1.- MALA COLOCACIÓN DE LA VASIJA

La vasija debe tener una estrecha boca de entrada para que la evaporación sea la mínima posible. Se suele sujetar en el centro del vaso inferior con flejes soldados al fondo o a las paredes que con el tiempo suelen romperse o deformarse. Pero además los bordes metálicos de los vasos tanto superior como inferior se van abollando por golpes y caídas por lo que dejan de encajar uno en otro. En el intento de forzar su acoplamiento la vasija puede desplazarse de su posición por lo que el agua se puede perder total o parcialmente.

En el caso del pluviómetro de policarbonato las aletas del vaso inferior ajustan de forma milimétrica y perfecta con la vasija, cuyos ángulos suaves han sido calculadas para que las colocaciones inadecuadas sean imposibles, esto es, no hay posibilidad de colocar mal la vasija, por tanto, este error aquí es inexistente.

2.- GRIETAS IMPERCEPTIBLES

Cualquier instrumento que ha de permanecer a la intemperie durante toda su vida, como sucede con los pluviómetros, tienen un alto índice de deterioro debido a golpes y a las continuas y extremas oscilaciones térmicas que hace que se abran pequeñas grietas, cuya existencia supone no saber nunca con exactitud el momento en que comienzan a producirse, ni el tiempo en el que se lleva arrastrando ese error.

Esto nos debe llevar a comprobar con frecuencia el estado de los vasos y si las soldaduras continúan en perfectas condiciones aunque muchas veces pueden quedar enmascaradas por la pintura.
Nos referimos especialmente a los vasos superior e inferior ya que modernamente la vasija ahora se fabrica de plástico con lo cual el error en ella desaparece. Este error se ha minimizado mucho ya que solo se pone de manifiesto cuando en precipitaciones abundantes se desborda la vasija.
En el pluviómetro de policarbonato este error no existe al ser de una sola pieza y no tener ningún tipo de soldaduras.

3.- PROBETAS PLUVIOMÉTRICAS IMPRECISAS

Estos errores son generalmente sistemáticos, positivos o negativos, y aunque solo puedan afectar a una parte de la probeta el total queda afectado. Tradicionalmente, se fabricaban de cristal cuya precisión requería una atención individualizada, no siempre posible. En la actualidad, se fabrican también de plástico que tienen la ventaja de su uniformidad aunque tampoco están exentas de errores. Saber si una probeta es exacta, requiere sofisticados procedimientos científicos, el más sencillo, mediante balanza de precisión, con controles exhaustivos del agua y la temperatura.
 
Ésta, por supuesto, no debe ser la respuesta adecuada especialmente para las personas que nos escriben interesándose por el tema ya que una balanza de precisión no está al alcance de cualquiera, por eso, vamos a dar una receta casera cuyos resultados, aunque aproximados, son perfectamente acordes con la precision impuesta por las limitaciones del ojo humano.

Compre en una farmacia una jeringuilla de buena calidad, ni muy grande ni muy pequeña, ya que ambas pueden aumentar el error, aunque por causas diferentes. Podríamos aconsejar una de 5 cm3 y usar agua según sale del grifo; el resto es fácil, realizar las medidas con cuidado ayudándose de una lupa y saber que cada cuatro jeringuillas es un litro de precipitación. Con un poco de paciencia podrá comprobar cada parte de la probeta. Pero no lo olvide, no es un procedimiento para competir con el CEM (Centro Español de Metrología).

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4.- PARALAJE

Este error, aunque pequeño, se puede evitar manteniendo la probeta en equilibrio gravitatorio entre los dedos índice y pulgar a la altura de los ojos. Recordamos que el agua moja por adherencia por lo cual se va a formar un menisco con las paredes. La línea visual debe ir tangente a la curvatura inferior del menisco. Para la probeta del pluviómetro de policarbonato se ha elegido un material con muy poca mojadura, por lo que este efecto es mínimo.

