PRACTICA DIRIGIDA

INSTRUMENTOS METEROROLÓGICOS

OBJETIVOS:

Proporcionar al alumno una mejor comprensión del principio básico de funcionamiento de los instrumentos específicamente diseñados para determinar los parámetros temporales de señales: Precipitación, humedad relativa temperatura, velocidad del viento, radiación solar ,etc.

Conocer los instrumentos meteorológicos en el campo para ampliar nuestros conocimientos

INTRODUCCION:

Todo estudio científico de la atmósfera supone disponer, ante todo, de datos meteorológicos precisos. Nuestros sentidos y principalmente la vista y el tacto nos permiten estimar un gran número de observaciones. Por ejemplo, podemos observar la cantidad de nubes presente en el cielo o determinar la dirección del viento por el movimiento de las hojas o una columna de humo. Estas observaciones se denominan observaciones sensoriales.

Sin embargo, nuestros sentidos no bastan y tenemos que recurrir a los instrumentos. Por ejemplo, aunque una persona puede determinar si la presión atmosférica está subiendo o bajando, no puede saber el valor exacto de la misma, para lo cual es necesario consultar a un instrumento. En este caso, las observaciones se llaman observaciones instrumentales.

Los elementos que se miden con ayuda de los instrumentos son los siguientes:

• Duración de la insolación o brillo solar.

• Temperatura del aire, del agua y del suelo.

• Presión atmosférica.

• Humedad.

• Velocidad y dirección del viento.

• Altura de la base de las nubes.

• Cantidad de lluvia.

• Cantidad de evaporación.

• Radiación solar.

La medida de ciertos elementos meteorológicos depende de la instalación de los instrumentos. La elección del emplazamiento de los instrumentos deberá ser tal que sea representativo de las condiciones del medio que le rodea, por lo tanto será necesario evitar toda influencia inmediata de árboles o edificios, lejos de fuertes pendientes ni sobre las cimas.

Los instrumentos meteorológicos para fines científicos deben cumplir los siguientes requisitos: regularidad en el funcionamiento, precisión, sencillez en el diseño, comodidad de manejo y solidez de construcción.

De acuerdo con el modo de realizar la lectura, los instrumentos meteorológicos se pueden dividir en dos categorías fundamentales: instrumentos de lectura directa y aparatos registradores. Los primeros son más precisos, pero cada medida necesita una lectura. Los segundos se refieren a instrumentos en los cuales el movimiento de las partes móviles se amplía por palancas, que actúan sobre una plumilla que inscribe sobre una banda de papel enrollado alrededor de un tambor movido por un mecanismo de relojería. Estas bandas están graduadas para poder determinar la hora exacta de cada punto de la curva registrada.

A continuación se presenta una lista y descripción de los instrumentos meteorológicos más comunes:

  Anemógrafo Anemómetro Barógrafo  

   

  Registra continuamente la dirección (grados) de la velocidad instantánea del viento (m/s), la distancia total (en km) recorrida por el viento en relación con el instrumento y las ráfagas (en m/s).

Mide la velocidad del viento (m/s) y, en algunos tipos, también la dirección (en grados).

Registra continuamente la presión atmosférica en milímetros de mercurio (mm Hg) o en milibares (mb). En el Sistema Internacional de Unidades, la unidad de presión es el hectopascal (hPa). 1 hPa = 1 mb.

   

         

 Barómetro de Mercurio

Caseta o abrigo meteorológico

Evaporímetro 

   

  Instrumento para medir la presión atmosférica, la cual se equilibra con el peso de una columna de mercurio. Las unidades son el milímetro de mercurio (mm Hg), el milibar (mb) o el hectopascal (hPa).

Pequeña casilla de paredes de madera, puerta y fondo de doble persiana que favorece la ventilación interior e impide que la radiación solar afecte a los instrumentos colocados en su interior. Deben de estar pintados de blanco.

Aparato para medir la cantidad de agua que se evapora en la atmósfera durante un intervalo de tiempo dado. Se denomina también como atmómetro y es el término general para denominar cualquier aparato que sirva para medir la evaporación. Las unidades son el mililitro (ml) o el milímetro de agua evaporada.

