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1 RELATÓRIO SOBRE OS EQUIPAMENTOS UTILIZADOS EM MEDIDAS PLUVIAIS Hidrologia Aplicada No dia 21 de setembro de 2015, ocorreu uma visita à estação de monitoramento meteorológico da UFSCar, localizada na área norte da universidade próxima ao atual prédio da FAI e dos núcleos de extensão. O objetivo principal desta visita foi conhecer e verificar os equipamentos mais usuais fornecedores dos dados utilizados em nosso monitoramento climático. A seguir, são apresentados alguns destes equipamentos, bem como sua utilidade e características. a) PLUVIÔMETRO O Pluviômetro é um instrumento utilizado para a mensuração do volume precipitado em determinada área. Consiste basicamente de um coletor pluvial, de área conhecida, no qual é possível observar o volume precipitado, durante um intervalo de medição (geralmente 24h). Conta com uma peneira para filtragem da precipitação e das possíveis impurezas e materiais que possam se depositar, alterando o volume captado. Também possui uma torneira para coleta do volume acumulado. Na figura 1 ilustra-se o formato deste aparelho. Figura.1. Exemplo de Pluviômetro. Fonte: http://www.pluviometros.com.br/imagens/pluviometro-inst.gif http://www.pluviometros.com.br/imagens/pluviometro-inst.gif 2 Figura.2. Funcionamento de um Pluviômetro Fonte: http://api.ning.com/files/ b) PLUVIÓGRAFO O Pluviógrafo é um instrumento utilizado para a mensuração do volume precipitado e da duração em que se deu esta precipitação. Seu funcionamento é muito parecido com o pluviômetro, contudo, diferentemente deste, o pluviógrafo também é capaz de fornecer condições para estimarmos a intensidade da precipitação em determinado intervalo de leitura. Seu funcionamento consiste em um acumulador de precipitação, de área também conhecida, além de uma peneira para proteção do material captado. Além disso, possui um dispositivo de descarga (geralmente) que reserva determinada quantidade de água quando o acumulador está cheio, permitindo informar volumes precipitados maiores que a capacidade do captador. A medição da duração da precipitação é feita através de uma caneta que flutua sobre o volume captado e um rolo de papel que gira sob velocidade constante, onde é instalado para rotacionar a uma taxa calibrada, correspondente ao tempo (em minutos geralmente) no qual ocorreu tal volume precipitado. Com base nestas informações, é possível determinar a intensidade da precipitação durante intervalos de tempo daquele dia (ou outro intervalo de medição). 3 Figura.3. Pluviógrafo. Esquerda: Equipamento da UFSCar; Direita: Detalhe para o leitor de tempo Fonte: Acervo Pessoal c) HELIÓGRAFO O Heliógrafo é um aparelho utilizado para a determinação da insolação – intervalo de tempo no qual os raios solares atingem com maior intensidade uma região da crosta terrestre (tempo de céu descoberto durante o dia). É constituído por uma esfera de vidro maciço e transparente, de 10 cm de diâmetro, que atua como um filtro da radiação solar e a faz convergir sobre uma tira de cartão (heliograma), colocada numa concha metálica em cuja superfície interna existem ranhuras, que permitem a sua fixação. A esfera vai atuar como lente convergente em qualquer direção que os raios solares incidam. O foco forma-se sobre os heliogramas queimando-os ao longo de uma linha, linha esta que é interrompida sempre que o sol é ocultado pelas nuvens. É possível ajustar a inclinação do aparelho de acordo com a latitude da estação, para acompanhar a translação do Sol. 4 Figura.4. Heliógrafo Fonte: Acervo Pessoal d) BARÔMETRO O barômetro de metal (ou aneróide) consiste de uma câmara metálica de paredes delgadas, achatadas, circulares e hermeticamente fechada. Como suas dimensões são diferentes externa e internamente, curva-se e fecha-se mais quando se aumenta a pressão atmosférica e distende-se novamente, por elasticidade, quando a mesma pressão diminuí. Um sistema de alavancas transmite estes movimentos, já com a devida ampliação, ao ponteiro que, por sua vez, gira ao redor de uma escala circular. Gradua-se este barômetro por comparação com um barômetro de mercúrio, em geral, com escala em milímetros de mercúrio. Na figura 5 podemos verificar a presença deste aparelho, bem como dos demais elementos do conjunto a serem discutidos nos próximos itens. 