DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA DE LLUVIA.

Imaginemos un huerto de 40 m de largo y 24 m de ancho. Ha llovido y desea usted saber qu cantidad de agua ha cado en el huerto.

Est claro que debe comenzarse por determinar el espesor de la capa de agua de lluvia. Sin este dato no es posible efectuar clculo alguno. Su pluvimetro ha indicado la altura del agua recogida, por ejemplo, 4 mm. Calculemos los cm cbicos de agua que corresponderan a cada metro del huerto si el agua no fuera absorbida por el terreno. Un m' tiene 100 cm de ancho y 100 cm de largo; sobre esta superficie se halla la capa de agua de 4 mm, o sea, de 0,4 cm de altura. El volumen de dicha capa ser: 100 x 100 x 0,4 = 4.000 cm 3 .

Sabe usted que un cm" de agua pesa 1 g. Por consiguiente, en cada m' del huerto habrn cado 4.000 g, o sea, 4 kg de agua de lluvia. En total, el huerto tiene una superficie de 40 x 24 = 960 m 2 .

Por tanto, el agua que ha cado en l ser: 4 x 960 = 3.840 kg casi 4 toneladas.

Solucin: En un cubo corriente caben 12 kg de agua. Por consiguiente, la lluvia ha regado el huerto con: 3.840: 12 = 320 cubos.

De lo dicho se deduce que hubiera usted necesitado echar en el huerto ms de trescientos cubos para poder reemplazar el riego aportado por la lluvia que, en total, es posible que no durara ms de un cuarto de hora.

Cmo expresar en cifras cundo la lluvia es fuerte o dbil? Para ello es preciso determinar el nmero de milmetros de agua (o sea, el espesor de la capa de agua) que caen durante un minuto, lo que se llama magnitud de las precipitaciones. Si la lluvia fuera tal que en cada minuto cayeran, por trmino medio, 2 mm de agua, sera un chaparrn muy fuerte. Durante las lluvias menudas de otoo, cada milmetro de agua se acumula en el curso de una hora o en un perodo de tiempo mayor.Como puede verse, es posible medir la cantidad de agua que cae durante la lluvia y hasta es fcil hacerlo. Adems, si se quiere, puede hallarse la cantidad aproximada de gotas sueltas que caen durante la lluvia. En efecto, en una lluvia corriente, cada doce gotas pesan alrededor de un gramo. Esto supone que en cada m2 del huerto caen en este caso: 4.000 x 12 = 48.000 gotas.

Es fcil calcular tambin el nmero de gotas de agua que caen en todo el huerto. Pero este clculo puede efectuarse nicamente a modo de curiosidad; no tiene ninguna utilidad prctica. Lo hemos mencionado slo para mostrar qu resultados, increbles a primera vista, pueden obtenerse si sabemos efectuar y efectuamos esos clculos.

DETERMINACIN DE LA CANTIDAD DE AGUA PROCEDENTE DE LA NIEVE.

Hemos aprendido a medir el agua que cae en forma de lluvia. Cmo puede medirse el agua procedente del granizo? Exactamente por el mismo procedimiento. Recoja el granizo en su pluvimetro, djelo derretir, mida el agua contenida y dispondr de los datos necesarios para el clculo.

El proceso de medicin cuando se trata del agua procedente de la nieve, es algo diferente. En este caso, se obtendran con el pluvimetro resultados muy inexactos, pues el viento puede arrastrar parte de la nieve acumulada en el balde. Es posible realizar el clculo de la cantidad de nieve sin necesidad de emplear el pluvimetro, midiendo directamente el espesor de la capa de nieve que cubre el patio, el huerto, el campo, etc., utilizando para ello una regla graduada de madera. Pero para conocer el espesor de la capa acuosa obtenida al derretirse la nieve, es preciso hacer una nueva operacin, consistente en llenar el balde con la nieve del mismo grado de porosidad, dejarla que se derrita y anotar la altura de la capa de agua obtenida. En esta forma, determina usted la altura, en mm, de la capa de agua resultante para cada cm de espesor de la capa de nieve. Conociendo este dato, es fcil convertir el espesor de una capa cualquiera de nieve en la cantidad correspondiente de agua.

Si mide diariamente la cantidad de agua de lluvia cada en el perodo templado del ao y aade al resultado el agua acumulada durante el invierno en forma de nieve, sabr usted la cantidad total de agua que cae anualmente en su localidad. Este es un dato global muy importante, que indica la cantidad de precipitaciones para el lugar dado. (Se llama precipitaciones la cantidad total de agua cada, bien sea en forma de lluvia, de nieve o de granizo.)

Es bien sabido que en el globo terrestre existen grandes diferencias de medias anuales en las precipitaciones segn las zonas geogrficas, que van desde menos de 25 a ms de 200. cm.

Por ejemplo, si tomamos algunos casos extremos, cierto lugar de la India es totalmente inundado por el agua de lluvia; caen anualmente 1.260 cm, o sea, 12 1/2 m de agua. En cierta ocasin, cayeron en ese sitio, en un da, ms de cien cm de agua. Existen, por el contrario, lugares donde las precipitaciones son escassimas; as, en ciertas regiones de Amrica del Sur, por ejemplo, en Chile, se recoge durante todo el ao, menos de 1 cm de precipitaciones.

Las regiones donde las precipitaciones son inferiores a 25 centmetros se llaman secas. En ellas no pueden cultivarse cereales sin emplear mtodos artificiales de irrigacin. Es fcil comprender que si se mide el agua que cae anualmente en diversos lugares del globo terrestre, puede deducirse, por los datos obtenidos, el espesor medio de la capa de agua precipitada durante el ao en la Tierra. Resulta que en la tierra firme (en los ocanos no se realizan observaciones), la media anual de precipitaciones es de 78 cm. Se considera que en los ocanos, la cantidad de agua cada en forma de lluvia viene a ser aproximadamente la misma que en las extensiones equivalentes de tierra firme. Para calcular la cantidad de agua que cae anualmente sobre nuestro planeta en forma de lluvia, granizo y nieve, hay que conocer la superficie total del globo terrestre. Si no tiene a mano dnde consultar este dato, puede calcularlo del modo que indicamos.

Solucin:

Sabemos que un metro es casi exactamente la cuarenta millonsima parte de la circunferencia del globo terrestre. En otras palabras, la circunferencia de la Tierra es igual a 40.000.000 de m o sea 40.000 km. El dimetro de cualquier crculo es 3 1/7 veces menor que el permetro de su circunferencia. Conociendo esto podemos hallar el dimetro de nuestro planeta: 40.000: 3 1/7 = 12.700 km.

La regla para determinar el rea de una esfera consiste en multiplicar la longitud del dimetro por s misma y por 3 1/7, o sea: 12.700x 12.700 x 3 1/7 = 509.000.000 de km 2.

(A partir de la cuarta cifra hemos puesto ceros, pues slo son exactas las tres primeras.) Por lo tanto, la superficie total del globo terrestre es de 509 millones de km cuadrados. Volvamos ahora a nuestro problema. Calculemos el agua que cae en cada km 2 de la superficie terrestre. En un m 2 , o sea, 10.000 cm 2 , ser: 78 x 10.000 = 780.000 cm 3.

Un km2 tiene 1.000 x 1.000 = 1.000.000 de m 2. Por lo tanto, el agua correspondiente a esta extensin ser: 780.000.000.000 cm 3 780.000 m 3.

En toda la superficie terrestre caer:

780.000 x 509.000.000 = 397.000.000.000.000 m 3

Para convertir esta cantidad de m3 en km 3 hay que dividirla por 1.000 x 1.000 x 1.000, o sea, por mil millones. Obtenemos 397.000 km 3 . Por consiguiente, la cantidad anual de agua que cae en forma de precipitaciones atmosfricas, sobre nuestro planeta es, en nmeros redondos, 400.000 km 3. Con esto damos fin a nuestra charla sobre la geometra de la lluvia y de la nieve. En los libros de meteorologa puede encontrarse una descripcin ms detallada de todo lo dicho.

INTENSIDAD DE PRESIPITACION DE LA LLUVIA.

Influye en la formacin de corrientes por las que se va el agua y en la evaporacin, contribuyendo as a determinar la accin efectiva de la lluvia; 75 CM en Pretoria resultan inadecuados para la agricultura, y debe dedicarse la tierra al pastoreo. La explicacin de este hecho nos la da la naturaleza de la lluvia que presenta en forma de aguaceros formidables que hacen compacta la tierra y forma una capa superficial casi impermeable sobre la que corre el agua sin empapar el suelo; adems, una vez terminada la lluvia, la evaporacin bajo el cielo despejado y azul, tpico de aquel clima, es muy intensa.GRADOS DE INTENSIDAD.a. 6.5 mmLIGERAb. 6.5 A13 MMMODERADAc. 13.0A52 MMFUERTEd. 52 MMSEVERALa precipitacin es el factor ms importante de la erosin, una gran cantidad de lluvia puede o no causar erosin si la intensidad es baja o viceversa.Si la cantidad de lluvia es alta y la intensidad es alta el escurrimiento y la erosin son altas.Asi tenemos una lluvia de intensidad de 76 mm/hora, la INTENSIDAD ser severa, si dura dos minutos.76 mm 60 minutosX2 minutosX = 2.53 mm/hora.Una lluvia puede ser mas erosiva que otra siempre y cuando la HDA del suelo sea apreciable es decir depender de la Humedad del suelo, el que tenga ms humedad ser ms propenso. Esto a ha llevado al concepto de lluvia excesiva en el sentido de que puede o no crear escurrimiento.La lluvia se puede llamara excesiva si en menos de una hora llega a los 20 mm/hora (CUANDO LA INTENSIDAD DE LA PRECIPITACION ES DE 20 mm/hora, y la tormenta sobrepasa la duracin de una hora), pero solo ser excesiva cuando en ms de una hora excede este valor.CALCULO PARA DETERMINAR SI UNA LLUVIA ES EXCESIVA:FORMULA:EXC= 0.20 + 0.01 Tx1524 MM/HORATEJEMPLO: En dos (2) horas de precipitacin caen 30 mm/hora2 horas es = 120 minutos0.20 + 0.01 X 120 X 1524= 17.778=17.8 mm/hora. 120La lluvia no es excesiva ya que no sobre pasa los 20 mm/hora.

El tamao de la gota depende de una velocidad llamada TERMINAL, cuando esta velocidad se hace constante.

Velocidad Terminal de Gota de Lluvia en cm/segundoDimetro de la gota en mm.

1751/8

2000.5

4001.0

5001.3

6001.7

7002.3

8003.0

9004.0

900 - 9204.6

FUERZA DE IMPACTO DE LA LLUVIA:La fuerza de impacto de la lluvia la determina el numero y dimetro de las gotas, si hay viento se incrementa mas esta velocidad. Se ha encontrado una correlacin entre la intensidad y el dimetro de la gota.

0.184D 50 = 1.84 I

DONDE:D50= Dimetro del 50% de las gotas cadasI= Intensidad de la lluvia en mm/hora

EJEMPLO:Intensidad de la lluvia 50 mm/hora0.184D 50 = 1.84 (50)D 50 = 3.77 mmESTO QUIERE DECIR QUE EL 50 %N DE LAS GOTAS DE LLUVIA TIENEN UN DIAMETRO DE 3.77 mm.

CALCULO DE LA FUERZA DE IMPACTO O, ENERGIA CINETICA DE LA GOTA DA AGUA. 2EC= m X V

EJEMPLO:En el Distrito de San Juan del Departamento de Cajamarca, se registro una precipitacin de una intensidad de 36.4 mm/hora en un promedio de 30 minutos.Calcular el dimetro de la gota d agua para encontrar la velocidad terminal. 0.184D 50 = 1.84 (36.4)

D 50 =4 mm

Segn la tabla le corresponde una velocidad terminal de 9 M/S

CALCULO DE LA MASA:

PESO= MASA X GRAVEDAD

CALCULANDO LA CANTIDAD DE mm PRECIPITADOS:

36.4 --------------- 60X ---------------30X = 36.4 = 18.2 mm en 30 minutos. 2CALCULANDO LOS m2 POR HECTAREA.0.01 metros = 1 mm

S= 10,000 m2LUEGO:10,000 M2 x 0.001 M = 10 M3/Ha.18.2 mm x 10 M3 = 182 M3 / Ha.182 M3 = 182,000 Kg / 30 min.

PARA UN SEGUNDO:

182,000=182,000=101.1 kG/seg.30 X 60 1,800CALCULANDO LA MASA:

MASA = P/GP = PESOG= GRAVEDAD

MASA =101.1/9.81= 10.3 Kg / seg. / metro.

CALCULANDO LA FUERZA DEL IMPACTO O ENERGIA CINETICA:

2 Ec = MASA X V

Ec = (10.3 Kg X seg / m) x ( 9m/seg)

EC = 417.1 Kgm/ seg

PARA LOS 30 MINUTOS TENDREMOS:

417.1 Kgm/ seg. X 1,800 seg= 750,870 Kgm.

Ec = 750,870 Kgm

LA CUANTIA DE LA EVAPORACION DEPENDE PRINCIPALMENTE DE LA SEQUEDAD DEL AIRE, PERO ESTA AFECTADA POR OTRAS CAUSAS, TALES COMO EL VIENTO Y LA VEGETACION. Los vientos continuos aportando a cada momento nuevas masas de aire sin dar tiempo a que pueda saturarse, aceleran enormemente el proceso, especialmente si proceden de una regin rida, como el SIROCO que sopla del SAHARA o si son descendentes y, por lo tanto calentados adiabticamente como por ejemplo los vientos llamadas FOHEN o el CHINOOK de Canad.