 

         

  Heliofanógrafo o heliógrafo Higrógrafo Higrotermógrafo     

  Instrumento que registra la duración de la insolación o brillo solar, en horas y décimos.

Aparato que registra la humedad relativa del aire (%).

Registra, simultáneamente, la temperatura (°C) y la humedad relativa del aire (%).

 

         

  Microbarógrafo Piranómetro Pirhelió-metro/grafo     

  Igual que el barógrafo, pero registra variaciones de la presión mucho menores.

Mide la radiación solar global o difusa (cal.cm².mm).

Instrumento para mediar y graficar la radiación solar directa.(cal.cm².mm)

 

         

  Pluviógrafo Pluviómetro Psicrómetro     

  Registra la cantidad de lluvia caída, en milímetros (mm).

Mide la cantidad de lluvia caída, en milímetros (mm).

Mide la humedad relativa (%) de un modo indirecto.

 

         

 Satélite Meteorológico

Satélite Meteorológico Geoestacionario

Satélite Meteorológico Polar-Sincrónico:

 

   

  Es un satélite diseñado exclusivamente para recepción y transmisión de información meteorológica. Los datos que proporciona son en su mayoría en tiempo real, especialmente imágenes. Existen dos clases de ellos, los geoestacionarios y los polar-sincrónicos.

se caracterizan por permanecer sobre un punto fijo con respecto a la superficie terrestre y una distancia aproximada de 36000 Km de altura. Las imágenes que proporcionan estos satélites tienen una frecuencia de 30 minutos y su resolución espacial va de 8 a 1 Km. De este tipo de satélites es el GOES 8, el cual cubre a toda Centroamérica. Ver Imagen de Satélite.

Estos satélites tienen órbitas de giro alrededor de la tierra con dirección casi paralela a los meridianos; es decir, recorren el planeta de polo a polo. Su órbita descendente es norte-sur en la mitad hemisférica iluminada por el sol; por el contrario, ascienden de sur a norte en la zona obscura. El tiempo aproximado en completar una vuelta es de 12 horas, por lo que completan dos ciclos en un día. Su altura aproximada es de 850 Km

 

         

  Tanque Evaporimétrico Termógrafo Termómetros de Suelo     

  Mide la evaporación en milímetros (mm) de un recipiente o cubeta algo profunda y de bastante superficie en el cual se mide la evaporación por la disminución del nivel del agua.

Registra la temperatura del aire en grados Celsius (°C).

Indica la temperatura del suelo a diversas profundidades, en grados Celsius (°C).

 

         

  

Termómetros de Máxima y Mínima

  

 

   

 

 

 

Indican las temperaturas máxima y mínima del aire (°C) ocurridas en el día.

 

 

   

AMPLIACION:

ESTACIÓN METEOROLÓGICA AUTOMÁTICA

Una estación meteorológica automática (EMA) es una versión autónoma automatizada de la tradicional estación meteorológica, preparada tanto para ahorrar labor humana, o realizar mediciones en áreas remotas o inhóspitas. El sistema puede reportar en tiempo real vía sistema Argos, o el Global Telecommunications System, tener enlace de microondas, o salvar los datos para posteriores recuperaciones.

Muchas EMA tienen

Termómetro para medir temperatura

Anemógrafo para medir viento Higrógrafo para medir humedad Barógrafo para medir presión atmosférica Radiógrafo para medir propiedades atmósfera-sol

Algunas de las eventuales son

Cielógrafo para medir altura de nubes Pluviógrafo para medir lluvia Sensor de visibilidad

Al contrario de las estaciones meteorologicas manuales, las automátics no pueden reportar ni clase ni cantidad de nubes. También, las mediciones de precipitación son un poco problemáticas, especialmente con la caída de nieve, ya que el medidor debe vaciarse por si solo entre observaciones. Con la presente meteorología, todos los fenómenos donde no se toque al sensor, tales como parches de niebla, permanecen inobservados.

Las primeras EMA se colocaban donde electricidad y líneas de comunicación estaban disponibles. Actualmente, las tecnologías de paneles solares, generador eólico y teléfono celular hacen posible las EMA inalámbricas.

