Instrumentos y Métodos para la Medición Forestal: Clinómetros e Hipsómetros

Instrumentos y Procedimientos para la Medición Forestal

I. Clinómetros

Los clinómetros son aparatos que nos sirven para medir la pendiente entre dos puntos. Esta inclinación se expresa habitualmente en grados o en porcentaje (%).

• Son comúnmente cajas de péndulo, que nos proporcionan la inclinación lanzando una visual entre los dos puntos que nos dan la referencia de la pendiente.
• Existen varios modelos. Lo habitual es disponer de clinómetros que nos midan la inclinación en grados y %.
• Todos los hipsómetros son o pueden ser clinómetros.

Medición de Árboles con Clinómetros (o Eclímetros)

Para medir la altura de un árbol utilizando un clinómetro, se siguen los siguientes pasos:

1. Situarse a una distancia conocida del árbol (distancia horizontal, $D$).
2. Medir con el clinómetro la inclinación (ángulo $\lambda$) entre los ojos del operador y el ápice del árbol ($x_1$).
3. Medir la inclinación entre los ojos y la base del árbol ($x_2$).

Cálculo de Altura con Clinómetros

La altura total del árbol ($H$) se calcula sumando o restando las lecturas obtenidas, dependiendo de si la base está por encima o por debajo de la línea de los ojos del operador:

$$H = x_1 \pm x_2$$

II. Hipsómetros Tipo Plancheta

Los hipsómetros tipo planchette (o plancha) tienen en común cuatro características en su utilización:

1. Situarse a una distancia determinada ($D$) del árbol.
2. Desde esa distancia, hemos de lanzar dos visuales: una al ápice y otra a la base del árbol.
3. Cada una de las visuales reflejará la diferencia en metros respecto a una horizontal ($x_1$ y $x_2$).
4. De manera convencional, consideramos positivas las visuales encima de la horizontal y negativas las visuales por debajo de la horizontal.

Se trata de una tabla de madera pulimentada de forma rectangular. Su arista superior sirve como línea de puntería para lanzar las visuales.

Procedimiento con Plancheta

Hemos de situarnos a una distancia ($D$) del árbol. Esta distancia siempre se ha de medir en proyección horizontal (p.h.).

• Si las lecturas ($x_1$ y $x_2$) son de distinto signo, se restan.
• Si las lecturas son del mismo signo, se suman.

III. Modelos Específicos de Hipsómetros

Blume-Leiss

Este instrumento dispone de cuatro escalas de medición de alturas correspondientes a distancias de 15, 20, 30 y 40 metros, y una escala para medir pendientes (clinómetro).

• Opcionalmente puede llevar un visor dioptrico.
• Es el más intuitivo y fácil de utilizar.
• Existen dos tipos: modelo con botón liberador-fijador y modelo con dos botones liberadores-fijadores.

Suunto

Este modelo dispone de dos escalas de medición desde 15 y 20 metros, y puede llevar una tercera escala para medir pendientes.

• Puede llevar visor dioptrico.
• Puede llevar un prisma óptico que facilita el lanzamiento de visuales.
• Es ligero y de pequeño tamaño.

IV. Fórmulas Dendrométricas Comunes

A continuación, se presentan algunas fórmulas utilizadas en la medición de árboles:

Cálculos de Área y Diámetro

• Diámetro Copado (DCOPA): $\text{DCOPA} = (D_1 + D_2) / 2$
• Superficie Copada (SCOPA): $\text{SCOPA} = \pi / 4 \cdot \text{DCOPA}^2$
• Diámetro Normal (DN): $\text{DN} = (D_1 + D_2) / 2$
• Circunferencia Normal (CN): $\text{CN} = \pi \cdot \text{Diámetro del Tronco}$
• Diámetro Normal Sin Corteza (DNSC): $\text{DNSC} = \text{DNCC} - \text{EDC}$ (Donde EDC es el espesor de corteza)

V. Problemas y Aplicaciones Trigonométricas

Cálculo de Altura con Grados (Tangente)

Si la pendiente es dada en valor decimal (ej. $\tan(\lambda) = 0.1$):

$$\tan(\lambda) = x_1 / D \implies x_1 = D \cdot \tan(\lambda)$$

Donde $x_1$ es la altura medida desde los ojos hasta el ápice, y $D$ es la distancia horizontal.

Cálculo con Porcentajes (%)

Si la pendiente es dada en porcentaje (ej. $65\%$):

$$\tan(\lambda) = 65 / 100 = 0.65 \implies x_1 = 0.65 \cdot D$$

Cálculo del Ángulo Sabiendo la Altura

Si se conoce la altura parcial ($x_1$) y la distancia ($D$):

$$\tan(\lambda) = x_1 / D = 0.8 \implies \lambda = \arctan(0.8) \text{ (en grados)}$$

Ejemplos Prácticos

Hipsómetro Tipo Plancheta: Calcular la Lectura ($x$)

Si $D = 30\text{ m}$ y el ángulo es $\lambda = 23^{\circ}$:

$$x = 30 \cdot \tan(23^{\circ})$$

Distancia a Situar (Suunto)

Calcular la distancia ($D'$) a situar utilizando la escala de 15 m del hipsómetro Suunto, para medir una altura con una inclinación de $18^{\circ}$:

$$D' = D_e / \cos(\lambda) = 15 / \cos(18^{\circ})$$

Pendiente del Terreno (Blume-Leiss)

Si utilizando la escala de 15 m del Blume-Leiss, nos retiramos a $D' = 18.5\text{ m}$ del árbol. ¿Cuál es la pendiente ($\lambda$)?

Primero se calcula el ángulo $\lambda$:

$$\cos(\lambda) = D_e / D' \implies \lambda = \arccos(15 / 18.5)$$

Si el resultado es $\lambda = 35^{\circ}$, la pendiente en porcentaje ($P\%$) es:

$$P\% = 100 \cdot \tan(\lambda) = 100 \cdot \tan(35^{\circ})$$