Universidad Católica De Honduras

“Nuestra Señora Reina De La Paz”

Campus Sagrado Corazón de Jesús

Facultad de: Ingeniería Civil

Trabajo de Investigación

Tema: “Instrumentos en una Estación Meteorológica”

Clase: Hidráulica II

Sección: 1501

Catedrático: Ing. Mario Padilla

Alumno: Isis Marcela Varela Martínez

Número de Registro: 0801-1996-00956

Fecha: Jueves 25 de Junio del 2015.

Contenido Instrumentos para medición en una estación meteorológica ............................................................ 4

Instrumentos para medir la temperatura: ...................................................................................... 4

Termómetro metálico: ................................................................................................................ 4

Pirómetro: ................................................................................................................................... 4

Termohidrógrafo: ........................................................................................................................ 5

Instrumentos para medir la velocidad del viento: .......................................................................... 5

Anemómetros rotatorios ............................................................................................................ 5

Anemómetros de deflexión ......................................................................................................... 6

Anemómetros ultrasónicos ......................................................................................................... 7

Instrumentos para medir Precipitación: ......................................................................................... 7

Pluviómetro ................................................................................................................................. 7

Instrumento para medir el Oleaje: .................................................................................................. 8

El AWAC ....................................................................................................................................... 8

Los perfiladores Aquadopp ......................................................................................................... 8

El correntímetro Aquadopp ........................................................................................................ 9

El velocímetro Vector .................................................................................................................. 9

Instrumento para medir Radiación Solar: ..................................................................................... 10

Piranómetros ............................................................................................................................. 10

Pirgeómetros ............................................................................................................................. 10

Pirheliómetros ........................................................................................................................... 10

Seguidores Solares .................................................................................................................... 11

Albedómetros ............................................................................................................................ 11

Radiometros UV ........................................................................................................................ 11

Radiómetros Netos .................................................................................................................... 12

Sensores para horticultura ........................................................................................................ 12

Sensores de la duración de la luz solar ..................................................................................... 12

Termopila para Laboratorio ...................................................................................................... 13

Registradores de datos .............................................................................................................. 13

Instrumentos para medir Humedad relativa: ............................................................................... 13

Psicometro ................................................................................................................................ 13

Instrumento para medir infiltración: ............................................................................................ 14

Infiltrómetro .............................................................................................................................. 14

Instrumento para medir Evaporación: .......................................................................................... 14

Tanques de Evaporación ....................................................................................................... 14

Evaporímetro ............................................................................................................................. 15

Instrumento para medir Mareas: .................................................................................................. 15

Mareógrafo Aanderaa ............................................................................................................... 16

Mareógrafo Sonar ..................................................................................................................... 16

Instrumento para medir Presión Atmosférica: ............................................................................. 17

Barómetro de mercurio ............................................................................................................. 17

Barómetro Aneroide ................................................................................................................. 17

Manómetro de tubo abierto ..................................................................................................... 18

Instrumento para medir Sismógrafos: .......................................................................................... 18

Investigaciones .................................................................................................................................. 20

Garita ............................................................................................................................................. 20

Estación Meteorológica ................................................................................................................. 21

Bibliografía ........................................................................................................................................ 22

Instrumentos para medición en una estación meteorológica

Instrumentos para medir la temperatura:

Termómetro metálico:

Este instrumento, también llamado de resistencia de platino, fue inventado en

1800, por Jorgensen. Es de gran precisión y se puede usar entre amplios límites

de temperatura. Años más tarde, Abraham Louis Breguet diseñó el

termómetro trimetálico, formado por un resorte espiral, hecho de tres tiras de

platino, oro y plata, soldadas entre sí, y resultó más eficaz que el metálico.

Pirómetro:

Instrumento para medir temperaturas extraordinariamente elevadas, como la

de la lava de un volcán o la del interior de un horno de fundición. Contiene un

filamento que es calentado por una corriente eléctrica, hasta que se pone al

rojo vivo, y la temperatura se determina midiendo la corriente eléctrica.