Tiempos de observación

Históricamente las lecturas se llevaban a cabo por observadores meteorológicos típicamente no pagos y como un deber dentro del trabajo permanente, como sería un cartero. Esas observaciones se tomaban a las 9.00 de cada día, sin tomar la vespertina ni la nocturna. Con el advenimiento de las EMA, esos intervalos de tiempo permanecen para las estaciones manuales, y en las automáticas como parte de una tradición.

Configuración

La configuración de una EMA puede variar debido al propósito del sistema, pero típicamente consiste en una estructura modular:

Una caja para intemperie, con el data logger, batería recargable y telemetría (opcional)

Sensores meteorológicos Paneles solares o generador eólico Mástil

Contenedor

El contenedor del equipamiento de una EMA puede ser normalmente de materiales anti-intemperie como fibra de vidrio, ABS, aluminio naval, acero inoxidable.

El plástico ABS es liviano y barato. Son muy usados en producciones en masa, pero son menos seguros, ni antivandálicos que el de fibra de vidrio o de acero inoxidable.

La fibra de vidrio es útil para resistir agresiones químicas: corrosión del agua. Este material está a mitad de camino en seguridad, y está sujeto a deterioro de la fibra de vidrio.

El acero inox es una elección óptima y típicamente viene en 316 s/s o 304 s/s. Es resistente, antivandálico, resistente a químicos/corrosión. Es también caro, más del doble que uno del mismo tamaño de fibra de vidrio.

Panel solar de la EMA

La fuente de energía de las EMA es usualmente uno o más paneles solares conectados en paralelo con un regulador y una o más baterías recargables. Como regla, la salida solar es para un óptimo de solo 5 h cada día. Y, el ángulo de montaje y la posición son vitales. En el Hemisferio Norte el panel debería montarse mirando al sur, viceversa para el Hemisferio Sur. El ángulo del panel difiere de lugar a otro, pero nunca montarlo con un ángulo de 5º.

Salida aproximada de un panel solar, a sol pleno, en 12 VCC

5W = 400 mA/h 10W = 800 mA/h 20W = 1,6 A/h 40W = 3,3 A/h

Mástil

Las alturas de los mástiles estándar de las EMA tienen 2, 3, 10 y 30 m. Hay otras medidas disponibles:

De 2 m: para medir parámetros que afectan al sujeto humano. La altura del mástil se referencia a la altura de la cabeza

De 3 m: para parámetros que afectan a los cultivos (como trigo, caña de azúcar). La altura del mástil se referencia al canopio del cultivo.

De 10 m: para parámetros sin interferir con objetos como árboles, construcciones u otras obstrucciones. Típicamente el más importante parámetro meteo a esa altura es la velocidad y dirección del viento

De 30 m: para parámetros sobre distancias estratificadas para modelado de datos. Una aplicación común es tomar medidas de viento, humedad y temperatura a 30, 10, y 2 m. Otros sensores se montan alrededor de los 2 m o más bajo.

PLUVIÓMETRO

El pluviómetro es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la recogida y medición de la precipitación.

La cantidad de agua caída se expresa en milímetros de altura. El diseño básico de un pluviómetro consiste en una abertura superior (de área conocida) de entrada de agua al recipiente, que luego es dirigida a través de un embudo hacia un colector donde se recoge y puede medirse visualmente con una regla graduada o mediante el peso del agua depositada. Normalmente la lectura se realiza cada 12 horas. Un litro caído en un metro cuadrado alcanzaría una altura de 1 milímetro. Para la medida de nieve se considera que el espesor de nieve equivale aproximadamente a diez veces el equivalente de agua.

Hasta hace unos 10-20 años los pluviómetros en realidad no podían registrar la evolución temporal de la lluvia y se revisaban dos veces al día. A diferencia del pluviógrafo que es un instrumento que podría, por medio de un sistema de grabación mecánica, registrar gráficamente la cantidad de lluvia en un cierto intervalo de tiempo (diario, semanal, etc.) en una tira especial de papel cuadriculado. Con estas herramientas era posible alcanzar resoluciones temporales del orden de cinco minutos, aunque en la mayoría de los casos la resolución utilizada fue del orden de media hora. Obviamente, la grabación de un evento de lluvia con este sistema incluye una serie de problemas de mantenimiento, la fiabilidad de los instrumentos, lectura y discusión de los datos que deben hacerse a mano de todos modos es controvertible. Con el desarrollo de la electrónica primero, y del ordenador luego, los pluviógrafos evolucionaron sensiblemente, al pasar de una registración mecánica a los dispositivos electrónicos con la capacidad de almacenar datos digitales. Hoy en día la distinción entre dos tipos de instrumentos ha prácticamente desaparecido y sólo tiene sentido cuando se considera a los antiguos instrumentos, que no tienen una capacidad de grabación, para la medición de la precipitación de 24 horas.

