Sistema de radar UWB para medir in-situ el espesor de la nieve
El reto era diseñar un nuevo método no invasivo para la determinación de las propiedades geométricas (espesor) y dieléctricas (permitividad dieléctrica compleja) de la estructura de capas del manto nivoso.
La nieve es una gran contribución al balance hídrico, al clima y a la economía de muchas regiones. Este proceso de acumulación estacional actúa como una forma de regulación natural que es de suma importancia dentro del ciclo hidrológico. En el caso de la cuenca hidrográfica del Ebro, el volumen máximo de almacenamiento en los embalses es de 7.639 hm³ y el volumen medio máximo de reservas en forma de nieve ha sido en los últimos cinco años de 1.500/1.600 hm³, lo que representa un 21% de la reserva máxima que se puede almacenar en los embalses. Esto significa que al inicio del año hidrológico (octubre) la planificación de los tipos de cultivo está en parte condicionada por la reserva almacenada en los embalses y también por la evolución de la reserva nival que la podemos considerar un embalse más que puede aportar sobre el 20% del volumen.
Dado que el fenómeno de fusión es extremadamente complejo, es muy importante tener evaluado, en tiempo real, el equivalente en agua que tenemos almacenado en las distintas montañas de las cuencas pirenaicas. Por tanto, el desarrollo de sensores como el que se propone este proyecto, nos permitirá mejorar en la cuantificación del volumen almacenado.
El proyecto ha aplicado un radar de banda ancha ultra alta (0.15-6GHz) para medir el grosor y el SWE de la capa de nieve
Un conocimiento físico sobre las propiedades de este manto nivoso, y principalmente la disponibilidad de instrumentación de campo para investigar, comprender y predecir los procesos nivales es de vital importancia. Estas medidas proporcionan, además de la información hidrológica más básica (SWE), los datos para la elaboración de modelos matemáticos del clima, la evolución del manto nivoso y la predicción de avalanchas. En este proyecto planteamos la construcción, y ensayo de campo, de un instrumento para el análisis de la estructura del manto nivoso, del que podrán obtenerse diversas magnitudes físicas, y en particular la principal para la hidrología: el equivalente en agua o SWE.
Las mediciones, en el invierno de 2018-2019, coinciden en gran medida con la atenuación de neutrones de rayos (CRN) situada junto al radar
Este sistema podría constituir un potencial elemento integrable en el SAIH-Ebro como sistema de información nivológica para la estimación de la acumulación de agua en forma de nieve y para la adecuada gestión del riesgo de inundación que en algunos casos tienen su origen en la fusión nival. Es necesario destacar que es de vital importancia el disponer de una tecnología alternativa a la actualmente empleada en los telénivómetros (rayos cósmicos), ya que es una tecnología obsoleta para la que ya no se dispone de repuestos.
Además, la posibilidad de la construcción del sistema en pequeñas dimensiones y de bajo costo, permitiría aumentar la densidad de telenivómetros y disponer, en una misma zona hidrológica, de varios equipos a distintas altitudes que nos permitan evaluar los posibles volúmenes y caudales que se puedan aportar en el fenómeno de fusión en función de la altitud.