Termohidrógrafo:

Aparato para medir la humedad del ambiente. Está compuesto por un

termómetro de máxima y mínima, y un depósito de agua destilada, que,

mientras se evapora, el termómetro va registrando su temperatura.

(Ejemplos)

Instrumentos para medir la velocidad del viento:

La velocidad del viento es un factor importante para hacer predicciones

meteorológicas precisas. Los fuertes vientos a menudo avisan sobre

cambios en el futuro cercano. Los instrumentos para medir la velocidad del

viento nos han acompañado por mucho tiempo. Estos instrumentos antiguos

eran burdos y no muy exactos. La tecnología moderna nos permite tener

herramientas mucho más sofisticadas, con un nivel de precisión que los

meteorólogos antiguos no podían siquiera imaginar

Anemómetros rotatorios

El anemómetro rotatorio es un clásico de larga tradición. Este anemómetro viene en una variedad de diseños, pero el principio básico es el mismo. El viento sopla sobre un instrumento que gira libremente alrededor de un eje vertical u horizontal. Los tazones o hélices permiten al viento mover el instrumento fácilmente. Entonces se pueden aplicar fórmulas geométricas para calcular la velocidad del viento basándose en la velocidad con la que gira el dispositivo. Las tecnologías digitales de hoy hacen este proceso bastante fácil.

Anemómetros de deflexión

El instrumento más simple para medir la velocidad del viento es probablemente el anemómetro de deflexión. El diseño básico requiere un elemento con bisagras que cuelga como un péndulo. Otra parte del anemómetro tiene recortadas algunas marcas de grados. El viento sopla contra el elemento colgante, creando un ángulo que puede ser medido en grados. Una tabla de conversión conecta la medida del ángulo con un valor correspondiente de velocidad del viento. El anemómetro de deflexión fue la vanguardia en su tiempo, pero es primitivo para los estándares de hoy.

Anemómetros ultrasónicos

El anemómetro ultrasónico usa una de las tecnologías más avanzadas disponibles. Consta de dos o más pares de nodos de envío y recepción, que parecen antenas. El emisor produce un pulso ultrasónico. En el extremo del receptor, se mide con precisión el tiempo requerido para que el pulso atraviese el espacio entre los nodos. Usando una fórmula matemática compleja, el anemómetro ultrasónico toma los datos iniciales de los receptores y computa la velocidad del viento. A pesar de su sofisticación, el anemómetro ultrasónico no es mucho más grande que un anemómetro de rotación normal.

Instrumentos para medir Precipitación:

Pluviómetro

Es un instrumento que se emplea en las estaciones meteorológicas para la

recogida y medición de la precipitación. Se usa para medir la cantidad de

precipitaciones caídas en un lugar durante un tiempo determinado.

Instrumento para medir el Oleaje:

El AWAC

Es probablemente el perfilador acústico Doppler más sofisticado, reputado y

comúnmente utilizado para obtener perfiles de corrientes y datos de oleaje

direccional. Mediante su método de seguimiento acústico de la superficie

(Acoustic Surface Tracking, AST) el AWAC toma medidas de oleaje de alta

calidad desde 50 m bajo la superficie. Además, el método SUV permite al

AWAC ser instalado en una boya sub superficial si la profundidad total es

superior a 50 m. El AWAC equipado con un procesador interno se convierte en

una herramienta perfecta en sistemas de observación oceánica en tiempo

presente, combinado con módems subacuáticos. La profundidad de fondeo

típica de un AWAC es de 5-50 m.

Los perfiladores Aquadopp

Pueden medir oleaje direccional además de perfiles de corriente. Una función

específica del Aquadopp registra datos de presión y las dos componentes

horizontales de la velocidad, a 1 ó 2 Hz, en una determinada celda. Estos datos

pueden ser usados para la medida de oleaje direccional mediante el conocido

método PUV, el cual es aconsejable para profundidades entre 2 y 10 m.

El correntímetro Aquadopp

También es conocido por su capacidad para medida de oleaje direccional.