Estos instrumentos se encuentran generalmente entre los de una estación meteorológica común. En todos los casos, es muy importante que sea instalado en un espacio abierto, libre de obstáculos. Los datos recibidos de las estaciones de lluvia son recogidos y clasificados en los registros hidrológicos.

Historia

Las primeras mediciones de las lluvias se han dado a conocer por los griegos 500 años antes de Cristo. Cien años más tarde en India, la gente utiliza recipientes para recoger agua de lluvia y para su medición.1

En ambos casos, la medición de la lluvia ayudó a evaluar el rendimiento futuro de los cultivos. En el libro Arthashastra que se utilizaba en el reino de Magadha, las normas se establecieron para cada grano y el granero del Estado tuvo un indicador para fines fiscales.2

En Palestina, desde el siglo II a. C. escritos religiosos se refieren a la medición de las precipitaciones para las necesidades agrícolas.1

En 1441 en Corea, el primer pluviómetro en bronce de abertura estándar, llamado Cheugugi, fue desarrollado por el científico Jang Yeong-sil para su uso a través de una red que cubre todo el país.1 3

En 1639, Benedetto Castelli, un discípulo de Galileo, llevó a cabo las primeras mediciones de precipitación en Europa, para conocer el aporte de agua de un evento de lluvia para el Lago Trasimeno. Había un recipiente de vidrio cilíndrico calibrado con una cantidad conocida de agua y vio el nivel correspondiente en la botella. A continuación, puso el recipiente a la lluvia, cada hora marcaba por un marcador, el nivel alcanzado por el agua.

En 1662, el inglés Christopher Wren, ideó el primer pluviómetro con cubetas basculantes, el que asoció, al año siguiente con un dispositivo que registraba varios parámetros meteorológicos como la temperatura del aire, dirección del viento y precipitación1 4

En 1670 Robert Hooke también utiliza un pluviómetro de cubetas basculantes.1

Con el desarrollo de la meteorología, la medición de los diferentes parámetros de la atmósfera se retoma. Los pluviómetros se perfeccionan pero los principios básicos siguen siendo los mismos. En Francia, la asociación meteorológica creada por Urbain Le Verrier populariza los pluviómetros conocidos como: «Asociación».1

Varios pluviómetros y pluviógrafos han seguido a los de cubetas basculantes. Mencionamos los pluviómetros registradores de flotador, utilizados a partir del siglo XIX, y los pluviómetros de balanza.1

Pluviómetro manual

Es un indicador simple de la lluvia caída, consiste en un recipiente especial cilíndrico, por lo general de plástico, con una escala graduada. La altura del agua que llena la jarra es equivalente a la precipitación y se mide en mm.

Pluviómetros totalizadores

Se componen de un embudo, que mejora la precisión y recoge el agua en un recipiente graduado, el instrumento se coloca a una determinada altura del suelo y un operador registra cada 12 horas el agua caída. Con este tipo de instrumento no se pueden definir las horas aproximadas en que llovió.

Pluviógrafo de sifón

Consta de un tambor giratorio que rota con velocidad constante, este tambor arrastra un papel graduado, en la abscisa se tiene el tiempo y en la ordenada la

altura de la precipitación pluvial, que se registra por una pluma que se mueve verticalmente, accionada por un flotador, marcando en el papel la altura de la lluvia. Si no llueve, el nivel del agua en el recipiente se mantiene constante y por lo tanto la pluma marca una línea recta horizontal. Cuando empieza a llover, el agua que cae en el interior del embudo, mientras que el tambor gira, llega al recipiente y levanta el flotador, la pluma marcará por lo tanto una elevación, en la vertical. Con esta herramienta se puede conocer la precipitación en el tiempo. Cuando la pluma alcanza el borde superior de la tira de papel, significa que el nivel en el depósito corresponde a la punta de la cánula, a continuación, una operación se activa para vaciar el recipiente haciendo bajar el flotador rápidamente, lo que corresponde a una línea vertical en el gráfico.

