estacion meteorologica

5/23/2018 Estacion Meteorologica

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ESTACION METEOROLOGICA

Componentes de una estacin meteorolgica:

1. Terreno CircundanteEste terreno debe ser plano y libre de obstrucciones y obstculos que los rodean

deben encontrarse a una distancia y su altura aparente sobre el suelo, no exceda

los 10 grados del horizonte al Este y Oeste debe ser despejado. El suelo debe estar

cubierto y debe ser circulado por una malla metlica.

2. Parcela MeteorolgicaUna porcin de terreno rectangular o cuadrado est destinado para la

proteccin de los instrumentos al aire y tambin en el est integrado un abrigo

meteorolgico.

3. Abrigo MeteorolgicoSu funcin es proteger los instrumentos ms sensibles como los

termmetros, sicrmetros, termohigrgrafos, evapormetros, higrmetros,

termgrafos e higrgrafos tiene que estar construido de forma, que permita lalibre circulacin del aire para mantener la temperatura. Las paredes y puertas

debe estar formadas por dobles persianas, para impedir el acceso de la radiacin

solar, el techo exterior deber ser inclinado para dejar escurrir el agua de lluvia.

4. Oficina o Local para el ObservadorCuando el tipo de estacin requiere la instalacin de instrumentos para medir la

presin atmosfrica o de equipo para radio comunicacin. La estructura debe ser

slida, el techo de concreto ya que permite instalacin de equipo como medidoresde viento.


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5. InstrumentacinLa correcta medida de los elementos meteorolgicos depende en un alto

porcentaje de la instalacin de los instrumentos. Para que las observaciones

efectuadas en diferentes estaciones sean comparables.

Instrumentos en General

a. Unidad CentralLa Unidad Central de la Estacin es un dispositivo que recibe las seales de los

sensores y las procesa. En concreto la Unidad Central de este tipo de estacin usa

un registrador de datos (datalogger) contenido en una caja aislada del exterior.

Sus principales caractersticas son:

Carece de teclado y pantalla. Tiene 12 canales analgicos SE (6 diferenciales), 2 de pulsos, 8 puertos de

control digital y tres canales de excitacin (2,5V).

Frecuencia de muestreo de 64 Hz aunque existe una configuracin especial(Burst Mode) que permite muestrear hasta 750 Hz.

Rango de entrada de canales analgicos: 2.500 mV.

Conversor Analgico Digital de 13 bits de resolucin (hasta 0,33 mV). Bajo Consumo: 1 mA en reposo, 13 mA procesando y 46 mA en medida. Realiza operaciones matemticas y clculos estadsticos. Batera interna de litio para mantener los datos, el programa y el reloj, en el

caso de que fallase la alimentacin.

Temperatura de funcionamiento: -25 a 50 C.


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b. TrpodeMstil de 2 m. de acero galvanizado, incluyendo trpode para apoyo y fijacin. Es

desmontable y sus 3 patas pueden ir montadas sobre pequeos dados a modo de

cimentacin o simplemente sujetas al suelo con piquetas enterradas.

En el mstil se montan los brazos soporte de los piranmetros y de los sensores de

viento de la siguiente manera:

Sensor de direccin de viento orientado al norte. Sensores de radiacin orientados al sur.

c. Sonda HR y TALa medida de la Temperatura se realiza con un sensor de temperatura Pt1000,

cuyo funcionamiento se basa en la variacin de la resistencia del Platino con latemperatura.

La medida de la Humedad Relativa se realiza mediante un dispositivo capacitivo de

estado-slido (sensor HUMICAP 180, polmero plstico que tiende a absorber

humedad), que cambia sus caractersticas elctricas respondiendo a variaciones de

humedad, de tal manera que al absorber humedad disminuye la capacidad. Estos


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cambios son detectados, linealizados y amplificados por un circuito situado en la

sonda, que adems, compensa la HR con la temperatura

Como accesorio lleva un protector para radiacin con ventilacin natural modelo

URS1. Este dispositivo de apantallamiento mltiple protege al sensor de

temperatura de la radiacin directa y difusa, ya que, si sta incidiese directamente

sobre l, se registraran medidas muy superiores a la real. Su efecto sobre el sensor

de Humedad Relativa es el de evitar el roco, la condensacin o la lluvia,

eliminando el efecto de histresis que se producira. Su diseo es tal que permite

la ventilacin natural y facilita el acceso al sensor para su montaje y desmontaje.