5.- PÉRDIDAS POR REBOTES

La velocidad de caída de las gotas, de tamaño suficiente, al chocar contra el fondo del pluviómetro, hace que reboten generalmente fraccionadas, para lo cual la inclinación del fondo debe ser la adecuada para que este rebote vaya dirigido a la parte más baja de la pared, de tal forma que vaya perdiendo su energía en un deslizamiento obligado a lo largo de ésta. En el extremo final, hacia la salida el pluviómetro, debe tener un tope o curvatura que no deje escapar estos deslizamientos.
En el caso de que la precipitación sea de granizo suficientemente grueso, el choque brusco contra el fondo, o de las que bajan y suben, puede producir una estructura lo suficientemente caótica para que algunas salgan fuera. Afortunadamente, el fenómeno es muy poco frecuente y su error, por tanto, pequeño.

En este apartado deberíamos incluir el caso en que el rebote es ayudado por remolinos de viento producidos en el interior del pluviómetro, efecto que puede ser importante en el caso de lluvia menuda y especialmente en el de nieve. Desgraciadamente estos últimos son muy difíciles de corregir por lo que requieren estudios especiales.

6.- EVAPORACIÓN

Generalmente se habla de este error cuando el agua que está en la vasija se evapora. En condiciones normales este error va a ser prácticamente nulo ya que las medidas se realizan a las pocas horas de haber llovido. Cuando el intervalo entre el final de la lluvia y la medida es de varios días, la evaporación puede ser considerable, especialmente si las temperaturas son altas y los materiales que la contienen buenos conductores del calor.

En el pluviómetro de policarbonato la evaporación medida durante una semana es prácticamente cero, debido por una parte, a los extraordinarios ajustes entre la vasija y el vaso superior, y por otra, a que el orificio de entrada del agua esta tapado por un filtro constituido por una malla fina de acero inoxidable en forma de cono, lo que hace prácticamente imposible que las moléculas evaporadas puedan sortear la interminable laberinto que supone la retícula. (¡Para hacer esta comprobación deberá mover el agua de la probeta a la vasija varias veces hasta que considere que el enrase en la probeta es perfecto!)

Hay otra evaporación que no se cuenta y es la que se produce directamente desde las paredes mojadas del vaso superior una vez acabada la lluvia. Este error lo trataremos con mas detalle en el apartado siguiente.

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7.- ADHERENCIA

Este error siempre va acompañado de polémica a pesar de no ser, ni mucho menos, el más importante de los errores que puede tener la medida de la lluvia, pero la discusión sobre él es constante. Por este motivo vamos a intentar analizarlo con el mayor rigor y detalle posible a fin de poner en evidencia el ridículo ataque al que está siendo sometido el pluviometro de policarbonato basado en acusaciones completamente absurdas, o tal vez, orquestadas por prácticas comerciales detestables.

El desencadenante de estas peregrinas discusiones viene motivado por el hecho de que, cuando termina de llover, observamos gran cantidad de gotitas que cubren las paredes del vaso superior o receptor del pluviómetro (desde ahora receptor) hecho realmente llamativo en algunos materiales en que las gotitas son sumamente visibles, como sucede en los materiales que no mojan, como el policarbonato, mientras que en otros materiales que mojan simplemente no se ven, pero apreciamos claramente que esas superficies están mojadas. Del policarbonato, al ver las gotas, se piensa que tiene mucho error en comparación con los metálicos cuando en realidad suele ser al contrario, aunque la diferencia es realmente pequeña.

Es muy difícil calcular a ojo esta mojadura y de ahí vienen las discrepancias y la polémica ya que hemos visto opiniones donde se afirma que puede llegar a 7 décimas de mm de precipitación mientras que otros la evalúan en menos de una décima de mm.

Si alguien desea hacer una estimación “a ojo” debe tener a la vista lo que es realmente 1 cm, en una regla, y sin apartar los ojos hacer imaginariamente un cubito de agua. - ¡No aparte Vd. la mirada! -. ¿Cuantas gotitas de las pegadas caben? ¿Cuántos cm3 podemos formar?

No hay que olvidar tampoco que el máximo volumen lo tiene una gota cuando es esférica (cuando está cayendo). Pero las gotas emulsionadas no son esferas sino una especie de casquetes esféricos o elipsoidales más o menos irregulares por lo que su tamaño aparente respecto a una gota esférica va a ser mucho menor.

Para completar la imagen hemos de tener en cuenta un dato de todos conocido, cada décima de milímetro de precipitación tiene un volumen de 2 cm3, por lo que 7 décimas de mm representa un volumen de 14 cm3, lo que significa que las gotas adheridas equivalen a un chupito de licor, incluso, según se puede ver los foros, las diferencias han llegado a superar las 30 décimas (60 cm3) lo que supone más de medio vaso de vino. Seguir pensando que esta cantidad puede quedar colgada de las paredes de un pluviometro es sencillamente demencial.