Esta herramienta permite medir la intensidad media de precipitación en un cierto intervalo de tiempo:

En realidad la intensidad de la lluvia no es constante, sino que varía en el tiempo, por lo tanto se puede definir como intensidad instantánea de la lluvia:

Pluviógrafo de doble cubeta basculante

El embudo conduce el agua colectada a una pequeña cubeta triangular doble, de metal o plástico, con una bisagra en su punto medio. Es un sistema cuyo equilibrio varía en función de la cantidad de agua en las cubetas. La inversión se produce generalmente a 0,2 mm de precipitación, así que cada vez que caen 0,2 mm de lluvia la báscula oscila, vaciando la cubeta llena, mientras comienza a llenarse la otra. Cada vez que la cubeta doble se mueve, este movimiento es registrado en la banda de papel que avanza a velocidad constante, al final del día contando el número de veces que la cubeta se ha movido, y multiplicándola por la precipitación que ocasiona su movimiento, se tendrá la precipitación caída en el día o en un intervalo de tiempo menor, con una precisión de 0,2 mm.

Últimamente los pluviómetros disponibles en el mercado son digitales, registrando el movimiento de las cubetas por medio de sistemas electrónicos que pueden conectarse, por ejemplo, vía radio, con un servidor central que almacena todos los datos recogidos en varios pluviógrafos.

Con estas herramientas modernas, se puede realizar la medida, incluso en caso de nieve: si el embudo está equipado con una resistencia térmica, que disuelva la nieve

HELIÓGRAFO

El heliógrafo es un aparato meteorológico que mide la duración de la insolación diaria. La duración de la insolación se halla concentrando los rayos solares sobre una banda de cartulina teñida de azul que se quema en el punto en que se forma la imagen del sol. Se utiliza como focalizador una esfera de cristal, de forma que no es necesario mover este foco constantemente debido al movimiento aparente del sol a lo largo del día y del estacionario.

La banda se fija por medio de ranuras a un soporte curvo y concéntrico con la esfera y tiene impresa una escala de 30 minutos. Si el sol luce durante todo el día sobre la banda se forma una traza carbonizada continua y la duración de la insolación se determina midiendo la longitud de la traza carbonizada. Si el sol brilla de forma discontinua, dicha traza es intermitente. En este caso, la insolación se determina sumando la longitud de las trazas resultantes.

Bandas

Según la época del año se utilizan tres tipos distintos de bandas, para el hemisferio norte:

a) Desde comienzos de marzo hasta mediados de abril y desde comienzos de septiembre hasta mediados de octubre (alrededor de cada equinoccio) se utilizan bandas rectas. Son llamadas bandas equinocciales y se acoplan a las ranuras centrales del soporte.

b) Desde octubre hasta fin de febrero se utilizan bandas curvadas cortas, que se colocan en las ranuras superiores.

c) El resto del año, de abril hasta agosto, se usan bandas curvadas medianas, colocadas entre las ranuras inferiores.

En el hemisferio sur se invierte el uso de las bandas en los períodos definidos arriba.

Instalación

Para que los rayos de sol alcancen el aparato sin impedimento alguno durante todo el día, éste se debe colocar orientado a mediodía.

Se colocará con su base completamente firme y nivelada con una altura de un metro, sin alteración por influjo de temperatura, humedad, viento y trepidación. Se recomienda la sustentación de piedra fija, obras de fábrica fijas o metal.

La esfera está montada concéntricamente dentro de un casquete esférico, sobre la que se coloca la cartulina. Las dimensiones del casquete y la esfera son tales que

los rayos formen un foco muy intenso sobre la cartulina. La esfera se fija en un soporte cóncavo, hacia arriba, de forma esférica por medio de un par de tornillos.

