitaciones, su funcionamiento y uso esta estrechamente relacionado con el pluviómetro. El pluviógrafo tiene por función registrar en un gráfico la cantidad de agua caída en un periodo de tiempo determinado, lo cual permite establecer la distribución e intensidad de las lluvias, ya que permite conocer la hora de comienzo y finalización de las precipitaciones así como su intensidad en litros por metro cuadrado caídos en una hora, hay que tener mucho cuidado con este término, porque cuando oímos que la precipitación recogida en una hora ha tenido una intensidad determinada, no quiere decir que haya caído toda esa cantidad; significa solamente que, si la precipitación hubiera continuado con esa intensidad durante una hora, se hubieran recogido los litros indicados.
DEFINICIÓN DE TÉRMINOS HIDRLÓGICOS
DEFINICIONES
Hidrología
Es la ciencia que estudia el agua, y sus manifestaciones en la atmósfera, sobre y debajo de la superficie terrestre; sus propiedades y sus interrelaciones con la naturaleza.
Hidrología
Es la ciencia que estudia el agua, y sus manifestaciones en la atmósfera, sobre y debajo de la superficie terrestre; sus propiedades y sus interrelaciones con la naturaleza.
Ciclo Hidrológico
Constituye el conjunto de fenómenos que transforman el agua de una fase a otra y su movilización de una localidad a otra; Es un sistema cerrado sin principio ni fin.
Constituye el conjunto de fenómenos que transforman el agua de una fase a otra y su movilización de una localidad a otra; Es un sistema cerrado sin principio ni fin.
Año Hidrológico
Período de doce meses que comprende un ciclo hidrológico completo, partiendo del mes en que se observan los valores mínimos. En el Perú, el año hidrológico se inicia en setiembre y culmina en Agosto.
Período de doce meses que comprende un ciclo hidrológico completo, partiendo del mes en que se observan los valores mínimos. En el Perú, el año hidrológico se inicia en setiembre y culmina en Agosto.
Hidrometría
Ciencia que trata de la medición y análisis del agua incluyendo métodos, técnicas e instrumentos utilizados en hidrología.
Ciencia que trata de la medición y análisis del agua incluyendo métodos, técnicas e instrumentos utilizados en hidrología.
Aforo
Conjunto de operaciones para determinar el caudal en un curso de agua para un nivel observado. Su objetivo es correlacionar el nivel de agua con el caudal o gasto para obtener la curva de descarga o calibración.
Conjunto de operaciones para determinar el caudal en un curso de agua para un nivel observado. Su objetivo es correlacionar el nivel de agua con el caudal o gasto para obtener la curva de descarga o calibración.
Avenida
Elevación, generalmente rápida, en el nivel de las aguas de un curso, hasta un máximo a partir del cual dicho nivel desciende a una velocidad menor, que generalmente se presenta entre los meses de diciembre y abril.
Estiaje
Nivel más bajo que tiene las agua del río.
Vadeo
Forma de aforo que ejecuta el aforador cuando puede atravesar fácilmente la sección sin que la corriente de agua lo afecte y en esta acción con la ayuda de una varilla graduada mide la profundidad del lecho.
Forma de aforo que ejecuta el aforador cuando puede atravesar fácilmente la sección sin que la corriente de agua lo afecte y en esta acción con la ayuda de una varilla graduada mide la profundidad del lecho.
El Caudal o Gasto
De una corriente se define como el volumen de agua que pasa por la sección transversal del cauce por unidad de tiempo, y se expresa en m3/s o l/s.
De una corriente se define como el volumen de agua que pasa por la sección transversal del cauce por unidad de tiempo, y se expresa en m3/s o l/s.
Sección de Control
Que corresponde a un reborde natural o artificial que se establece en el cauce a fin de regular la curva mira-caudal.
Que corresponde a un reborde natural o artificial que se establece en el cauce a fin de regular la curva mira-caudal.
Líneas de Medición
Líneas verticales que nos permiten determinar, en la sección transversal escogida, el ancho y profundidad del punto de control.
Líneas verticales que nos permiten determinar, en la sección transversal escogida, el ancho y profundidad del punto de control.
Flotador
Es un elemento natural o artificial que este en condiciones de flotar, el cual puede ser arrastrado por las aguas ya sea parcial o totalmente sumergido en ella.
