ENSAYO Y CALIBRACIÓN DE ENSAYO Y CALIBRACIÓN DE MEDICIÓN DE EAN CON SNOW MEDICIÓN DE EAN CON SNOW

PILLOWPILLOW Mg. Ing. Roberto L. Inzirillo,Mg. Ing. Roberto L. Inzirillo, Ing. Rodrigo Villarreal Ing. Rodrigo Villarreal

FundamentosFundamentos

El pronóstico de escurrimiento en la provincia El pronóstico de escurrimiento en la provincia de Mendoza es fundamental para la gestión del de Mendoza es fundamental para la gestión del recurso hídrico dado su estricto régimen recurso hídrico dado su estricto régimen termonival.termonival.

Por ello es de suma importancia asegurar la Por ello es de suma importancia asegurar la validez de los datos del Equivalente de Agua validez de los datos del Equivalente de Agua en la Nieve (EAN) obtenidos por las estaciones en la Nieve (EAN) obtenidos por las estaciones nivométricas.nivométricas.

SistemaSistema

Las Estaciones Remotas (RTU) registran la Las Estaciones Remotas (RTU) registran la información de los sensores, la almacenan y la información de los sensores, la almacenan y la trasmiten a una Estación Maestra (FIU).trasmiten a una Estación Maestra (FIU).

La determinación del EAN La determinación del EAN consiste en medir la consiste en medir la presión hidrostática presión hidrostática proporcional al peso de la proporcional al peso de la nieve acumulada, mediante nieve acumulada, mediante colchones de acero (colchones de acero (snow snow pillowpillow) comunicados a un ) comunicados a un tubo colector que aloja un tubo colector que aloja un sensor de nivelsensor de nivel

MetodologíaMetodología

La variable de comparación y calibración es la La variable de comparación y calibración es la sensibilidad:sensibilidad:

S = P / ∆hS = P / ∆hDonde:Donde:

Sensibilidad (S), carga (P) y nivel hidrostático (∆h).Sensibilidad (S), carga (P) y nivel hidrostático (∆h).

PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

• Se carga el sistema con un peso conocido.Se carga el sistema con un peso conocido.• Se registra el comportamiento del sensor de Se registra el comportamiento del sensor de

nivel.nivel.• Se retira la carga.Se retira la carga.• Se comparan la excursión máxima y tiempo de Se comparan la excursión máxima y tiempo de

estabilización con resultados anteriores.estabilización con resultados anteriores.

Sensibilidad y precisiónSensibilidad y precisión

La precisión teórica del sistema es de 0,15 mm La precisión teórica del sistema es de 0,15 mm de agua equivalente.de agua equivalente.Ello surge de considerar:Ello surge de considerar:

• Precisión del transductor Precisión del transductor ± ± 0,1 mBar0,1 mBar• Deriva anual Deriva anual ± ± 0,1 mBar0,1 mBar• Error de cuantificación a 12 bitsError de cuantificación a 12 bits

En el caso de las estaciones de 4 colchones (7,5 mEn el caso de las estaciones de 4 colchones (7,5 m22) se ) se observó una sensibilidad media de 3,75 kg/mm.observó una sensibilidad media de 3,75 kg/mm.

Calculando que la nieve recién precipitada puede tener una Calculando que la nieve recién precipitada puede tener una densidad de 250kg/m3, así el sistema debería poder medir densidad de 250kg/m3, así el sistema debería poder medir una precipitación de 2mm de nieve.una precipitación de 2mm de nieve.

Inercia del sistema hidráulicoInercia del sistema hidráulico

Los colchones y el tubo colector se encuentran Los colchones y el tubo colector se encuentran vinculados mediante mangueras de pequeño diámetro.vinculados mediante mangueras de pequeño diámetro.

Ello hace que las diferencias de carga entre colchones Ello hace que las diferencias de carga entre colchones tienden a compensarse, obteniéndose una medición tienden a compensarse, obteniéndose una medición proporcional al peso medio de la carga recibidaproporcional al peso medio de la carga recibida

El tiempo de tránsito del fluido tiene un periodo de El tiempo de tránsito del fluido tiene un periodo de compensación prolongado.compensación prolongado.

Determinado empíricamente, en un periodo de 20 Determinado empíricamente, en un periodo de 20 minutos se obtiene una aproximación superior al 90% minutos se obtiene una aproximación superior al 90% del régimen de equilibrio, a partir del cual la del régimen de equilibrio, a partir del cual la estabilización es muy lenta.estabilización es muy lenta.

