Debemos tener en cuenta que la altura de lluvia que cae en determinada zona difiere de la que precipita en los alrededores, aunque sean sitios cercanos. Los instrumentos que se describieron anteriormente solo registran lluvias puntuales, es decir, las que se generan donde está instalado el instrumento, y para los cálculos de ingeniería generalmente son necesarios los datos de lluvia media en una zona determinada, como en una cuenca, para poder determinar eventualmente el volumen de agua precipitada multiplicándolo por la superficie total de la cuenca.

Métodos para Calcular la Precipitación Media en una Cuenca

Existen tres métodos para determinar la precipitación media sobre una cuenca o determinada zona:

Método de Promedio Aritmético

Este método provee una buena estimación si las estaciones pluviométricas están distribuidas uniformemente dentro de la cuenca.

Según el Método Aritmético, la precipitación media se calcula aplicando la siguiente expresión:

En donde P_i es la precipitación puntual en la estación i y n el número de estaciones dentro de los límites de la cuenca en estudio. Como vemos, es simplemente un promedio de las precipitaciones registradas en las distintas estaciones consideradas dentro de la cuenca.

Método de los Polígonos de Thiessen

El método consiste en colocar en un mapa las estaciones pluviométricas y el área o cuenca para la que se realiza el análisis. En seguida, se forman triángulos con las estaciones más próximas entre ellas y posteriormente se trazan las mediatrices o bisectrices perpendiculares a cada lado de los triángulos formados, definiéndose unos polígonos alrededor de cada estación pluviométrica.

El método asigna a cada estación un peso proporcional a su área de influencia, la cual se define para cada estación de la siguiente manera:

• Todas las estaciones contiguas se conectan mediante líneas rectas en tal forma que no hayan líneas interceptadas, es decir, conformando triángulos.
• En cada una de las líneas previamente dibujadas se trazarán mediatrices perpendiculares, las cuales se prolongarán hasta que se corten con otras mediatrices vecinas.

Método de Isoyetas

Es una línea curva que une los puntos, en un mapa, que presentan las mismas precipitaciones en la unidad de tiempo considerada.

Método de las Curvas Isoyetas

Un mapa de isoyetas de una cuenca es un documento básico dentro de cualquier estudio hidrológico, ya que también presenta de manera gráfica la distribución de la precipitación sobre la zona para el período considerado.

Método de las Rectas Isoyetas

De los tres métodos, es el más exacto. Consiste en dibujar sobre el mapa de la cuenca curvas isoyetas (de igual pluviosidad) a intervalos racionales, tomando en consideración las estaciones dentro del área y las externas cercanas a la cuenca.

Hietograma

La intensidad de la precipitación varía en cada instante durante el curso de una misma tormenta de acuerdo a las características de ésta. Cuando se hace el análisis de tormentas es indispensable determinar estas variaciones porque de ellas dependen muchas condiciones que hay que fijar para las obras de ingeniería. Esto se consigue mediante el histograma o histograma de precipitación, que es un gráfico de forma escalonada que representa la variación de la intensidad (en mm/h) de la tormenta en el transcurso de la misma (en minutos u horas). Mediante este hietograma es muy sencillo determinar a qué hora la precipitación adquirió su máxima intensidad y cuál fue el valor de ésta.

La lluvia se califica con respecto a la intensidad de precipitación por hora (mm/h) en:

• Débiles: cuando su intensidad es menor o igual a 2 mm/h.
• Moderadas: mayor a 2 mm/h y menor o igual a 15 mm/h.
• Fuertes: mayor a 15 mm/h y menor o igual a 30 mm/h.
• Muy fuertes: mayor a 30 mm/h y menor o igual a 60 mm/h.
• Torrenciales: mayor a 60 mm/h.

Para poder representar la intensidad de lluvia en función del tiempo es muy utilizado un gráfico llamado hietograma. Generalmente se presenta como un histograma, donde se puede interpretar que mientras menor es el intervalo de tiempo considerado, mayor será la intensidad de precipitación.

Medición de la Precipitación

La precipitación es importante para el pluviómetro y los pluviógrafos. Estos últimos se utilizan para determinar las precipitaciones pluviales de corta duración y alta intensidad. Estos instrumentos deben ser instalados en locales apropiados donde no se produzcan interferencias de edificaciones, árboles, o elementos orográficos como rocas elevadas.

Variación Temporal de la Precipitación

Las precipitaciones varían de acuerdo a ciertos ciclos temporales determinados por los movimientos de rotación y traslación terrestres y por la localización astronómica o geográfica del lugar de que se trate.

Variación Espacial de la Precipitación

La distribución espacial de la precipitación sobre los continentes es muy variada. Así, existen extensas áreas, como los desiertos, donde las precipitaciones son extremadamente escasas, del orden de 0 a 200 mm de precipitación por año.

Variaciones en el Tiempo

Aunque algunas fracciones del registro de precipitación pueden sugerir una tendencia al aumento o a la disminución, existirá siempre una tendencia a regresar hacia la media; los periodos extraordinariamente húmedos tienden a ser balanceados por periodos secos.

Altura de Precipitación

Para realizar mediciones, se comprobaría la altura del agua de lluvia que cubriría la superficie del suelo, en el área de influencia de una estación pluviométrica, si pudiese mantenerse sobre la misma sin filtrarse ni evaporarse. Se expresa generalmente en mm.

Clasificación

La precipitación lleva a menudo el factor responsable del levantamiento del aire que produce el enfriamiento en gran escala, necesario para que se produzcan cantidades significativas de precipitación. Por lo tanto, se distinguen varios tipos:

• Precipitación Ciclónica: Típica de regiones templadas del planeta. Esta diferencia de presión es causada por el calentamiento irregular de la superficie terrestre.
• Precipitación Convectiva: Se produce, generalmente, en regiones cálidas y húmedas cuando masas de aire cálidas, al ascender en altura se enfrían, generándose de esta manera la precipitación.
• Precipitación Orográfica: Efecto Foëhn: cuando una masa de aire húmedo circula hacia una masa montañosa se eleva hasta llegar a la cima de la montaña.