A la hora de colocar el aparato en su soporte hay que tener en cuenta dos ajustes:

a) el casquete se debe colocar de forma que la línea media en sentido longitudinal de la banda equinoccial se halle en el plano del ecuador celeste. Para ello, haremos coincidir la latitud del lugar donde nos encontramos en la escala de latitudes de su montura con la marca situada a tal efecto.

b) El plano vertical que contiene al centro de la esfera y a la señal de mediodía debe coincidir con el plano meridiano geográfico. Para comprobar este ajuste debemos comprobar que la imagen del sol al mediodía verdadero coincide con la marca de las 12 horas de la banda.

EL TANQUE DE EVAPORACIÓN TIPO "A"

El tanque evaporimétrico o tanque de evaporación mide la evaporación efectiva, es decir, la cantidad de agua que una masa líquida al aire libre pierde a través de su superficie por haberse convertido en vapor, durante un cierto periodo de tiempo.

El tanque de evaporación, propiamente dicho, es el tanque de tierra, clase "A", adoptado por el INM.

Dado que en los fenómenos de evaporación influyem entre otros, principalmenbte, el recorrido del viento, la temperatura, la humedad, la insolación, etc. un tanque debe instalarse en una estación al lado de un anemómetro de recorrido y un pluviómetro y, dentro del tanque, un termómetro de extremas.

El tanque de evaporación es un recipiente circular de chapa galvanizada o de acero inoxidable, colocado sobre una tarima de madera que tenga aberturas para una buena ventilación. Le acompañan, como accesorios principales: el sistema medidor compuesto de un pozo tranquilizante y un tornillo con gancho (tornillo limnimétrico), enroscado en su armadura y apoyado sobre el pozo tranquilizante. Su diámetro es de 1.20 m. y su altura de 25 cms.

Una vez elegida la ubicación del tanque, se coloca en su interior el pozo tranquilizador y se le llena de agua limpia hasta el nivel que lleva marcada el tanque (a 5 cm y 7,5 cm de su borde superior. En la superficie del agua se coloca un termómetro de extremas provisto de un flotador para que no se hunda, pero de tal modo que haya al menos 1 centímetro de agua entre el termómetro y el nivel del agua. El pluviómetro se instalará al lado del tanque, a 1,50 m del suelo, pero siempre que este a menos de unos dos metros de distancia del tanque. El anemómetro de recorrido se coloca en una esquina de la tarima, con sus cazoletasa60cm.delsuelo.

Para realizar las lecturas de evaporación se debe seguir este orden:

1ºNivel de agua en el tanque2ºPrecipitacion ,pluviómetro3º Recorrido del viento4º Temperatura máxima y mínima

Las lecturas se hacen una vez cada 24 horas y siempre a la misma hora del día. Por lo general a las 06Z.

Nivel de agua en el tanque.La superficie del agua debe quedar en lo posible, entre las marcas que lleva por su interior el aparato, a 5 cm y 7,5 cm de su borde superior, por lo cual, después de cada observación se debe RELLENAR cuando el agua quede próxima a la marca inferior y ALIVIAR, cuando se sobrepase la marca superior, anotando estas incidencias en la hoja de observación.El nivel leído se obtiene de la siguiente manera: Se introduce en el pozo tranquilizador el tornillo limnimétrico, centrado y apoyando su armadura en el borde de aquél, de forma que la punta del gancho quede sumergida. Se actúa sobre la pieza giratoria hasta que la punta del gancho suba a nivel del agua, en cuyo momento se forma un pequeño hoyo en el agua sobre la punta sumergidaA continuación se realiza la lectura en el vástago del tornillo. Cada paso de rosca del tornillo equivale a 2 mm. y el limbo circular (que señala las décimas) va graduado de 0 a 20 décimas. La lectura se hace sumando las muescas del tornillo con la medida reflejada en el limbo circular.El mantenimiento del tanque debe comprobarse periódicamente, por lo menos una vez cada 15 dias, cuidando de que el agua permanezca limpia y no se forme verdín en las paredes o el fondo del mismo; retirando con cuidado hojas o cualquier otro objeto extraño para que no se provoquen pérdidas involuntarias de agua.