Nota.- Dos años después de este escrito hemos encontrado el motivo de estas polémicas diferencias que, por supuesto, no tienen nada que ver con las adherencias y que en la observación diaria hemos comprobado que, en condiciones especiales, superan las cifras arriba indicadas. Puede verlo en: Errores en la boca del pluviómetro.

Para hacer un estudio detallado es conveniente conocer algunas de las propiedades del agua. Empezaremos diciendo que el agua es un elemento extraordinario, cada molécula consta de un átomo central de oxígeno (negativo) combinado con dos de hidrógeno (positivos) y que por el pequeño tamaño de los átomos de hidrógeno la molécula puede recordarnos la cabecita (átomo de oxígeno) de un osito peluche con sus dos orejitas, que son los átomos de hidrógeno. Esta distribución implica una fuerte asociación molecular del enlace de hidrógeno que aparece unido a dos átomos diferentes, efecto comúnmente conocido como puente de hidrógeno, propiedad que permite a las moléculas de agua mantener su individualidad, fenómeno extraordinariamente importante respecto a los cambios de estado y especialmente para la existencia de la misma vida.

A esta propiedad de que las moléculas de agua se atraigan entre si formando largas cadenas se llama cohesión y hace que en la superficie aparezca una cierta tensión (tensión superficial) que da a las gotas una gran estabilidad, y a la superficie libre en un recipiente, una estructura de película elástica que se caracteriza por ofrecer cierta resistencia a la rotura, motivo por el cual algunos objetos ligeros, pero más densos, flotan en la superficie; tales como agujas, insectos o incluso permite que ciertos animales puedan deslizarse sobre ella. Esta tensión superficial es función inversa de la temperatura y que como se muestra en la figura resulta particularmente importante en el caso que nos ocupa pues además de disminuir la tensión superficial de la gota aumenta la energía de las moléculas en su interior.

En cuanto al puente de hidrógeno, aunque intenso, tiene un valor relativamente pequeño (máximo de 7 Kcal/mol) comparado con otro tipo de enlaces, por ejemplo, el covalente (100 Kcal/mol). Ello significa que los puentes de hidrógeno se pueden romper, a veces fácilmente, por el suministro de calor o con la llegada de otra sustancia cuyas moléculas muestren un polo negativo o positivo adecuado, para que el agua pueda ser atraída y se adhiera a estas superficies, lo que se conoce comúnmente como Adhesión o en el caso que nos ocupa, acción de mojar, cuyo valor se puede medir por el ángulo a de contacto que existe entre ambos, de tal manera, que en una superficie horizontal un ángulo menor de 90º indica más mojadura y un ángulo mayor de 90º menos, existiendo entre ambos, numerosos casos intermedios.

En nuestro caso, el fenómeno que hemos de analizar, no en una superficie horizontal, sino vertical o fuertemente inclinada, por lo que las gotas se van a abombar por gravedad y por tanto antes de llegar a los 90 grados la gota va a caer.

Estas fuerzas de adherencia representa la suma de todas las energías producidas por las interacciones de enlaces químicos, fuerzas electrostáticas y dipolos que van a ser contrarrestadas por la particular fuerza gravitatoria citada que cambia los valores del ángulo de contacto. Pero hay más. De todos es sabido que el agua en ebullición se convierte en vapor, transformación que ocurre también a cualquier temperatura. Efectivamente, las moléculas que siempre están en continuo movimiento, incluso dentro de la gota, al chocar entre si, intercambian energía lo que a veces supone un incremento capaz de superar a la de la tensión superficial, haciendo que la molécula salte al exterior, fenómeno que se produce muy especialmente por la zona del perímetro de la superficie de contacto, por lo que en las gotas muy planas, (sustancias que mojan mucho) al tener mucha superficie de contacto en comparación a su volumen, su evaporación y por tanto su desaparición va a ser muy rápida.