Usando el modo “diagnostico” el correntímetro Aquadopp puede realizar

ráfagas de muestreo de velocidad y presión, a 1 Hz, con el fin de obtener

parámetros de oleaje direccional. Este método es conocido como PUV y es

aconsejable en profundidades de entre 2 y 10 m. Para realizar medidas de

oleaje direccional el Aquadopp se debe montar en una estructura firme en el

fondo.

El velocímetro Vector

Es otra opción para la medida de oleaje direccional. Debido a su habilidad para

medir en un volumen muy pequeño, el Vector es una excelente elección para

hacer medidas de oleaje en aguas poco profundas o incluso en zona de

rompientes. El Vector puede muestrear tomando medidas de velocidad y

presión a 64 Hz y usará estos datos para la obtención de parámetros de oleaje

direccional. Esto método es conocido como PUV y es aconsejable en

profundidades de entre 1 y 10 m. (Nortek)

Instrumento para medir Radiación Solar:

Piranómetros

Los piranómetros son radiómetros diseñados para medir la irradiancia de una superficie plana, normalmente procedente de la radiación solar o de lámparas.

Pirgeómetros

Los pirgeómetros están diseñados para efectuar mediciones de radiación IR (infrarroja); se utilizan tanto en la investigación atmosférica como en pruebas de materiales.

Pirheliómetros

El pirheliómetro está concebido para efectuar mediciones de radiación solar directa, de incidencia normal, y sin supervisión

Seguidores Solares

Los seguidores solares son instrumentos de seguimiento y posicionamiento. Son fiables, asequibles y apropiados para todo tipo de clima. Se trata tanto de Seguidores Solares automatizados, como Posicionadores gestionados por ordenador.

Albedómetros

Los albedómetros CMA son piranómetros dobles, capaces de medir la irradiancia solar, tanto global como reflejada, en un solo instrumento.

Radiometros UV

Radiómetros UV científicos de banda ancha y estrecha, con una respuesta espectral adaptada al espectro de acción eritemática (quemadura de sol) de la piel humana (CIE 1987).

Radiómetros Netos

Kipp & Zonen ofrece una gama de radiómetros netos para medir la radiación entrante y saliente, de onda corta (0.3 a 3 µm) y de onda larga (4.5 a >40 µm).

Sensores para horticultura

Radiómetros especialmente diseñados para aplicaciones en la horticultura y la agricultura, midiendo la PAR (radiación fotosintéticamente activa).

Sensores de la duración de la luz solar

Son radiómetros que sirven para medir la duración de la luz solar. La OMM define la duración de la luz solar como el tiempo durante el cual la radiación solar directa excede de los 120 W/m2.

Termopila para Laboratorio

Con la termopila, se puede medir la radiación solar. La termopila es sensible a la radiación entre 0.2 y 50µm, y tiene un campo de visión de 10º.

Registradores de datos

Para la lectura y registro de los datos procedentes de nuestros sensores, ofrecemos varios modelos de registradores de datos. Para aplicaciones portátiles en el exterior, recomendamos el LOGBOX SD que es impermeable, de bajo consumo, y cuenta con una amplia memoria de almacenamiento: es capaz de registrar datos de hasta 6 meses, usando pilas internas. El COMBILOG ofrece más flexibilidad: tiene más posibilidades para la entrada de datos y comunicación, pero requiere alimentación externa, y necesita una carca (Kippzonen)

Instrumentos para medir Humedad relativa:

Psicometro

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

Instrumento para medir infiltración:

Infiltrómetro

Es un dispositivo que permite medir la capacidad de infiltración de los suelos.

Instrumento para medir Evaporación:

Tanques de Evaporación

Tienen como principio común la medida del agua perdida por evaporación de

un depósito de regulares dimensiones. Los distintos modelos se diferencian

entre sí en tamaño, forma y ubicación en el terreno. Están concebidos para

medir la evaporación en embalses o grandes lagos y en general se sitúan

próximos a ellos. Generalmente con ellos se obtienen medidas superiores a la

evaporación real por lo que precisan de correctores que dependen del modelo.

Evaporímetro

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.

Instrumento para medir Mareas:

Mareómetro o mareógrafo es el aparato que sirve para medir o registrar

las mareas, se suele situar en las entradas de los puertos para orientar e

informar a los barcos de la disposición de calado existente. Forman parte de

las redes de meteorología y oceanografía para la ayuda a la navegación

marítima.