Es un elemento natural o artificial que este en condiciones de flotar, el cual puede ser arrastrado por las aguas ya sea parcial o totalmente sumergido en ella.
Correntómetro
Es el instrumento de precisión que mide la velocidad del agua en los puntos de medición de una sección de control, existen variedad de tipos de correntómetro de eje vertical y de eje horizontal, en este ultimo el elemento móvil es una hélice como los del tipo A-OTT, los cuales cuentan con hélices para medir caudales bajos y caudales altos.
Es el instrumento de precisión que mide la velocidad del agua en los puntos de medición de una sección de control, existen variedad de tipos de correntómetro de eje vertical y de eje horizontal, en este ultimo el elemento móvil es una hélice como los del tipo A-OTT, los cuales cuentan con hélices para medir caudales bajos y caudales altos.
Corrontómetro o Molinete
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| Corrontómetro |
Aforo:
Conjunto de operaciones para determinar el caudal en un curso de agua para un nivel observado. Su objetivo es correlacionar el nivel de agua con el caudal o gasto para obtener la curva de descarga o calibración.
Hidrometría
Ciencia que trata de la medición y análisis del agua incluyendo métodos, técnicas e instrumentos utilizados en hidrología.
limnímetro o limnígrafo
Sistemas convencionales
El limnígrafo marca Rossbach modelo F-95 |
El método que se usa corrientemente para aforar un río es mediante el empleo del limnímetro o limnígrafo, puesto que usar frecuentemente el correntómetro resulta impracticable por lo difícil y tedioso de realizar las mediciones con este instrumento.
Un limnímetro es, simplemente, una escala tal como una mira de topógrafo, graduada en centímetros. Se puede utilizar para este fin la mira clásica del topógrafo, pero, por lo general, se pinta o se inserta una escala en una de las paredes del río. Éste es el caso de la mayoría de las estaciones de aforo o foronómicas de la cuenca del Ebro y, muy concretamente, la que es objeto de nuestro estudio (EA-27, “Ebro en Tortosa”). Entonces, basta con leer, en la escala o mira, el nivel que alcanza el agua para saber el caudal de agua que pasa en este momento por la conducción libre, pero previamente se tiene que calibrar la escala o mira reseñada.
La calibración consiste en aforar el río varias veces durante el año, en épocas de estiaje y épocas de avenidas, por el método de correntómetro y anotar cuidadosamente la altura que alcanzó el agua, medida con el limnímetro.
Se deben realizar varios aforos con correntómetro para cada determinada altura del agua. Con los datos de altura del agua (h) y del caudal (q) correspondiente obtenido, se construye la llamada “curva de calibración” en un eje de coordenadas cartesianas rectangulares.
El limnímetro siempre debe colocarse en el mismo sitio cada vez que se hacen las lecturas y su extremidad inferior siempre debe estar sumergida en el agua. Los limnímetros pueden ser de metal o de madera. Una escala graduada pintada en una pared de mortero de cemento, al costado de unas de las riberas del río, también puede servir perfectamente a los efectos de limnímetro.
Por lo general, los aforos de agua deben hacerse tres veces en el día, a las 6 a.m., 12 (mediodía) y 6 p.m. para obtener el caudal medio diario.
Una mejor manera de aforar el agua es empleando un aparato llamado “limnígrafo”, el cual tiene la ventaja de poder medir o registrar los niveles de agua en forma continua en un papel especialmente diseñado, que gira alrededor de un tambor movido por un mecanismo eléctrico o de relojería.
Los limnígrafos están protegidos dentro de una caseta de obra de fábrica. Vienen acompañados de las instrucciones precisas para su operación y cuidado, así como de un sistema de transmisión de datos on line por teleproceso.
El limnímetro electrónico
a) Descripción
Sabiendo de las necesidades de modernización de las redes hidrométricas y de ampliación de su cobertura, y con el fin de contribuir en algún grado en tales procesos, últimamente se viene desarrollando un dispositivo electrónico de medición de niveles de flujo en ríos, que permitirá el registro y procesamiento de datos para suplir y ampliar, de una manera competitiva, las funciones de los actuales equipos de registro conocidos como “limnígrafos”.