Pero además, interviene en el proceso la humedad relativa del aire circundante, en donde la tensión de vapor interna de la gota ha de oponerse a la del exterior, hecho realmente trascendente para el caso que nos ocupa ya que, cuando llueve, la humedad relativa del exterior, es muy alta lo que implica una disminución de la evaporación, haciendo que en los materiales que no mojan las gotas puedan permanecer muchas horas sin evaporarse. En cambio, cuando las paredes tienen mucha porosidad, la adhesión es muy fuerte, por lo que las moléculas de las gotas de lluvia, en el caso mas extremo, quedan desparramadas inundando los poros y aplanándose, formando una finísima película de agua que cubre la superficie, empapando las paredes, por lo que las fuerzas de vaporización actúan intensamente eliminando esta película con suma rapidez, siendo el caso de poder apreciarse incluso a simple vista en condiciones apropiadas. Hemos comprobado paredes completamente húmedas que con temperaturas y humedades normales, entre cinco y diez minutos, las paredes se han secado por completo. Por supuesto, para valores altos de la temperatura y bajos de la humedad el fenómeno es extremadamente intenso, especialmente en los metales, cuya conductividad produce la trasmisión inmediata de la temperatura exterior.

En cambio, en otras sustancias que no mojan, como el policarbonato, al estar emulsionadas, la permanencia de las gotas va ser muchísimo más larga pudiéndose encontrar gotas al cabo de varias horas. Como ejemplo practico con T = 13º C , H = 76% y viento flojo, hemos observado que ocho horas después persisten bastantes gotas, lo que puede llevar a pensar a algunos que el error se acrecienta, pero precisamente es todo lo contrario, pues en el caso de una lluvia intermitente se encuentra con las paredes mojadas por lo que el error se minimiza en comparación con los materiales en que sus paredes se han secado en el intervalo.

En el proceso de lluvia, las gotas que entran en el receptor del pluviómetro lo primero que hacen es mojar las paredes y una vez que éstas están empapadas es cuando el agua discurre hacia la vasija. Un numeroso grupo de gotas al caer chocan contra el fondo pudiendo romperse en docenas de gotitas más pequeñas que salpican las paredes laterales incluso salen al exterior, efecto que se puede minimizar dando al fondo una curvatura e inclinación adecuadas, especialmente para el caso en que la precipitación sea de tipo granizo. Otro grupo de gotas, caerán directamente sobre las paredes perdiendo su energía en un deslizamiento zigzagueante hacia el fondo. Aquellas que finalmente no se deslizan, quedándose pegadas, más las que se han evaporado, constituirán el error de adherencia o mojadura.

Hay varios metales con los que tradicionalmente se han confeccionado pluviómetros aunque la mayor parte de ellos están en desuso como el hierro galvanizado, cobre, laton,... Por cierto, este último, de gran adherencia. Actualmente los materiales con los que están hechos los pluviómetros normalizados son: Acero inoxidable, aluminio y policarbonato.

Como hemos indicado al principio, no es nuestro cometido hacer un análisis de los errores específicos de cada pluviómetro del mercado, por lo que solo vamos a hacer referencia al pluviómetro de policarbonato normalizado según normas OMM.

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Datos numéricos

Realmente, con lo expuesto hasta ahora, podríamos dar por completado el tema de la adherencia, pero, nuestro cometido siempre va encaminado en la busqueda de la verdad científica, por lo cual vamos a realizar las experiencias prácticas que completen los estudios teóricos. Hemos tenido suerte en cuanto al episodio de lluvias, ya que, en este otoño, las ha habido de todas clases, desde suaves a muy fuertes, aunque para nuestro caso daba lo mismo pues no se trataba de medirlas sino de mojar el pluviómetro. Además, hemos tenido una variación adecuada de temperaturas y viento.

Lo primero que haremos es comprobar que el policarbonato no moja. Para verificarlo, hemos puesto al grifo el vaso superior, tapando con el dedo el orificio de salida, y mantenido el agua hasta el borde durante mucho tiempo, dejándolo vaciar a continuación a su aire, observando que efectivamente las paredes han quedado prácticamente secas excepto algunas gotas grandes adheridas especialmente al vértice de las dos paredes o colgando del borde del aro calibrado y que debido a su tamaño algunas terminaban por caer.