Mareógrafo Aanderaa

Llamados también mareógrafos de presión, obtienen el nivel del mar a partir de la medida de la presión hidrostática. Esta medida está influenciada por la presión atmosférica y es necesario, a no ser que el propio medidor lo realice, efectuar la corrección correspondiente.

Mareógrafo Sonar

Llamado también acústico SONAR usa el principio de medición de distancia por el eco de un sonido. Suele estar compuesto por un emisor - receptor de ultrasonidos colocado a una distancia de la superficie del agua y mediante la medición del tiempo que tarda en llegar el eco de una señal que ha mandado determina el nivel de la marea. Este dato, junto con la fecha y la hora es guardado o enviado a un sistema de análisis.

Instrumento para medir Presión Atmosférica:

Barómetro de mercurio

Un barómetro de mercurio ordinario está formado por un tubo de vidrio de unos 850 mm de altura, cerrado por el extremo superior y abierto por el inferior. Cuando el tubo se llena de mercurio y se coloca el extremo abierto en un recipiente lleno del mismo líquido, el nivel del tubo cae hasta una altura de unos 760 mm por encima del nivel del recipiente y deja un vacío casi perfecto en la parte superior del tubo. Las variaciones de la presión atmosférica hacen que el líquido del tubo suba o baje ligeramente; al nivel del mar no suele caer por debajo de los 737 mm ni subir más de 775 mm. Cuando el nivel de mercurio se lee con una escala graduada denominada nonius y se efectúan las correcciones oportunas según la altitud y la latitud (debido al cambio de la gravedad efectiva), la temperatura (debido a la dilatación o contracción del mercurio) y el diámetro del tubo (por los efectos de capilaridad), la lectura de un barómetro de mercurio puede tener una precisión de hasta 0,1 milímetros.

Barómetro Aneroide

Un barómetro más cómodo (y casi tan preciso) es el llamado barómetro aneroide, en el que la presión atmosférica deforma la pared elástica de un cilindro en el que se ha hecho un vacío parcial, lo que a su vez mueve una aguja. A menudo se emplean como altímetros (instrumentos para medir la altitud) barómetros aneroides de características adecuadas, ya que la presión disminuye rápidamente al aumentar la altitud. Para predecir el tiempo es imprescindible averiguar el tamaño, forma y movimiento de las masas de aire continentales; esto puede lograrse realizando observaciones barométricas simultáneas en una serie de puntos distintos. El barómetro es la base de todos los pronósticos meteorológicos.

Manómetro de tubo abierto

Un aparato muy común para medir la presión manométrica es el manómetro de tubo abierto. El manómetro consiste en un tubo en forma de U que contiene un líquido, que generalmente es mercurio. Cuando ambos extremos del tubo están abiertos, el mercurio busca su propio nivel ya que se ejerce una atmósfera de presión sobre cada uno de ellos. Cuando uno de los extremos se conecta a una cámara presurizada, el mercurio se eleva hasta que la presiones se igualan.

La diferencia entre los dos niveles de mercurio es una medida de presión manométrica: la diferencia entre la presión absoluta en la cámara y la presión atmosférica en el extremo abierto. El manómetro se usa con tanta frecuencia en situaciones de laboratorio que la presión atmosférica y otras presiones se expresan a menudo en centímetros de mercurio o pulgadas de mercurio.

Instrumento para medir Sismógrafos:

Primer sismógrafo inventado por el científico chino Hang Chen (Año 132 d.C.

Sismoscopio construido por el abate De Haute-Feuille

Sismógrafo Wiechert horizontal (Alemania 1904) Masa: 1.000 kg. Período: 8 s

Sismómetro de Banda Ancha (BB) de tres componentes, modelo STS-2

(Streckeisen) de 9 Kg. Respuesta plana en el rango frecuencial de 8,3mHz (120

seg) a 50 Hz.

