Demand forecasting

4.1.1. Generalidades

Los datos hidrometeorológicos son colectados primordialmente como información básica para el desarrollo y gestión de los recursos hídricos de una región. Son usados también para fines operacionales como previsión de inundaciones y sequías, operación de embalses y centrales hidroeléctricas y finalmente para investigación. Una red hidrométrica es un conjunto de instrumentos o estaciones de medición de una o más variables hidrológicas, distribuido en una cuenca con el objeto de cuantificarlos adecuadamente y observar sus variaciones temporales y espaciales. Normalmente, las estaciones de medición son operados por una persona denominado observador, encargada de mantener los instrumentos en correcto estado de funcionamiento y de efectuar las lecturas necesarias, haciendo las anotaciones respectivas.

Es de gran importancia que los diversos tipos de redes sean instalados como proyectos integrados, pero en la práctica casi siempre las redes son operadas por diversas entidades, siendo necesarias una buena cooperación en su desarrollo y exploración.

La diversidad de características regionales en términos de topografía, uso del suelo, acceso, infraestructura y problemas hídricos, hace impracticable establecer normas universalmente satisfactorias para el proyecto de redes hidrometeorológicas. El objetivo final es siempre la implantación de una red óptima global, pero en los países en desarrollo, la preocupación inmediata debe ser el planeamiento de redes de densidad mínima aceptable. Una red mínima es aquella que evitará incurrir en serios errores o deficiencias en la gestión de los recursos hídricos, en una escala compatible con el desarrollo económico de la región.

En la planificación de redes hidrometeorológicas, la localización de las estaciones de medición debe ser definida de tal forma que los datos recolectados sean útiles también en el desarrollo de relaciones entre los factores hidrológicos y los parámetros físicos más significativos, tales como declividad, altitud, morfología, geología, uso del suelo, área, etc.

4.1.2. Redes Óptimas

Una red óptima es aquella en la cual, por simple interpolación de los valores medidos en las diferentes estaciones, es posible determinar con precisión suficiente, para fines prácticos, los elementos hidrometeorológicos básicos en cualquier punto de la región. Es claro que, del punto de vista económico, el número de estaciones debe ser lo menos posible por lo que se acostumbra, entonces, dividir las estaciones en tres tipos. Estaciones principales, estaciones ordinarias y estaciones especiales. Las estaciones principales, estaciones base o permanentes, son aquellas que suministran los fundamentos, para estudios estadísticos, y por eso deben operar continuamente y por tiempo indefinido. Se estima que para obtener valores medios

CAPITULO 4: RECOPILACIÓN Y ANÁLISIS DE DATOS HIDROLÓGICOS

Hidrología Aplicada Capítulo 4: Recopilación y Análisis de Datos Hidrológicos

confiables de caudal en regiones húmedas, son necesarias series de datos de 30 a 40 años y, en áreas con variabilidad acentuada de la precipitación de 70 a 80 años. Las estaciones ordinarias o secundarias deben ser operadas durante un número limitado de años. Su duración será apenas lo suficiente para establecer una buena correlación entre ella y las estaciones base o las características físicas del terreno. En caso de estaciones hidrométricas, cuando estas se sitúan en afluentes del curso principal, las correlaciones entre estaciones serán menos significativas en caso de estar localizadas en el mismo río. Desplazándose una estación secundaria después de haber sido definida la correlación, puede ser cubierta una gran área, con una red densa apoyado en las estaciones principales, que son operadas continuamente. Las estaciones especiales atienden proyectos o fines específicos como observación de niveles máximos solamente, o estudios de niveles mínimos, etc. En general ellas no suministran datos adecuados para el análisis estadístico, razón por la cual su establecimiento debe ser analizado con sentido crítico, especialmente antes de contar con una red mínima satisfactoria.

4.1.3. Red Mínima

Alcanzar el estado de una red óptima requiere de tiempo y trabajo permanente. El primer paso es construir una red mínima que atienda a las necesidades inmediatas del desarrollo económico de la región. Es importante implantar la red con la mayor rapidez posible, y una vez implantada, los esfuerzos deben ser encaminados para su optimización, instalando sucesivamente estaciones secundarias que suministrarán datos para estudios de variabilidad espacial y temporal de las variables hidrometeorológicas locales para futuras obras hidráulicas que son de interés para esas instalaciones.

