Hidrologia

4 PRECIPITAÇÃO

4.1 Conceito

Precipitação é a água proveniente do vapor d’água da atmosfera, que chega a superfície terrestre, sob a forma de: chuva, granizo, neve, orvalho, etc.

Para as condições climáticas do Brasil, a chuva é a mais significativa em termos de volume.

4.2 Formação das chuvas

A umidade atmosférica é o elemento básico para a formação das precipitações.

A formação da precipitação segue o seguinte processo: o ar úmido das camadas baixas da atmosfera é aquecido por condução, torna-se mais leve que o ar das vizinhanças e sofre uma ascensão adiabática. Essa ascensão do ar provoca um resfriamento que pode fazê-lo atingir o seu ponto de saturação.

A partir desse nível, há condensação do vapor d’água em forma de minúsculas gotas que são mantidas em suspensão, como nuvens ou nevoeiros. Essas gotas não possuem ainda massa suficiente para vencer a resistência do ar, sendo, portanto, mantidas em suspensão, até que, por um processo de crescimento, ela atinja tamanho suficiente para precipitar.

4.3 Tipos de chuva

As chuvas são classificadas de acordo com as condições em que ocorre a ascensão da massa de ar.

4.3.1 Chuvas frontais

- Provocadas por “frentes”; no Brasil predominam as frentes frias provindas do sul;

- É de fácil previsão (é só acompanhar o avanço da frente);

- É de longa duração, intensidade baixa ou moderada, podendo causar abaixamento da temperatura;

- Interessam em projetos de obras hidrelétricas, controle de cheias regionais e navegação.

Figura 4.1

4.3.2 Chuvas orográficas

- São provocadas por grandes barreira de montanhas (ex.: Serra do Mar);

- As chuvas são localizadas e intermitentes;

- Possuem intensidade bastante elevada;

- Geralmente são acompanhadas de neblina.

Figura 4.2

4.3.3 Chuvas convectivas (“chuvas de verão”)

- Resultantes de convecções térmicas, que é um fenômeno provocado pelo forte aquecimento de camadas próximas à superfície terrestre, resultando numa rápida subida do ar aquecido. A brusca ascensão promove um forte resfriamento das massas de ar que se condensam quase que instantaneamente.

- Ocorrem em dias quentes, geralmente no fim da tarde ou começo da noite;

- Podem iniciar com granizo;

- Podem ser acompanhada de descargas elétricas e de rajadas de vento;

- Interessam às obras em pequenas bacias, como para cálculo de bueiros, galerias de águas pluviais, etc.

Figura 4.3

4.4 Medidas de precipitação

- Quantifica-se a chuva pela altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana.

- A quantidade da chuva é avaliada por meio de aparelhos chamados pluviômetros e pluviógrafos.

- Grandezas características das medidas pluviométricas:

• Altura pluviométrica: mediadas realizadas nos pluviômetros e expressas em mm. Significado: lâmina d’água que se formaria sobre o solo como resultado de uma certa chuva, caso não houvesse escoamento, infiltração ou evaporação da água precipitada. A leitura dos pluviômetros é feita normalmente uma vez por dia às 7 horas da manhã.

• Duração: período de tempo contado desde o início até o fim da precipitação, expresso geralmente em horas ou minutos.

• Intensidade da precipitação: é a relação entre a altura pluviométrica e a duração da chuva expressa em mm/h ou mm/min. Uma chuva de 1mm/ min corresponde a uma vazão de 1 litro/min afluindo a uma área de 1 m2.

4.4.1 Pluviômetros

O pluviômetro consiste em um cilindro receptor de água com medidas padronizadas, com um receptor adaptado ao topo. A base do receptor é formada por um funil com uma tela obturando sua abertura menor. No fim do período considerado, a água coletada no corpo do pluviômetro é despejada, através de uma torneira, para uma proveta graduada, na qual se faz leitura. Essa leitura representa, em mm, a chuva ocorrida nas últimas 24 horas.

Figura 4.4

4.4.2 Pluviógrafos

Os pluviógrafos possuem uma superfície receptora padrão de 200 cm2. O modelo mais utilizado no Brasil é o de sifão. Existe um sifão conectado ao recipiente que verte toda a água armazenado quando o volume retido equivale à 10 cm de chuva.

Os registros dos pluviógrafos são indispensáveis para o estudo de chuvas de curta duração, que é necessário para os projetos de galerias pluviais.

Existem vários tipos de pluviógrafos, porém somente três têm sido mais utilizados.

Pluviógrafo de caçambas basculantes: consiste em uma caçamba dividida em dois compartimentos, arranjados de tal maneira que, quando um deles se enche, a caçamba bascula, esvaziando-o e deixando outro em posição de enchimento. A caçamba é conectada eletricamente a um registrador, sendo que uma basculada equivale a 0,25 mm de chuva.

Figura 4.5

Pluviógrafo de peso: Neste instrumento, o receptor repousa sobre uma escala de pesagem que aciona a pena e esta traça um gráfico de precipitação sob a forma de um diagrama (altura de precipitação acumulada x tempo).

Figura 4.6

Pluviógrafo de flutuador: Este aparelho é muito semelhante ao pluviógrafo de peso. Nele a pena é acionada por um flutuador situado na superfície da água contida no receptor. O gráfico de precipitação é semelhante ao do pluviógrafo descrito anteriormente.

Figura 4.7

4.4.3 Organização de redes

Rede básica  recolhe permanentemente os elementos necessários ao conhecimento do regime pluviométrico de um País (ou Estado);