El dispositivo en cuestión tiene la capacidad de comunicarse con un PC portátil con el que se programan las frecuencias de la toma de lecturas y se recoge la información almacenada, la cual puede procesarse de inmediato y enviarse vía internet a las oficinas centrales.
b) Objetivos
Consisten fundamentalmente en contar con tecnología propia para satisfacer estas necesidades de medición, pues ello se traduce en menores costos de adquisición y de soporte técnico debido al dominio que se alcanza sobre ella; de ahí que este desarrollo constituya una alternativa a la tecnología comercial de punta disponible actualmente en el mercado especializado.
c) Resultados
Respecto al funcionamiento del limnímetro electrónico, veamos que tiene la capacidad de seguir el espejo del agua y registrar sus variaciones en base a la información digital de un sensor; algunos equipos comerciales con funciones similares utilizan encoders ópticos conectados al eje de la polea de los sistemas de flotadores tradicionales. Los beneficios potenciales más visibles de este desarrollo tecnológico estriban en la obtención oportuna y confiable de información hidrométrica a menores costos operativos, debido al suministro y soporte técnico propios.
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| Banda de Limnimetría |
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| Estructura de un Limniógrafo |
Geohidrología moderna (Oscar Edward Meizer)
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| EDWARD OSCAR MEIZER |
El agua es la sustancia más abundante en la tierra, el principal constituyente de todos los seres Vivos y una fuerza importante que constantemente está cambiando la superficie terrestre.
Es también un Factor clave en la climatización de nuestro planeta para la existencia humana y en la influencia en el progreso de la civilización.
La hidrología, que cubre todas las fases del agua en la tierra (ciclo hidrológico), es una materia de gran importancia para el ser humano y su ambiente. Aplicaciones prácticas de la hidrología se encuentran en labores tales como:
1.- diseño y operación de obras y/o estructuras hidráulicas (azudes, diques, presas,
embalses, desagües, etc.)
embalses, desagües, etc.)
2.- diseño de obras viales (alcantarillas, puentes, etc.)
3.- abastecimiento de agua potable, tratamiento y evacuación de aguas residuales
4.-irrigación y drenaje de suelos
5.- generación hidroeléctrica
6.- estudios de disponibilidad hídrica y de sequías (escurrimientos nivales, pluviales, etc.)
7.- manejo integral de crecientes (aluvionales, urbanas, fluviales, etc.)
8.- navegación
9.- erosión y control de sedimentos
10.- estudios de impacto ambiental (control y disminución de la contaminación hídrica,
salinidad, metales pesados, uso consuntivo, minería, etc.)
salinidad, metales pesados, uso consuntivo, minería, etc.)
11.- uso recreacional del agua
12.- protección de la vida terrestre y acuática
13.- sistemas de alerta temprana de inundaciones y catástrofes
La hidrología puede definirse como la disciplina que trata de las propiedades, existencia, distribución y Movimiento del agua sobre y debajo de la superficie de la tierra, sus conocimientos se aplican al uso y control de los recursos hídricos en los continentes del planeta Las aguas oceánicas son del dominio de la oceanografía y de las ciencias marinas.
Oscar Edward Meinzer (1876-1948), a quien se conoce como el padre de la geohidrología moderna, definió a la hidrología como la ciencia interesada en la existencia del agua en la tierra, sus reacciones físicas y Químicas con el resto de ésta y su relación con la vida sobre la misma.
Englobando los conceptos anteriores, el Federal Council of Science and Technology for Scientific Hydrology de los Estados Unidos, expresó:
El agua es un recurso natural renovable, siendo el elemento natural más utilizado. El estudio aplicado de los recursos hídricos se centra en la determinación de las disponibilidades futuras de Agua (oferta de agua) que se tendrán, en una región determinada y en un período dado de tiempo (ámbitos Espacial y temporal), para un aprovechamiento de beneficio social, desde los puntos de vista de su Pronóstico, obtención y utilización, atendiendo a los aspectos hidrológicos y ecológicos involucrados, como así también a los condicionantes de tipo técnico/ingenieril, legal y económico que limiten su uso.
El agua desarrolla funciones básicas en casi todos los ámbitos de la vida, ya sea como alimento, parte constituyente de los organismos, elemento esencial en la fotosíntesis de los vegetales, medio de transporte, Vehículo de energía, regulador de la energía en el balance térmico de la tierra y elemento modelador del paisaje.
A los fines de prever una disponibilidad estable de agua a la población, industria y actividades agropecuarias, que resulte suficiente para satisfacer sus necesidades, por una parte, y brinde protección frente a los excesos.