Otros protectores tienen ventilacin forzada que minimiza el efecto trmico sobre

el sensor.

d. PiranometroSirve para medir la Radiacin Solar.

Es una fotoclula de silicio sensible a la radiacin entre 350 y 1100 nm. Va

montada sobre un trazo soporte con nivel, debiendo estar orientada al sur y

evitando que la sombra de cualquier otro sensor o accesorio del trpode proyecte

sombre sobre ella.


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e. ModemPara las comunicaciones GSM se va a instalar el mdem 'WMO1-G900 de

Wavecom'. Es un mdem compacto (115 mm x 54 mm x 33 mm) que transmite a

9600 bps. Requiere un interface S932C para conectarlo al registrador de datos

(datalogger). Este mdem es una terminal de GSM para transmitir datos, fax,

mensajes cortos (SMS: Servicio de mensajes cortos) y voz.

f. Caja IntemperieEl modelo ENC 12/14 es una caja de dimensiones internas 355x300x15 mm que

permite alojar la unidad de proceso, un mdem y un regulador de batera. Esta

construida en fibra de vidrio reforzado con poliester, resistente al agua, la

corrosin y totalmente protegido de la entrada de polvo (grado de proteccin

IP68), no requiriendo proteccin adicional para lluvia y radiacin. En su interior se

monta la alimentacin, el registrador de datos (datalogger) y los perifricos. En su

base se instalan los conectores de plstico para los sensores y el cable de toma de

tierra.


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g. AnemoveletaSirve para medir la velocidad y direccin del viento.

El cuerpo principal, la cabeza cnica, la hlice, la cola estabilizadora y otras partes

internas, son moldeados por inyeccin con plsticos resistentes a los rayos UV. El

conjunto de cabeza cnica encaja en el cuerpo principal sellado por una junta

trica. La hlice y los ejes verticales van sobre unos cojinetes de acero inoxidable

engrasados para proporcionar bajo par y proteger del ambiente.

Medida de la velocidad del viento: La rotacin de la hlice de 4 palas produce una

seal elctrica en corriente alterna, de frecuencia proporcional a la velocidad del

viento. Esta seal es inducida en una bobina estacionaria por el giro de un imn

permanente de 6 polos, solidario al eje de las hlices.

Medida de la direccin del viento: La posicin de la veleta es convertida por un

potencimetro de plstico conductivo de alta precisin de 10 KW de valor nominal,

cuyo cursor es solidario al eje de la veleta. Cuando se aplica un voltaje constante,

la seal de salida es una seal continua proporcional al ngulo medido.

h. Alimentacin

Como fuente de alimentacin externa para suministro de energa al registrador dedatos (datalogger) y al mdem GSM se emplear una batera de 12V y 80 Ah

modelo DELTA80 con conexin, va regulador, al panel solar de 20W que sirve para

la recarga de sta.


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Instrumentos de Precipitacin:

Precipitacin: Volumen de lluvia que llega al suelo en un perodo determinado, se

expresa en funcin del nivel que alcanzara sobre una proyeccin horizontal de la

superficie de la tierra.