5 Figura.5. Conjunto Barômetro, Higrômetro e Termômetros de Máxima e Mínima da UFSCar Fonte: Acervo Pessoal Figura.6. Esquema representativo de Barômetro Fonte: http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/image07/07_T05_02.gif http://www.feiradeciencias.com.br/sala07/image07/07_T05_02.gif 6 e) HIGRÔMETRO Um higrômetro consiste num instrumento para a medição da umidade de um gás ou vapor na atmosfera. Os principais tipos de higrômetros são: os psicrômetros, os higrômetros de absorção, os higrômetros de condensação, os higrômetros elétricos e os higrômetros químicos. Um psicrômetro, também designado por higrômetro de reservatório úmido e seco, é constituído por dois termômetros colocados um ao lado do outro, designados por termômetro seco e molhado, respectivamente, cujo reservatório de um deles é envolvido por gaze umedecida com água destilada. O termômetro com o reservatório úmido registará uma temperatura mais baixa do que o que possui o reservatório seco, devido ao efeito de arrefecimento pela evaporação da água. A diferença de temperatura possibilita que a umidade relativa seja calculada. Na estação da UFSCar, utilizamos deste modelo, como consta a Figura 5. Figura.7. Esquema de um Psicrômetro Fonte: http://mlb-s2-p.mlstatic.com/termo-higrmetro-de-bulbo-seco-e-umido-psicrometro-13922- MLB138374673_1155-O.jpg 7 f) TERMÔMETROS DE MÁXIMA E MÍNIMA O termômetro de máxima é um termômetro que tem a particularidade de reter no tubo capilar, o mercúrio que por ele passa, devido a um estrangulamento. Quando a temperatura desce, uma vez atingido o valor máximo, o mercúrio não volta em sentido contrário, desde que o termômetro se encontre na horizontal. Para que o mercúrio regresse ao reservatório é necessário sacudi-lo energicamente, mas esta operação só é realizada depois de efetuada e leitura. O termômetro de mínima é um termômetro de álcool com um pequeno indicador móvel, em forma de haltere, introduzido no meio do líquido, que devido força de tensão superficial, nunca atravessa o menisco e, portanto, acompanha o extremo da coluna quando a temperatura desce. Quando a temperatura sobe, o indicador fica retido, indicando o valor mínimo atingido. O valor da leitura é indicado pela extremidade mais afastada do depósito. O termômetro deve ser preparado depois da leitura e, para isso, inclina-se levemente o termómetro, com o depósito para cima para que o indicador deslize ao longo do tubo e entre em contato com o menisco. Novamente, o esquema contendo estes instrumentos na UFSCar é apresentado na Figura 5. Figura.8. Esquema do Conjunto de Termômetros de Máxima e Mínima Fonte: http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap3/Image127.jpg Após a realização desta visita, podemos verificar a importância de se utilizar estes equipamentos para a coleta de dados diários e inferência de comportamentos climáticos da região. Observamos a simplicidade dos equipamentos e facilidade na sua utilização, contudo, devido a constância e responsabilidade diária da sua leitura e http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap3/Image127.jpg 8 manutenção, o uso e instalação de novos pontos de coletas tornam-se limitados. Por fim, a mensuração desses dados é vital na análise e projeto de elementos de drenagem, distribuição de águas, dentre outros pontos da engenharia civil, bem como do comportamento hidrológico e climático da região.