¿Cómo funciona un pluviómetro?

Pluviómetro: descripción general y principio de funcionamiento 

¿Qué es un pluviómetro?

La lluvia es una de las fuentes más importantes de agua dulce, y su monitoreo es crucial para la agricultura, la hidrología, la predicción meteorológica y la investigación climática. Un pluviómetro es un instrumento meteorológico que mide la cantidad de precipitación (generalmente lluvia) durante un período específico en una zona determinada. Es una herramienta clave en la monitorización meteorológica, la hidrología y la agricultura, ya que proporciona datos para evaluar los recursos hídricos, pronosticar inundaciones y estudiar los patrones climáticos. Los pluviómetros recolectan y miden principalmente la precipitación líquida, como el agua de lluvia, pero a veces también pueden medir el equivalente de fusión de la precipitación sólida (como la nieve).

Tipos de pluviómetros

Según el diseño y los mecanismos de medición, los pluviómetros se pueden clasificar en las siguientes categorías: 

1. Pluviómetro estándar (pluviómetro manual)

   Se trata de un dispositivo manual sencillo que se utiliza para recolectar y medir periódicamente la lluvia. Un ejemplo común es el pluviómetro de cilindro graduado, ampliamente utilizado por su simplicidad y bajo costo.

   Escenarios aplicables: Bajo costo, fácil operación, comúnmente utilizado en agricultura, educación y observaciones meteorológicas amateur. Los datos requieren lectura manual y registro periódico.

2. Pluviómetro de cubeta basculante

   Este es un instrumento de registro automático que recoge el agua de lluvia en un pequeño cubo basculante. Cuando el cubo alcanza una capacidad específica, se vuelca, activando un contador.

   - Ventajas:

     - Grabación continua de datos, adecuada para monitorización automática.

     - Se puede conectar a registradores de datos o sistemas de transmisión remota.

   - Limitaciones:

     - Puede ser inexacto durante lluvias fuertes o muy ligeras.

     - Requiere limpieza y mantenimiento regulares para evitar obstrucciones.

3. Pluviómetro de pesaje

   Mide el peso de la precipitación recolectada para determinar su volumen. Este tipo de medidor es muy preciso y puede medir tanto precipitación líquida como sólida.

   - Ventajas:

     - Alta precisión, puede medir varios tipos de precipitación (lluvia, nieve, granizo).

     - Adecuado para investigación científica y aplicaciones de alta precisión.

   - Limitaciones:

     - Alto costo y estructura compleja.

     - Requiere mantenimiento regular.

4. Pluviómetro óptico

   Utiliza sensores ópticos para detectar la interrupción de los haces de luz causada por las gotas de lluvia, proporcionando datos en tiempo real con bajos requisitos de mantenimiento.

   - Ventajas:

     - Bajo mantenimiento, sin partes móviles, puede proporcionar datos de intensidad de lluvia en tiempo real.

   - Limitaciones:

     - Puede tener menor precisión durante fuertes lluvias o cuando hay pequeñas gotas de lluvia.

     - Sensible a interferencias de polvo, niebla, etc.

5. Sensores de gotas de lluvia capacitivos o piezoeléctricos (principalmente para detectar la presencia de lluvia)

   Estos sensores se utilizan para detectar si está lloviendo, en lugar de medir la cantidad de lluvia.

   - Los sensores capacitivos detectan cambios en la capacitancia eléctrica cuando las gotas de lluvia caen sobre la superficie del sensor.

   - Los sensores piezoeléctricos generan una señal eléctrica a partir del impacto de las gotas de lluvia.

Principio de funcionamiento de los pluviómetros 

1. Pluviómetro estándar (pluviómetro manual)

   El pluviómetro estándar suele consistir en un recipiente cilíndrico con la parte superior abierta para recoger el agua de lluvia. Esta fluye hacia un tubo de medición más estrecho a través de un embudo, con marcas graduadas que indican la profundidad de la lluvia en milímetros o pulgadas. El tubo más estrecho ayuda a ampliar la medición, aumentando así la precisión. El usuario lee y registra manualmente el nivel de agua después de una lluvia y luego vacía el pluviómetro para el siguiente uso.

   Ejemplo: Un pluviómetro estándar común de 20 cm con un área de recolección de 20 cm de diámetro. El tubo de medición interno está calibrado para medir con precisión la profundidad de la lluvia. 

2. Pluviómetro de cubeta basculante

   Un pluviómetro de cubeta basculante utiliza un embudo para dirigir el agua de lluvia hacia un pequeño mecanismo de cubeta basculante. Cada cubeta tiene una capacidad fija (p. ej., equivalente a 0,2 mm de lluvia). Cuando la cubeta se llena, se vuelca, se vacía y activa un interruptor que registra el evento. El vuelco de la cubeta se contabiliza electrónicamente y se convierte en la cantidad total de lluvia.

   - Ventajas: Recopilación automatizada de datos, adecuada para la monitorización continua.

   - Limitaciones: Durante fuertes lluvias, el balde puede volcarse demasiado rápido, lo que provoca pérdida y subestimación del agua. 

3. Pluviómetro de pesaje

   Un pluviómetro utiliza un recipiente colocado sobre una báscula de alta precisión para medir el peso de la precipitación recogida. Al conocer la densidad del agua, el peso se convierte en profundidad de lluvia. Este tipo de pluviómetro puede medir tanto precipitación líquida como sólida (p. ej., nieve o granizo) y suele registrar datos electrónicamente con alta precisión. 

4. Pluviómetro óptico

   Un pluviómetro óptico utiliza una fuente de luz y un sensor para detectar las gotas de lluvia. Cuando una gota atraviesa el haz de luz, interrumpe la señal y el dispositivo estima la intensidad y el volumen de la lluvia basándose en la frecuencia y la magnitud de las interrupciones. Estos pluviómetros se utilizan comúnmente en estaciones meteorológicas automáticas . 

5. Sensores de gotas de lluvia capacitivos o piezoeléctricos

   Estos sensores determinan si está lloviendo basándose en cambios en las propiedades eléctricas.

   - Los sensores capacitivos detectan cambios en la capacitancia cuando las gotas de lluvia golpean la superficie del sensor.

   - Los sensores piezoeléctricos generan señales eléctricas a partir del impacto de las gotas de lluvia. 

Aplicaciones e importancia

Los pluviómetros desempeñan un papel crucial en la predicción meteorológica, la vigilancia de inundaciones, la planificación agrícola y la investigación climática. Al proporcionar datos precisos sobre las precipitaciones, ayudan a gestionar los recursos hídricos, predecir desastres naturales y comprender las tendencias climáticas a largo plazo.

Conclusión

Los pluviómetros , desde los dispositivos manuales sencillos hasta los sistemas automatizados avanzados, desempeñan un papel fundamental en la medición de la precipitación. Los diferentes tipos de pluviómetros —estándar, de cubeta basculante, de pesaje, ópticos y con sensores capacitivos/piezoeléctricos— tienen principios de funcionamiento únicos, adaptados a necesidades y entornos específicos. La medición precisa de la precipitación facilita la toma de decisiones sobre riego agrícola, la previsión meteorológica, la prevención de inundaciones y la investigación sobre el cambio climático. Al seleccionar un pluviómetro, es importante elegir el modelo más adecuado según el escenario de aplicación, el presupuesto y los requisitos de precisión.

 Ficha técnica del pluviómetro de cubeta basculante

Manual de instrucciones del pluviómetro de cubo basculante NBL-W-ARS.pdf

Manual de instrucciones de los sensores de lluvia NBL-W-RS V4.0.pdf