Cuando la lluvia moja el receptor, su distribución no es ni mucho menos parecida a la anterior, sino que infinidad de gotas, microscópicas, pequeñas, medianas y grandes cubren las paredes laterales por los motivos explicados anteriormente y que por ser el problema que nos ocupa queremos proceder a la medición de su peso. (Como para el agua 1gr = 1cm3 emplearemos los gramos y los cm3 indistintamente)

Vamos a comenzar estudiando el tamaño de las gotas:

En el emblemático libro “Apuntes de Termodinámica de la Atmósfera” Servicio Meteorológico Nacional. Por D. Francisco Morán Samaniego. Madrid 1944. Pag. 283 se dan los siguientes valores:

- Gotas de lluvia pequeñas: Rp (radio pequeño) = 0.05 cm, lo implica un volumen de 0.00052 cm3, esto es, en 1 cm3 cabe 1900 gotas.
- Gotas de lluvia medianas: Rm Radio mediano) = 0.1 cm, lo que implica un volumen de 0.004 cm3, esto es, en 1 cm3 caben 250 gotas
- Gotas de lluvia grandes (“La gota más grande que pueda caer en el aire” cita literal): Rg (radio grande) = 0.36 cm, lo que implica un volumen de 0.19 cm3, esto es, en 1cm3 caben 5.26 gotas de este tipo máximo.

Veamos ahora que ocurre con el tamaño de las gotas adheridas a la pared interior del receptor.

1º.- Las gotas casi microscópicas solo son apreciables con una buena lupa, su tamaño (similar al ojo de una hormiga) es inmedible de forma directa y su volumen total no es trascendente por lo que veremos más adelante, en cambio, juegan un papel importante en el deslizamiento de las gotas mayores.

2º.- La gota más pequeña que hemos sido capaces de medir es de 0.001 cm3. y a partir de aquí hemos encontrado gotas de tipo medio con valores 0.005 cm3.

3º.- Hemos encontrado que el máximo peso que pueden soportar las fuerzas de adherencia en la pared vertical es de 0.008 cm3 a condición de que esta gota esté aislada, ya que en caso que esté entre un conjunto de gotas, como sucede después de la lluvia, la gota cae, pues engorda a expensas de las vecinas. Como vemos, estos valores coinciden perfectamente con los tamaños de las gotas de lluvia.

4º.- Las gotas más gruesas se forman aisladamente en el vértice formado por la pared vertical y el fondo ya que ahí el agua encuentra dos superficies a las que agarrarse. Medido su volumen hemos encontrado como limite máximo para este tipo de gotas 0.04 cm3, a partir de este peso las fuerzas de adherencia se desgarran y caen. Como vemos, este valor es casi cinco veces más pequeño que el de una gota de lluvia máxima.

Nota.- Estas experiencias se han realizado con prodedimietos de gran exactitud y a una temperatura de 22º C, por tanto, los valores expresados anteriormente pueden ser corregidos para temperaturas más bajas pero el orden de magnitud se conserva.)

Procedimiento práctico de medida.

Hemos empleado cuatro pluviómetros que han sido expuestos a la lluvia el tiempo suficiente para que queden empapados, en cuyo momento se han retirado bajo un cobertizo para su análisis, por lo tanto, a las mismas condiciones de temperatura y humedad.

Cuando hemos dejado de apreciar movimiento en las gotas cada receptor se ha colocado sobre un vaso (por supuesto en cada experiencia completamente seco) y hemos esperado a que las gotas de los receptores puedan caer sobre los vasos intercambiándose estos cada 10 minutos y recogidas las cantidades con papel absorbente, hemos observado que el agua escurrida en los vasos va siendo cada vez más pequeña y que en el receptor cada vez hay más gotas gordas y aisladas en equilibrio completamente inestable que caen con cualquier movimiento externo.

En cada experiencia con los cuatro pluviómetros, dos los hemos tapado con un folio de plástico transparente poniendo un libro encima para evitar la posible evaporación, manteniendo los otros dos sin tapar para poder comprobar las pérdidas por evaporación. Hemos de decir que, no ha habido diferencias entre los tapados y sin tapar, lo cual es lógico dada la humedad alta del medio ambiente (estaba lloviendo). Al quitar el folio de plástico, a veces, hemos observado infinidad de gotas microscópicas cuya evaluación es despreciable.