a. PluvimetroSe trata de un dispositivo de cazoletas basculantes que mide el volumen de

precipitacin en el tiempo. Est formado por dos partes, una base y un embudo

superior para la recogida. La base alberga en su interior el mecanismo de cazoletas

basculantes, protegindolo del exterior y permitiendo la sujecin del pluvimetro

a un soporte. Ambas partes son de plstico resistente a radiacin UV; el diseo del

embudo evita las prdidas debidas a deriva por efecto del viento. El mecanismo de

medida es muy sencillo, la precipitacin recogida por el embudo pasa a una de las

cazoletas en uno de los extremos del brazo del balancn cuando se llena vuelca

vaciando la cazoleta y posiciona la otra cazoleta bajo el embudo, comenzando a

llenarse sta. En cada volcado el brazo balancn provoca contacto de una lengeta

durante unos milisegundos. La cantidad de agua de lluvia cada se mide por el

nmero de contactos, equivalente cada uno a 0,20 mm.

b. PluvigrafoPara registrar en forma continua las cantidades de precipitacin cadas se

utiliza el pluvigrafo.Los registros pueden definir la cantidad de precipitacin,

el tiempo que esta utiliz, con lo cual se puede analizar la distribucin de la


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lluvia en el tiempo para as calcular la intensidad de lluvia. Existen tres tipos

de pluvigrafos: el de balanza, el peso y el flotador. El flotador con sifn o

Hellmann es el ms usado es un cilindro terminado en su parte superior en una

boca circular de 200 centmetros cuadrados de superficie, delimitada por un

anillo de bronce con borde biselado va unido a una caja cilndrica de mayor

dimetro y de una altura de 1.10 metros. Debidamente protegido, el sistema

registrador del aparato y una jarra colectora. El agua de lluvia recogida por el

receptor para un embudo y un tubo al mecanismo registrador. Est constituido

por un cilindro en cuyo interior hay un flotador que se desplaza verticalmente,

al subir el nivel del agua en el cilindro, siguiendo unas guas que imposibilitan

cualquier otro tipo de movimiento. Su instalacin debe comprender entre 1.25

y 2.00 metros sobre la superficie el termmetro seco sirve para obtener la

temperatura del aire o ambiente, el termmetro hmedo, tiene el bulbo

cubierto o por una muselina de algodn color blanco, que se mantiene

hmeda con la ayuda de una mecha quemada por algunos silos del mismo

material, de bastante espesor, trenzados, cuya extremidad est introducida en

un pequeo recipiente con agua destilada, se moja la muselina y se proceda

darle cuerda al ventilador se observa que ambas temperaturas varan, sobre

todo la del termmetro hmedo que baja con rapidez al cabo de dos o tres

minutos las temperaturas de los termmetros se estabilizan, quedando as por

unos minutos y luego empezar a subir de nuevo. El recipiente debe estar

alejado del termmetro para que los efectos de evaporacin del agua en el

recipiente no afecte el bulbo del termmetro la muselina debe cambiarse con

frecuencia.


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Instrumentos de Humedad Relativa

Humedad Relativa: Es el vapor de agua contenida en un volumen dada de aire y la

que podra contener el mismo volumen si estuviese saturado a la misma

temperatura.

a. HigrografoSu funcionamiento se basa en la propiedad que tienen algunas sustancias de

absorber el vapor de la atmsfera, llamada sustancias higroscpicas. Casi todas

las sustancias orgnicas tiene la facultad de absorbe la humedad y entonces se

hinchan; el cabello es bastante sensible a esta propiedad, si su atmsfera se

encuentra hmedo o seca; el cabello rubio de mujer manifiesta la mxima

humedad, debido a esto se ha escogido como censor de los higrgrafos

despus de pasar enrollando la garganta de una pequea polea cuando

aumenta la humedad los cabellos se alargan y el peso tirando de su extremo

libre hacen que la polea gire.

b. TermohigrografoSe tratan de un termgrafo y un higrgrafo independiente, superpuestos,

encerrados en un solo estuche y con sistema nico de relojera que mueva un

amplio tambor al que se adapta una banda de registro con las dos escalas de

temperatura y de humedad, una junto a la otra sin suponerse la humedad

relativa puede obtenerse de la grfica pero la obtencin.El termohigrgrafo debe ir colocado en el abrigo del meteorolgico, una vez

calibrado el sistema de descarga cuando la precipitacin llegue a los 10 mms.

