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miércoles, 16 de noviembre de 2022

MATEMÁTICAS Y LLUVIA


pluviómetro 

El tema de hoy es una actividad interdisciplinar entre Matemáticas y Meteorología que puede perfectamente realizarse en la escuela Primaria o Secundaria como una actividad lúdica y de aprendizaje.   

Aunque nos parezca algo relativamente actual, la medición del agua de lluvia ya se realizaba 500 años antes de Cristo, pues existen datos de instrumentos con esta finalidad.

Al fin de cuenta no es más que medir un volumen en un recipiente convenientemente colocado evitando inclinaciones o lugares inadecuados de colocación.

El instrumento actual se llama pluviómetro que no es más que un cilindro  con una "boca" de recogida que lleva el agua hacia un cilindro más estrecho, y con suficiente altura, de forma que se minimiza el error que corresponde a la componente vertical, aunque existen también otros tipos de pluviómetros como los digitales. 

pluviómetro digital 

La forma de medir en los pluviómetros es por milímetros pues se trata de establecer una proporción entre el volumen del aparato y el de una superficie de un metro cuadrado cuya altura se contabiliza por milímetros. Así pues,  en lenguaje cotidiano se habla de un milímetro como si fuese un litro. 


Así pues, es importante estar atentos cuando se anuncian precipitaciones para algunas zonas del país en cuanto a la cantidad de milímetros. Por ejemplo, si la estación meteorológica acumuló 180 milímetros, corresponde a 180 litros de agua en un metro cuadrado.

Si tomamos esos 180 litros y los vaciamos en un metro cuadrado de superficie plana, la altura que alcanzaría el agua acumulada sería de 180 milímetros o 18 centímetros.

Para realizar un pluviómetro casero utilizamos  un recipiente totalmente circular y cuyas paredes sean rectas, es decir un envase cilíndrico. Lo ponemos en un lugar suficientemente despejado para que la lluvia caiga sobre él sin interferencias de paredes techos y demás, y por último, una vez deje de llover medimos con una simple regla la altura que ha alcanzado el agua en el cilindro. A cada milímetro de altura corresponde 1 litro por metro cuadrado. Se puede medir la lluvia caída, por ejemplo, cada 24 horas.

Para el pluviómetro de la fotografía se cortó una botella y la parte superior de la botella sirve  como embudo. También se rellenó con piedras  y agua para dar estabilidad a la botella, esta parte siempre tiene que tener agua hasta la señal cero de la escala. La escala se realizó en centímetros sabiendo que 10 cm es un milímetro o sea 10 litros de agua por metro cuadrado. El siguiente es simplemente un bote de cristal graduado y un embudo 

En los siguientes enlaces mostramos videos de realización de pluviómetros caseros aunque también pueden comprarse por un módico precio.

MATEMÁTICAS - Midiendo la lluvia (rtve.es)

(42) Pluviometro CASERO - YouTube


En nuestro manual Didáctica de la Medida en Primaria encontramos más actividades para trabajar el volumen en la escuela. Su descarga es gratis.   

(10) (PDF) Didáctica de la medida en Primaria. (researchgate.net)

PARA LOS MÁS CURIOSOS

Podemos preguntarnos si basta medir la altura em milímetros en el pluviómetro casero para obtener los litros por metros cuadrados a pesar de que su base no es un metro cuadrado. La respuesta es sí, siempre que el recipiente sea completamente cilíndrico.

Para entender bien esta equivalencia tan sencilla hay que recurrir un a las matemáticas, pero no se asusten, es un problema bastante sencillo. Necesitamos saber los litros por metro cuadrado, o sea, el volumen de agua por superficie. Para determinar el volumen utilizamos la fórmula del volumen de un cilindro, que es igual a V = π · r2 · h. y la superficie de un círculo equivale a: π · r2. Una vez determinados el volumen y la superficie sólo nos falta dividirlas: π · r2 · h/π · r2 = h, o sea, a la altura! Aquí tenemos la explicación: si utilizamos un recipiente cilíndrico, la altura que alcance el agua medida en milímetros equivaldrá directamente a los litros por metro cuadrado de lluvia que se hayan recogido...pura geometría. Así que ya saben, no me dirán que no es sencillo medir la lluvia que cae.



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