Una vez comprobado que ya no goteaba absolutamente nada hemos procedido a recoger, de los colectores, las gotas pegadas con papel absorbente y medidas con toda precisión, todo ello numerado y calibrado de antemano, obteniendo diversos valores, nunca idénticos.

De esta recogida de las gotas de las paredes, que como hemos dicho se ha repetido durante varios días y situaciones diferentes, hemos obtenido una serie de números muy dispares debido a los complejos mecanismos que intervienen en la evaporación y que hemos visto anteriormente. Con el fin de dar algún número orientativo diremos que el menor número obtenido ha sido 1.7 cm3 y el mayor 2.9 cm3. (No nos atrevemos a dar el valor medio como el más representativo, dadas las relativamente pocas mediciones realizadas, pero las iremos ajustando con la repetición de las medidas). Este número, por tanto, representa el agua que no ha caído a la vasija y tampoco se ha evaporado, esto es, el error por mojadura o adherencia para el pluviómetro de policarbonato. (Naturalmente si la observación se hace durante la lluvia, habrá gotas que no han tenido tiempo de caer dentro de la vasija por lo que el error sería más alto, aunque realmente no es error pues se incorporan a la medida siguiente).

Para tener una idea más clara debemos traducirlo a mm de lluvia. Observamos que el error es del orden de una décima de mm en la probeta ya que cada décima son 2 cm3, lo cual, en la práctica, solo es apreciable con una buena probeta.

Por otra parte, como dar un número absoluto para un pluviómetro no significa nada pues cada uno tiene su tamaño y por tanto su superficie, este número lo hemos reducido a un índice o Coeficiente de mojadura (Cm.) Teniendo en cuenta que la superficie interior del pluviómetro de policarbonato es de 1327 cm2, nos da un Cm = 0.18 cm3/dm2.

Hemos calculado el Cm de algunos materiales como el acero y el aluminio, pero no vamos a dar ninguna cifra particular al respecto por las enormes variaciones que se pueden presentar, solamente vamos a indicar que, entre otros muchos factores, el pulimento es trascendental y que los valores oscilan para el acero con menos mojadura que hemos encontrado Cm = 0.07 cm3/dm2, el más representativo Cm = 0.24 cm3/dm2 y para el mismo material sin pulir: Cm = 0.62 cm3/dm2.

Resumen

Todos los materiales y por supuesto todos los pluviómetros, se mojan, lo que constituye un error sistemático que implica un valor constante para cada tipo de pluviómetro, ya que es función del material y de la superficie mojada.

Lo dicho anteriormente es muy fácil de comprobar de forma práctica: Se toman los pluviómetros que se quieran comparar mojandose interiormente con un pulverizador y para que escurran de forma natural se dejan reposar por ejemplo un par de minutos, recogiendo a continuación con un simple pliego de papel de cocina las gotas de las paredes. Ni siquiera hace falta balanza, si hacemos la prueba, a simple vista se ve que el agua recogida es muy similar en ambos pluviómetros, pero si se emplea una balanza, las pequeñas diferencias están a favor del de policarbonato.

8.- ERROR DE MOJADURA DE LA VASIJA
Aquí vamos a terminar muy pronto ya que la vasija tiene los ángulos muy suaves por lo que es imposible que al volcarla pueda quedar algo de agua dentro. Su error de mojadura es también un error sistemático muy pequeño, prácticamente nulo, y siempre constante, esto es, independiente del agua recogida. Su error medido es 0.05 cm3, prácticamente una de las gotas gordas del pluviómetro.

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Errores ajenos o externos.

9.- DERRAMES DE AGUA

Si no se tiene cuidado al volcar el contenido de la vasija sobre la probeta pueden producirse derrames de agua irrecuperables. También, cuando las precipitaciones han sido muy intensas y hay que llenar varias probetas es conveniente no tirar el agua al suelo sino más bien tener un recipiente en donde depositarla hasta completar las medidas, ya que en caso de confusión, se tiene la posibilidad de medirla de nuevo.