ANEMOMETRO

ANTECEDENTES:

Un anemómetro es un instrumento que sirve para medir la velocidad, dirección y fuerza del viento. Puede ser de rueda de paletas, que consiste en un rodete con álabes oblicuos, o bien el denominado de Robinson, que consta de cuatro cazole tas de forma de hemisferio fijados a cuatro brazos radiales. Al soplar el viento hace girar la rueda de paletas o el eje de la rueda de paletas con velocidad proporcional a la del viento. Este movimiento se transmite a algún mecanismo capaz de indicar esta velocidad sobre una escala graduada. La velocidad del viento se puede medir también por la presión del aire sobre un tubo con forma de L, con un extremo abierto hacia la corriente de aire y el otro conectado a un dispositivo medidor de presión. Este modelo fue inventado por el físico francés Pitot (1695-1771) en 1732. Comparando la presión ejercida por el aire, que

impacta en una de las bocas, con la presión atmosférica normal, se obtiene la velocidad del viento. Otros anemómetros emplean dos filamentos calentados mediante una corriente eléctrica, realizados con un material cuya resistencia varía bastante con la temperatura. Uno de los filamentos está expuesto a la corriente, mientras que otro está protegido del aire. La diferencia de temperatura, y por lo tanto la de resistencia entre los dos filamentos, da una indicación de la velocidad del aire.Los anemómetros son empleados especialmente en meteorología y navegación aérea.

Distribución de Weibull, descripción de las variaciones del viento

Modelo general de las variaciones en la velocidad del viento Para la industria eólica es muy importante ser capaz de describir la variación de las velocidades del viento. Los proyectistas de turbinas necesitan la información para optimizar el diseño de sus aerogeneradores, así como para minimizar los costes de generación. Los inversores necesitan la información para estimar sus ingresos por producción de electricidad.Si mide las velocidades del viento a lo largo de un año observará que en la mayoría de áreas los fuertes vendavales son raros, mientras que los vientos frescos y moderados son bastante comunes. La variación del viento en un emplazamiento típico suele describirse utilizando la llamada Distribución de Weibull, como la mostrada en el dibujo. Este emplazamiento particular tiene una velocidad media del viento de 7 metros por segundo, y la forma de la curva está determinada por un parámetro de forma de 2. Descripción estadística de las velocidades del viento La gente que esté familiarizada con la estadística se dará cuenta de que el gráfico muestra una distribución de probabilidad. El área bajo la curva siempre vale exactamente 1, ya que la probabilidad de que el viento sople a cualquiera de las velocidades, incluyendo el cero, debe ser del 100 por cien. La mitad del área azul está a la izquierda de la línea negra vertical a 6,6 metros por segundo. Los 6,6 m/s son la mediana de la distribución. Esto significa que la mitad del tiempo el viento soplará a menos de 6,6 m/s y la otra mitad soplará a más de 6,6 m/s. Puede preguntarse por qué decimos entonces que la velocidad del viento media es de 7 m/s. La velocidad del viento media es realmente el promedio de las observaciones de la velocidad del viento que tendremos en ese emplazamiento.Como podrá observar, la distribución de las velocidades del viento es sesgada, es decir, no es simétrica. A veces tendrá velocidades de viento muy altas, pero son muy raras. Por otro lado, las velocidades del viento de 5,5 m/s son las más comunes. Los 5,5 metros por segundo es el llamado valor modal de la distribución. Si multiplicamos cada diminuto intervalo de la velocidad del viento por la probabilidad de tener esa velocidad particular, y los sumamos todos, obtenemos la velocidad del viento media.La distribución estadística de las velocidades del viento varía de un lugar a otro del globo, dependiendo de las condiciones climáticas locales, del paisaje y de su superficie. Por lo tanto, la Distibución de Weibull puede variar tanto en la forma como en el valor medio. Si el parámetro de forma es exactamente 2, como en el gráfico de esta página, la distribución es conocida como distribución de Rayleigh.