A la derecha, sismómetro de banda ancha (BB) modelo 40-T (Güralp), de tres

componentes, con respuesta plana en el rango frecuencial de 33,3mHz (30

seg) a 50 Hz. A la izquierda, sistema digital de adquisición de datos TAURUS

(Nanometrics Inc.), de 24 bits. (Inpres)

Investigaciones

Garita

En los observatorios se usan termómetros instalados con carácter fijo, y en

este caso es preciso protegerlos contra todas las posibles causas de error antes

enumeradas. Esto se consigue manteniéndolos dentro de una garita apropiada

llamada «abrigo termométrico» o «garita meteorológica».

Estas garitas deben cumplir la condición de impedir la llegada al termómetro

de toda radiación exterior, directa o indirecta, y al mismo tiempo facilitar la

libre circulación del aire. Existen varios modelos, todos parecidos en sus líneas

fundamentales. Describiremos el adoptado por el Instituto Nacional de

Meteorología de España: consiste en un cajón de madera de dimensiones

moderadas (uno o dos metros), cuyas paredes, incluso las puertas, están

formadas por doble persiana, es decir, con dos series de listones inclinados

hacia abajo tanto por fuera como por dentro, con objeto de impedir el acceso

de la radiación exterior; la persiana exterior impide la entrada de los rayos

directos del sol o de la atmósfera; la interior detiene los que proceden del

suelo por reflexión. El suelo de la garita está formado por un doble sistema de

listones que tiene el mismo objeto de impedir la entrada de rayos sin

obstaculizar el acceso del aire. El techo es inclinado para dejar escurrir el agua

de lluvia o la nieve, y lleva en su centro una chimenea para activar la circulación

del aire. El cajón va montado sobre patas bien afirmadas en el suelo de modo

que el piso quede a una altura aproximada de 1,20 m. del suelo natural, el cual

debe ser llano y cubierto de fino césped. La puerta debe abrirse hacia el Norte.

Debe pintarse de blanco con objeto de que las radiaciones exteriores sean

reflejadas lo mejor posible; los colores oscuros absorberían dichas radiaciones

y la garita se calentaría. Los termómetros dentro de la garita deben estar

suspendidos por medio de soportes apropiados lo más ligeros posible para

evitar la propagación del calor por conductibilidad, y las vibraciones

producidas por el viento. Para aumentar la estabilidad y amortiguar dichas

vibraciones (peligrosas sobre todo para los termómetros de máxima y mínima,

cuyos índices podrían moverse), hay que asegurar la garita con cables de

acero. (Rumtor)

Estación Meteorológica

Estación meteorológica es una instalación destinada a medir y registrar regularmente diversas variables meteorológicas. Estos datos se utilizan tanto

para la elaboración de predicciones a partir de modelos numéricos como para estudios climáticos. Está equipada con los principales instrumentos de medición, entre los que se encuentran los siguientes:

• Anemómetro: mide el viento • Barómetro: mide la presión atmosférica • Heliógrafo: mide la insolación del suelo • Higrómetro: mide la humedad • Pirómetro: mide la radiación solar • Pluviómetro: mide el agua caída • Termómetro: mide la temperatura Satélites meteorológicos Los satélites meteorológicos son un tipo de satélite artificial utilizados para supervisar el tiempo atmosférico y el clima de la Tierra, aunque también son capaces de ver las luces de la ciudad, incendios forestales, contaminación, auroras, tormentas de arena y polvo, corrientes del océano. (Documentos)

Bibliografía Documentos. (s.f.). Obtenido de http://hoy.com.do/instrumentos-usados-en-una-estacion-

meteorologica/

Ejemplos. (s.f.). Obtenido de http://www.ejemplode.com/37-fisica/2595-

instrumentos_para_medir_la_temperatura.html

Inpres. (s.f.). Obtenido de www.inpres.gov.ar/.../Introducción%20a%20la%20Sismometría.pdf

Kippzonen. (s.f.). Obtenido de http://www.kippzonen.es/ProductGroup/85/Instrumentos-Solares

Nortek. (s.f.). Obtenido de http://www.nortek-es.com/es/producto/sistemas-de-onda

Rumtor. (s.f.). Obtenido de http://www.rumtor.com/garita.html