Sifn acta desalojando toda el agua del cilindro y la pluma del inscriptor baja

con el flotador volviendo a la posicin cero; si contina la precipitacin vuelve

a entrar el agua y el flotador sube al nivel del agua. Si el sifn estn

correctamente ajustado debe actuar en no ms en 15 segundos y el flujo el

agua evacuada se colecta en una jarra que va colocada en una parte inferior

del aparato as puede medir plan probeta graduada en milmetros.


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Instrumentos de Temperatura

Temperatura: La temperatura es la medicin del clima o calor que posee los

cuerpos. En la meteorologa se utiliza la escala Celsius (T grados C) cuyo dos

puntos fijos son, el punto de fusin del hielo ( 0 grados C) y el punto de ebullicin

normal del agua (100 grados C).

a. Termmetro de Mxima:Permite conocer la temperatura ms alta presentada en un da o en perodo

determinado de tiempo. Se presenta dos o tres horas despus del medio da,

cuando el suelo ha absorbido durante varias horas la radiacin solar. Tiene los

mismos componentes de un termmetro normal exceptuando:

Estrangulamiento en el tubo capilar cerca del bulbo. Escala graduada en el rango de 20 a 65 grados C.

Al aumentar la temperatura la dilatacin del mercurio contenido en el bulbo

puede vence la resistencia propuesta por el estrangulamiento y fluir, fcilmentepor el tubo capilar; cuando la temperatura disminuye, el mercurio se contrae, pero

la columna del tubo capilar no tiene la suficiente fuerza para pasar por el

estrangulamiento y regresar al bulbo, el depsito del mercurio debe quedar

inclinado hacia abajo uno o dos grados de la horizontal, con objeto de la columna

quede con el contacto con el estrangulamiento y as evitar que la columna que

indique la temperatura mxima se altera por desplazamiento en el tubo capilar.


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b.

Termmetro De Mnima:

Permite conocer la temperatura ms baja presentada en dos observaciones. Por la

noche la ausencia de radiacin solar directa la prdida de calor debido a la

radiacin terrestre se traduce en un descenso de la temperatura de la superficie

del globo; tal enfriamiento en noches con cielo despejado puede provocar la

formacin de heladas y nieblas, por el contrario en noches con el cielo cubierto las

temperaturas mnimas son ms altas. Tiene los mismos componentes de un

termmetro normal exceptuando:

Elemento sensible es etanol o alcohol etlico debido a que su punto decongelacin se presenta con 112 grados C y su punto de ebullicin a 78grados C.

El depsito del alcohol tiene la forma de U para aumentar la superficie decontacto entre el bulbo y el aire.

En el tubo capilar dentro de la columna de alcohol, se posee un ndice mvilde vidrio o esmalte, de color azul o negro y de 12 a 14 mms. de longitud.

Escala grabada en el rango de 25 a 50 grados C.Al disminuir la temperatura, el alcohol se contrae que cuando el menisco de la

columna de alcohol alcanza el ndice, lo empuja hasta sealar la temperatura ms

baja presentada. Al aumentar la temperatura el alcohol se dilata y pasa entre elndice y las paredes del tubo capilar. Se instala en la parte superior del

psicrmetro. Debe quedar en forma horizontal para evitar que el ndice se

desplace por efecto de gravedad.


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c. Termgrafo:

Sirve para la medicin y registro continuo de las variaciones de la

temperatura. Estn dotados de censores bimetlicos o del tubo de burdon ya

que son econmicos, seguros y porttiles. Incluye un mecanismo de banda

rotativa que es comn entre el grupo de instrumentos registradores, la diferencia

es el elemento sensible que se utiliza. Se puede comparar la temperatura del

termmetro seco con al del termgrafo y ajustar el punto cero si es necesario.

d.

Aspiro psicrmetro:Lo forma cuatro termmetros ubicados dentro del abrigo meteorolgico, el

termmetro del bulbo seco y el termmetro de bulbo hmedo estos van

colgados.

e. Geotermmetros:Para estudios de meteorologa agrcola es de inters el conocimiento de

temperaturas del suelo y subsuelo la capa superficial de la tierra experimenta

mayores oscilaciones de temperatura del subsuelo a todas o algunas de las

siguientes profundidades: 2, 5, 10, 15, 20, 30, 50 y 100 cms. de profundidad. Lainstalacin de geotermmetro se realiza en un pozo subterrneo estrecho en el

que se traduce la vara o soporte de madera a la profundidad requerida, una tapa

de zinc o metal con asa o agarrador que sirve para sacar el aparato y tomar las

lecturas a la vez que protege el aparato para que no entre agua en el pozo.


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Instrumentos De Brillo Solar

Brillo Solar: Es el tiempo durante el cual el sol brilla en el cielo durante un tiempo

determinado horas, das, meses.

a. Heligrafo:Instrumento que se utiliza para medir la duracin del brillo solar, se utiliza una

campbell-stokes, en un esfera de cristal que acta como lente convergente en

todas direcciones el foco se forma sobre una banda de registro de cartulina que se

dispone curvada concntricamente con esfera, cuando el sol brilla, quema la

cartulina dejando marcado sobre la banda un surco en la salida hasta la puesta del

sol puede utilizarse una brjula para orientar el instrumento meridiano local con el

extremo ms alto del eje mirando hacia el polo norte. El heligrafo en su cara

interior del soporte presenta tres sistemas de ranuras. Hay dos fajas curvas, una

ms corta que la otra y una faja recta, esta se utiliza en la poca equinoccios se

encaja en las ranuras centrales, banda equinoccial hay que asegurarse que las

cifras de las horas estn en su posicin correcta (bandas de invierno) con el borde

cncavo hacia arriba siempre en el hemisferio y la faja curva larga se usa en el

solsticio de verano bandas de verano con el borde convexo hacia arriba.

Instrumentos De Radiacin Solar:

Radiacin Solar: Tiene como fuente el sol y se propaga por medio de ondas

electromagnticas que se difunden en todas las direcciones con velocidad cercanaa los 300,000 kms. La energa solar se absorbe parte por ciertos contribuyentes de

la atmsfera como el oxgeno el ozono y el vapor de agua y en parte es difundida

por el polvo, la nubosidad y el humo.

a. Actingrafo:Se utiliza para medir la radiacin solar global diaria. El censor est formado por

tres lminas bimetlicas de iguales dimensiones compuestas por dos metales de

distintos coeficientes de dilatacin. La lmina central est ennegrecida con unapintura de alto poder absorbente, en consecuencia lmina negra se calienta ms

que las blancas, esta diferencia de temperatura que es aproximadamente

proporcional. Posee una pluma inscriptora que registra sobre una faja de papel el

desplazamiento producido, esta se coloca sobre un tambor que gira con velocidad

constante mediante un sistema de relojera. Todo est protegido por una caja

metlica que posee una cpula semiesfrica transparente a la radiacin global, por

debajo se encuentran el censor y el disco que tiene un objeto impedir el paso de la


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radiacin al interior del actingrafo, debe instalarse perfectamente horizontal, la

cpula semiesfrica se orienta hacia arriba para que reciba radiacin en un ngulo

slido de 180 las lminas sensibles o bimetlicas queden orientadas en la

direccin Este-Oeste al norte para las estaciones del hemisferio norte y hacia

el hemisferio sur.

Instrumentos De Evaporacin

Evaporacin: Es la cantidad de agua evaporada desde una unidad de superficie

durante una unidad de tiempo en toda la superficie considerada. La unidad de

tiempo es normalmente un da y la altura se expresa en centmetros o milmetros.

a. Evapormetro De Piche:Consiste en un tubo de vidrio cilndrico cerrado en el extremo superior y abierto en

el inferior donde lleva colocado un elemento de evaporacin que consiste en un

disco de papel de filtro sujeto por una arandela. El tubo debe llenarse de agua y

lleva grabada una escala en milmetros creciente de arriba y hacia abajo. