Limnígrafos. Medida de nivel de agua

Convierten la altura de la lámina de agua en una señal eléctrica que recoge el Sistema de Adquisición de Datos. En las presas, para conocer el nivel de embalse, se han empleado sondas de cuarzo debido a su gran precisión, bien de tipo hidrostático o bien de tipo neumático.

Para las estaciones de aforo, pueden ser de varios tipos, habiéndose elegido el método de medida que mejor se adapta a las características singulares de cada emplazamiento: neumáticos, boya-contrapeso, sondas capacitivas y/o radar. En algunos lugares se complementan hasta dos tipologías de sensores para garantizar una mayor precisión y disponibilidad de la información.

Caudalímetros. Medida de caudal en tuberías

Pueden ser electromagnéticos o ultrasónicos. Se sitúan en abastecimientos, centrales hidroeléctricas, desagües, etc.

Un caudalímetro electromagnético consiste en un carrete del diámetro de la tubería embridado a ésta sobre el que va montada una bobina por la que circula corriente eléctrica, produciéndose así un campo magnético. Según la ley de Faraday, cuando un conductor eléctrico (en nuestro caso el agua) se mueve en un campo magnético se induce una tensión en el conductor. La tensión inducida se toma en dos electrodos y es proporcional a la velocidad del agua. Con el valor de velocidad y la sección dada por el diámetro de la tubería se calcula entonces el caudal.

Los caudalímetros ultrasónicos constan de unos transductores que trabajan por pares como emisor y receptor de ultrasonidos. Su disposición es tal que los impulsos se propagan formando 45º respecto a la dirección de flujo del líquido. El método de medición del tiempo de propagación del ultrasonido se basa en el hecho de que éste se propaga en el sentido de flujo más rápido que en el sentido opuesto. La diferencia en el tiempo de propagación de ambos sentidos es proporcional a la velocidad de flujo y como la sección es conocida obtenemos el caudal.

Sensores de posición lineal y sensores pendulares. Medida de apertura de compuertas

Para conocer el caudal circulante en órganos de desagüe de presas, o en tomas de canales con compuertas, es necesario primero determinar la apertura de dichas compuertas para, junto con el dato de nivel, calcular el caudal con la curva de gasto.

En compuertas de movimiento lineal se han empleado encoders ópticos absolutos de alta resolución. El desplazamiento lineal se transmite mediante una cadena calibrada y una rueda dentada haciendo girar el eje del sensor. El movimiento es transformado en una señal eléctrica por un sensor primario resistivo u óptico, un microcontrolador digital realiza el tratamiento y transmisión de la señal de salida al sistema de adquisición de datos.

Para medida de la apertura angular en compuertas con un eje de rotación horizontal se han empleado sensores pendulares. En estos casos, el movimiento es transmitido por un péndulo amortiguado al sensor óptico, el cual lo convierte en una señal eléctrica. El procesado de la señal se hace dentro de la unidad con la ayuda de un microcontrolador digital que se encarga además de enviarlo al sistema de adquisición de datos.

Pluviómetros y Pluvionivómetros

En puntos situados a menos de 1200 metros sobre el nivel del mar se emplean pluviómetros, que recogen las precipitaciones en forma de lluvia en un depósito donde hay un dispositivo tipo balancín que emite 1 impulso por cada a 0. 1 l/m2 de precipitación. Estos impulsos son recogidos por la electrónica del sistema que se encarga de totalizar las cantidades.

En puntos con cotas superiores a 1200 metros, donde las precipitaciones en forma de nieve pueden ser de cierta frecuencia, se han empleado pluvionivómetros, que constan de un depósito de recogida y una resistencia térmica para fundir esa nieve y proceder a medir la precipitación en estado líquido.

En puntos con cotas superiores a 1200 metros, donde las precipitaciones en forma de nieve pueden ser de cierta frecuencia, se han empleado pluvionivómetros por peso, este aparato consta de un depósito de recogida, de 200 cm2 de superficie, parcialmente lleno de líquido anticongelante. El conjunto descansa sobre un sistema de pesaje electrónico.

Al caer nieve en el depósito, ésta se funde en el anticongelante: el incremento de peso es detectado por la báscula y el dato es tratado electrónicamente. A partir de este incremento se calcula la cantidad de nieve caída. La lluvia es medida de la misma manera por el incremento de peso.

El sistema de pesaje se basa en el cambio de frecuencia de un hilo vibrante excitado electrónicamente al aumentar la carga depositada sobre él, por lo que su precisión resulta excelente.

Termómetros

En muchos de los puntos de observación de datos hidrológicos y de pluviometría, se dispone de una sonda para medición de la temperatura ambiente. Los sensores empleados son de tipo resistivo, los cuales aprovechan la variación que provoca la temperatura en la resistencia al paso de corriente de los materiales para producir una señal analógica de 4-20mA que es la que se recoge en el Sistema de Adquisición de Datos.

Estaciones Meteorológicas

En algunos de los embalses del Estado se dispone de estaciones meteorológicas en las que se registran datos de temperatura, humedad, presión atmosférica, pluviometría, evaporación, radiación solar y velocidad y dirección del viento.