10.- SALPICADURAS EXTERNAS

Cuando se coloca un pluviómetro, hay que pensar en las posibles salpicaduras por el choque con elementos cercanos que estén más altos o al mismo nivel, incluso cuando se trata de un poste de madera, el extremo debe estar cortado a bisel. No es posible abarcar la cantidad de anomalías que pueden surgir pero una inspección lógica del entrono suele ser suficiente.
En nuestra vida profesional, de varias décadas, hemos encontrado “sombras” pluviométricas variadas, árboles, pretiles excesivamente cercanos e incluso torres anemométricas, pero nunca habíamos, ni siquiera pensado, que en un mismo poste pudiera colocarse más de un pluviómetro. Hace unos días hemos visto algo bastante curioso en un mismo poste de hierro, de sección aproximada de 3x5 cm, estaban montados, cuatro pluviómetros de marcas diferentes cuyas bocas se situaban a distinto nivel.

No sabemos si este tipo de instalaciones es frecuente pero la desaconsejamos formalmente ya que va a producir una distribución de flujos completamente caótica y por tanto a modificar la precipitación de todos, excepto tal vez, del que esté en el nivel más alto, que naturalmente va a recibir menos salpicaduras y por tanto menor precipitación.

Como ejemplo, vamos a ver gráficamente la perturbación que se produciría en solo dos pluviómetros montados en el mismo poste ya que de poner más su estudio nos llevaría, como hemos dicho, a la estructura matemática del caos. (No se olvide que el "problema de los tres cuerpos" dio origen a dicha estructura). De las infinitas variaciones posibles vamos a elegir solo dos.

A.- Representa los posibles rebotes de una lluvia normal.

B.- Un flujo componente barlovento produciría salpicaduras por los impactos con el más alto.

11.- UBICACIÓN DE LOS PLUVIÓMETROS

Se deberán evitar las sombras pluviométricas de edificios y árboles que produzcan remolinos o deformaciones del flujo, para que la precipitación pueda ser recibida sin interferencias. Como norma general se debe elegir para la instalación del pluviómetro un lugar despejado en el cual la distancia mínima a los obstáculos sea tal, que la visual trazada desde la parte superior del pluviómetro forme con la parte superior de los objetos circundantes un ángulo superior a 45º y aun mejor 30º, esto es, la distancia al pluviómetro debe ser el doble de la altura del obstáculo.

12.- INFLUENCIAS OROGRAFICAS

Deberán elegirse terrenos llanos, lo cual no siempre es posible. La colocación en una ladera que esté a barlovento de los vientos dominantes, va a recoger más precipitación que la otra de sotavento y que dista solo unos cientos de metros de ella. Además de este error de precipitación, está el error de ladera, que en el centro climatológico correspondiente van a corregir fácilmente con las formulas apropiadas. Para mas información sobre este tema puede ver “El Tiempo y las Montañas”.

13.- VIENTO

La OMM da una definición sobre los errores de los pluviómetros con referencia al viento y dice que es debido a la “deformación sistemática del campo de viento” una definición escueta, científica y exacta, pero su profundidad y generalidad requieren una  cierta explicación y es lo que vamos a intentar aquí desde nuestro particular punto de vista.
Vamos a empezar diciendo que el vector viento está definido por tres componentes aunque prácticamente, excepto en algunos anemómetros modernos, en todas las medidas se omite la componente vertical, prestando únicamente atención a la proyección horizontal.

Desde las capas altas, este vector va disminuyendo hacia el suelo por causa del rozamiento que éste le produce, lo que en una imagen ideal con una atmósfera estable se representaría por un flujo laminar cosa que en la práctica no es posible ya que los casos reales responden a flujos más o menos turbulentos, motivados por los obstáculos que no solo modifican las líneas de flujo, dejando de ser paralelas, sino que producen infinidad de remolinos tanto más fuertes y acusados cuanto mayores y significativas que sean las rugosidades del terreno. En función de estos remolinos, los vectores aumentan o disminuyen produciendo aumentos (ráfagas o rachas) y disminuciones (calmas momentáneas) del viento que pueden llegar a duplicar el viento medio y es aquí, en esta superficie limite y turbulenta, donde tenemos que colocar el pluviómetro.

Entre los obstáculos al viento, se encuentran las ciudades y, especialmente para nuestro caso, las zonas urbanas rurales con edificios no muy altos, pero que aumentan la rafagosidad local respecto al entorno de campo abierto y llano y que citamos por que algunos observatorios se instalan en sus terrazas lo que constituye, un plus de error constante. Así por ejemplo, para un edificio de unos 14 m, hay un incremento aproximado de la velocidad media de unos 1.6 m/s, con respecto a la velocidad medida a 1.5 m del suelo, lo que implica un error, aunque su  cuantificación es prácticamente imposible por la enorme variabilidad de factores puestos en juego. Naturalmente estos valores se acrecientan en el caso de que los edificios fueran altos y numerosos, pero incluso, sin obstáculo ninguno, por si solo, el campo de viento se deforma de mil maneras.