Los fabricantes de aerogeneradores proporcionan gráficas de rendimiento para sus máquinas usando la distribución de Raileigh. Equilibrado de la distribución de Weibull Otra forma de obtener la velocidad media del viento es equilibrando el montón de bloques hacia la derecha, que representa exactamente lo mismo que el gráfico de arriba. Cada bloque representa la probabilidad de que el viento sople a esa velocidad durante un 1 por ciento del tiempo durante un año: Las velocidades de 1 m/s están en el montón de más a la izquierda, mientras que las de 17 m/s están en el de más a la derecha. El punto en el que todo el montón se equilibrará exactamente será en el séptimo montón, con lo que la velocidad media del viento será de 7 m/s.

Funcionamiento

Anemómetro de rotación, la base de tiempos, el circuito de control y la unidad de cuenta, Registro y visualización. Como se puede observar, se trata del esquema correspondiente a un Frecuencímetro digital, donde el contador realiza la cuenta de los ciclos de la señal Proporcionada por el anemómetro durante un tiempo establecido por la base de tiempos.

3.2.1 Anemómetro de rotación

El anemómetro de rotación, que también deberá diseñar el alumno, está formado por varias cazoletas o hélices unidas a un disco cuyo giro es proporcional a la velocidad del viento Teniendo en cuenta que la frecuencia de la señal producida por el anemómetro, fseñal, es tres veces más rápida que la frecuencia de giro del disco, la velocidad del viento se puede expresar en función de la frecuencia de la señal generada

EL PLUVIÓGRAFO

El pluviógrafo, es el aparato que mide la cantidad de agua caída y el tiempo en que ésta ha caído.

El pluviógrafo, es el aparato que mide la cantidad de agua caída y el tiempo en que ésta ha caído . Lo más importante de una precipitación no es sólo la cantidad de agua recogida sino el tiempo durante el cual ha caído. Así, el pluviógrafo sirve para realizar una grabación automática de la precipitación.El pluviógrafo de sifón, consta de un depósito cilíndrico, que recibe a través de un tubo de goma el agua de lluvia recogida por un embudo exterior de 200cm2 de sección. Dentro del depósito se encuentra un flotador prolongado por un tallo vertical, que soporta directamente el brazo que lleva la plumilla inscriptora. A medida que el depósito se llena, el flotador va subiendo y la plumilla con él. Casi desde el fondo del depósito sale un tubo curvado en forma de sifón, en que la rama ascendente llega justo al nivel más alto que se quiere llegar, que se corresponde con una cantidad de lluvia de 10 mm. Cuando el agua del depósito

llega a este nivel se vacía completamente, es decir que cuando el flotador ha llegado hasta el extremo superior de su carrera, baja automáticamente hasta el fondo. Si entonces sigue lloviendo, vuelve a empezar de nuevo la subida. La curva obtenida en este aparato tiene forma zigzag, con sus ramas ascendentes curvas e inclinadas, y las descendientes rectas y verticales. Para medir la lluvia, sólo hay que tener en cuenta las ramas ascendentes. El agua que sale del depósito cae en un recipiente.

ANEMOMETRO   TOTALIZADOR

Aplicación: Equipo apto para medición del recorrido del viento en el lugar de observación y en un período de tiempo determinado. Diseñado para trabajar en intemperie.

Material: Eje de acero inoxidable, cope rolas de bronce, caja estanca de fundición de aluminio con ventana de plexiglás y rosca de 1" para soporte.

Funcionamiento: Las cope rolas se vinculan a un eje asociado a un engranaje sinfín, el cual está conectado a un contador numérico que proporciona la indicación de la velocidad del viento. La relación de transmisión ha sido calculada para que el primer rodillo contador gire una vuelta cada 10 metros de recorrido.

Diámetro de las cope rolas: 100 mm. Cantidad de rodillos: 7. Apto para uso en intemperie. Unidades: Centésimos, décimos y kilómetros. Máximo recorrido: 99,999.99 km. Sensibilidad: 0.5 m/s. Precisión: 0.5 m/s para vientos hasta 40.0 m/s.

CONCLUSIONES.

Los resultados finales de esta práctica es que ya conocemos los instrumentos meterologicos a fondo: cómo funciona y para qué sirve

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

a) E. Mandado, P. Mariño, A. Lago, Instrumentación Electrónica, Marcombo, Barcelona, 1995.

b) Miguel Ángel Pérez et all. Instrumentación Electrónica, Thomson, 2004.