Debido a la baja densidad de una red mínima, es fundamental que los datos de todas las estaciones sean confiables. Es obvio que una red mínima en la cual 50% de sus estaciones es abandonado o irregularmente operado, tiene su densidad reducida a la mitad y no es más considerado como una red mínima.

Las estaciones existentes deben ser utilizadas como núcleo para la estructuración de red mínima. Si su localización no es considerada adecuada, se debe implantar una nueva estación en las proximidades, visando definir una correlación y para eso debe ser operada durante 10 años. Si la correlación es satisfactoria, la estación antigua puede ser desactivado, en caso contrario, debe ser analizado el abandono de la estación antigua, especialmente si sus datos son considerados poco representativos o poco confiables.

Este es un proceso que lleva mucho tiempo y es por eso que su proseguimiento es crítico, por cuanto los registros hidrológicos deben anteceder en muchos años a la necesidad inmediata. La falta de esa información, mientras tanto, puede atrasar proyectos de implantación urgente, o conducir a errores graves en el proyecto de obras hidráulicas y en la gestión de recursos hídricos.

4.1.4. Densidad Mínima de las Redes

Cada observación o dato medido en la estación se toma como representativo de una área dada. Una medición de precipitación en un pluviómetro, por ejemplo, es útil únicamente en la medida en que representa la lluvia real en la región circundante, y aún no siendo representativa, ella puede ser usada como índice.

Hidrología Aplicada Capítulo 4: Recopilación y Análisis de Datos Hidrológicos

Una medición de descargas en un río representa no solo el caudal de la cuenca particular de drenaje, sino también de las cuencas vecinas, bajo ciertas restricciones. Existe un límite para esa representatividad espacial, y el número de factores que deben ser tomados en cuenta es muy grande y complejo, imposibilitando la definición de un único criterio que indique la densidad mínima adecuada para una región. Entre los factores a ser considerados se citan las condiciones fisiográficas e hidrológicas, especialmente las variaciones espaciales de los regímenes fluviales, hidrológicos y la hidrografía.

Debido al hecho de que la mayor parte de las estaciones exigen los cuidados de un observador, la distribución de la población es también un factor a ser analizado. La Organización Meteorológica Mundial aconseja las densidades mínimas para redes pluviométricas e hidrométricas constantes de las tablas 4.1. y 4.2.

Tabla N° 4.1: Densidades Mínimas para Redes Pluviométricas

Area en km2 por estación Tipo de Región

Densidad Mínima Normal

Densidad mínima tolerada en condiciones difíciles Regiones planas en zonas templadas

y tropicales

600 – 900 900 – 3000 Regiones montañosas en zonas

templadas y tropicales

Islas montañosas con precipitaciones irregulares y red de drenaje densa

100 – 250

25

250 – 1000

Regiones áridas y polares 1500 – 1000

Tabla N° 4.2: Densidades Mínimas para Redes Hidrométricas

Area en km2 por estación Tipo de Región

Densidad Mínima Normal

Densidad mínima tolerada en condiciones difíciles Regiones planas en zonas templadas

y tropicales

1000 – 2500 3000 – 10000 Regiones montañosas en zonas

templadas y tropicales

Islas montañosas con precipitaciones irregulares y red de drenaje densa

300 – 1000

140 – 300

1000 – 1500

Regiones áridas y polares 5000 – 20000

4.1.5. Costos

El costo anual de operación de redes hidrométricas varía de acuerdo con la frecuencia de las visitas, la composición de los equipos, equipo usado y medios de transportes utilizados. A su vez esos factores dependen del tamaño de la región, del número de estaciones, de las condiciones de acceso y de la cantidad y calidad de los datos a ser colectados.

En la tabla 4.3 se presentan costos de operación de redes, en algunos países de América Latina, (Basso, 1979).

Hidrología Aplicada Capítulo 4: Recopilación y Análisis de Datos Hidrológicos

Tabla 4.3: Costos de Operación de Redes en Países de América Latina

País Costo anual (US$)

Brasil: Cuenca Amazónica Brasil:Cuenca de Tocantins Colombia Costa Rica Chile Nicaragua Panamá 27,700 8.100 2,300 3,990 3,050 2,170 1,780

4.2. ADQUISICIÓN DE DATOS EN TIEMPO REAL