Inercia del sistema hidráulicoInercia del sistema hidráulicoComparativas Lag Diamante

250

300

350

400

450

500

550

0:00:00 0:05:00 0:10:00 0:15:00 0:20:00 0:25:00 0:30:00 0:35:00 0:40:00

Minutos

mm

eq

uiv

alen

tes

de

agu

a

10/03/2006 14/03/2007 29/01/2008 30/01/2008 31/01/2008

374 Kg

374 Kg

346 Kg

532 Kg

310 Kg

Influencia del vientoInfluencia del viento

Es notoria la influencia del viento sobre en las Es notoria la influencia del viento sobre en las mediciones de pruebamediciones de prueba

Se ejerce una presión variable sobre los colchones que Se ejerce una presión variable sobre los colchones que es susceptible de ser detectada por el sensor.es susceptible de ser detectada por el sensor.

Esta variabilidad se presenta en forma de una Esta variabilidad se presenta en forma de una variación rápida y acotada, similar a un “ruido” de variación rápida y acotada, similar a un “ruido” de fondo.fondo.

Este fenómeno es menos notorio en la medida que el Este fenómeno es menos notorio en la medida que el sistema se encuentra con carga o peso. Es de suponer sistema se encuentra con carga o peso. Es de suponer que en el caso de un manto níveo, esta influencia sea que en el caso de un manto níveo, esta influencia sea menor. menor.

Influencia del vientoInfluencia del vientoComparativa EAN vs. Velocidad del Viento

Laguna del Atuel 2006 - 2008

0

5

10

15

20

25

30

0:00:00 0:07:12 0:14:24 0:21:36 0:28:48 0:36:00

Tiempo [seg]

Vel

[m

/s]

170

190

210

230

250

270

290

EA

N [

mm

]

Vel V 26/04/06 Vel V 15/04/08 EAN 26/04/06 EAN 15/04/08

Influencia de la temperaturaInfluencia de la temperatura

Los colchones recibe en forma continua la influencia Los colchones recibe en forma continua la influencia de la radiación solar sobre la superficie de los mismos.de la radiación solar sobre la superficie de los mismos.

Esto eleva la temperatura de ellos y de su contenidoEsto eleva la temperatura de ellos y de su contenido

Este calor provoca la dilatación del contenedor y del Este calor provoca la dilatación del contenedor y del contenido, que por su estado líquido lo hace en mayor contenido, que por su estado líquido lo hace en mayor medida, elevando el nivel en el caño colector.medida, elevando el nivel en el caño colector.

La temperatura provoca evaporación del líquido, cuyos La temperatura provoca evaporación del líquido, cuyos gases quedan retenidos en la parte superior de los gases quedan retenidos en la parte superior de los colchones. Ya que el drenaje del fluido se realiza por la colchones. Ya que el drenaje del fluido se realiza por la parte inferior, aumenta la presión interna, forzando al parte inferior, aumenta la presión interna, forzando al fluido a desplazarse por las cañerías.fluido a desplazarse por las cañerías.

Influencia de la temperaturaInfluencia de la temperaturaComparativa EAN vs. Temperatura

Palomares 04/2011

350

380

410

440

470

500

11:00 14:00 17:00 20:00 23:00 2:00 5:00 8:00

Hora

EA

N [

mm

]

010

2030

4050

Tem

per

atu

ra [

°C]

EAN Temp. Ambiente Temp. Suelo

ConclusionesConclusiones

• Se implementó un protocolo de ensayos a fin de Se implementó un protocolo de ensayos a fin de replicar la metodología en cada caso.replicar la metodología en cada caso.

• Se realizan las campañas de mantenimiento en la Se realizan las campañas de mantenimiento en la misma época y en condiciones climáticas estables.misma época y en condiciones climáticas estables.

• Las pruebas iniciales se efectúan sobre el sistema sin Las pruebas iniciales se efectúan sobre el sistema sin intervención previa y a primera hora del día.intervención previa y a primera hora del día.

• Los datos almacenados son analizados y comparados Los datos almacenados son analizados y comparados con los archivos históricos, en sitio.con los archivos históricos, en sitio.

• Se realiza una prueba final antes de abandonar la Se realiza una prueba final antes de abandonar la estación.estación.