Por la noche, a la luz de una de estas farolas modernas que alumbran nuestras ciudades y cuya altura es de unos 12 m con la eficiente iluminária LED,  el espectáculo en una fuerte tormenta es fantástico. Podemos observar perfectamente la velocidad de caída de las gotas desde las más finas y lentas hasta las más gruesas y rápidas.Ver con como se mueven en uno y otro sentido, giran de repente, se abren y cierran, y por momentos, de repente, se separan, abandonando su paralelismo, dispersándose aquí y volviéndolas a cerrar allá. Para completar el caos, con un poco de imaginación, si colocamos nuestro pluviómetro, podríamos observar que  las bandadas incontrolables de flujos ahora se rompen por su simple presencia perturbando una vez mas las innumerables cabriolas.

Si miramos desde arriba, como en un corte horizontal, observamos que las líneas de flujo de viento rodean el pluviómetro creando remolinos especialmente en la zona de sotavento, pero esta perturbación es casi despreciable si la comparamos con el corte vertical. Para caso más sencillo, un flujo laminar, observamos que las líneas de flujo pasan por encima del pluviómetro deformando, una vez mas, el campo de viento al aumentar el recorrido y por tanto la velocidad respecto al flujo del entorno, por lo que la presión disminuye sobre la zona receptiva deformando la superficie de flujo que pasa de la forma plana y uniforme a la forma acampanada, dispersando parte de la gotas que podían haber entrado por la boca. Esta estructura laminar y simple que hemos descrito, se puede hacer extremadamente complicada si el flujo es tan intenso y racheado que pueda superar el número de Reynolds, con lo que se sumaría a la parte descrita anteriormente, complicando de nuevo el campo de viento. En estas circunstancias ¿Cuantas gotas caen  en el pluviómetro? ¿Podemos hacer un calculo ni siquiera aproximado?

En la descripción, hemos sido excesivamente catastrofistas con el fin de remarcar los posibles errores y ver que son incontrolables. Afortunadamente cuando llueve, la mayor parte de las veces, lo hace mansamente o con vientos flojos por lo que los errores son no son tan altos, incluso, aunque la lluvia venga con una inclinación sensible la precipitación recogida no sufre variación alguna como se puede apreciar en las imágenes, siempre que la cortina de agua se mantenga paralela; teóricamente, por inclinada que esta sea, pero volvemos al principio, el viento no procede de un túnel científico, por lo que, para velocidades algo fuertes, las rachas implican continuas aceleraciones y por tanto cambios de velocidad y cizalladura que en la práctica nos dicen que el caos está asegurado.

Por lo dicho anteriormente sobre los remolinos y ráfagas no es posible cuantificar el tiempo de cada evento, con lo cual, no podemos saber que corrección podemos aplicar, pero hay más, cuando se trata de lloviznas, aguanieve o nieve, la complejidad se hace extrema por lo que somos incapaces de dar una cuantificación ni aún siquiera aproximada. Por este motivo, para valorar este error, nos vamos a remitir a los valores proporcionados por la OMM-CIMO en que los cifran hasta en un 50%. De aquí, que todas las medidas vayan encaminadas a evitar o disminuir el viento, en la boca del pluviómetro, con barreras tanto naturales como artificiales o enrejillados a nivel del suelo, pero, naturalmente, esto solo es posible para pluviómetros de referencia.

Vistas estas cifras, es un poco sarcástico que hayamos calculando gotas del tamaño del ojo de una hormiga, pero así son las variaciones de la precipitación y por tanto los errores de los pluviómetros.

Noviembre de 2012.

14.- ARO CALIBRADO (****)

Las características de este apartado pueden incluirse tanto en Errores del aparato de medida, como en Errores externos, los dos grupos en que está dividido este trabajo, escrito en abril de 2015. Por claridad y por no hacer esta página interminable, vamos a darle ubicación propia:

ERRORES EN LA BOCA DEL PLUVIÓMETRO

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