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Workshop Water Resilience through Digitization "STRUCTURES 2025"

XIV International Symposium on Structures, Geotechnics and Construction Materials

STRUCTURES 2025

Workshop Water Resilience through Digitization

Automation of manual rain gauges for remote precipitation measurement
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The measurement of hydrometric variables in the Sagua la Grande basin is performed manually by volunteers who record and transmit the values obtained through various means. At the receiving end, these values are also entered manually into a database. This process of data acquisition, transmission, and reception is prone to errors. The use of automated hydrometric sensors, combined with new technologies and communication protocols, can help mitigate errors and increase data reliability. This work focuses on the development of an electronic scale sensor incorporated into a manual rain gauge for automated precipitation measurement. The mechanisms used by automatic rain gauges to quantify precipitation were analyzed. Designs available for 3D printing were evaluated. Those that meet the required physical dimensions, standard measurement parameters (0.1 and 0.2 mm per pulse), and the possibility of mechanical adjustment on each side of the scale were selected. A prototype is produced for functional and measurement testing. Calibration is performed using a 1 ml graduated pipette. The electronic scale mechanism is incorporated into a manual rain gauge, which is placed next to an automatic rain gauge to compare the records from each. The results of 37 rainfall records were analyzed. The comparison shows no statistically significant differences between any of the records obtained. 93.6% of the records have a difference of 0.2 mm or less between the records from each rain gauge.

La medición de las variables hidrométricas en la cuenca Sagua la Grande, se realiza en de forma manual por personal voluntario que registra y transmite por diversas vías los valores tomados. En el extremo receptor, dichos valores son incorporados, también de forma manual, a una base de datos. Este proceso para la adquisición, envío y recepción de los datos es susceptible a errores. El usos de sensores hidrométricos automatizados de conjunto con las nuevas tecnologías y protocolos de comunicación pueden contribuir a mitigar los errores ya aumentar la fiabilidad de los datos. Este trabajo se enfoca en el desarrollo de un sensor báscula electrónica que se incorpora en un pluviómetro manual para la medición automatizada de las precipitaciones. Se analizaron los mecanismos que utilizan los pluviómetros automáticos para la cuantificación de las precipitaciones. Se evaluaron los diseños disponibles para impresión en 3D. Se seleccionaron aquellos que cumplen con las dimensiones físicas requeridas, con los parámetros estándar de medición (0,1 y 0,2mm por cada pulso) y con la posibilidad de ajuste mecánico en cada lado de la báscula. Se produce un prototipo para realizar las pruebas de funcionamiento y medición. La calibración se realiza mediante el uso de una pipeta aforada de 1ml. El mecanismo de báscula electrónica se incorpora el dentro de un pluviómetro manual y este se ubica próximo a un pluviómetro automático para comparar los registros de cada uno. Se analizaron los resultados de 37 registros de precipitaciones. La comparación muestra que no existen diferencia estadísticamente significativa entre ninguno de los registros obtenidos. El 93,6% de los registros poseen 0,2mm o menos de diferencia entre los registros de cada pluviómetro. 

About The Speaker

Leonardo Hernández Pérez

Leonardo Hernández Pérez

UCLV Flag of Cuba

Discussion

Practical Info
Spanish / Español
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10 minutes
Salon 1
Authors
Leonardo Hernández Pérez
Ph. D. Héctor Cruz Enriquez
Keywords
adquisición de datos
data acquisition
hydrometric sensors
lluvia
pluviómetro
precipitación
precipitation
rain gauge
rainfall
sensores hidrométricos
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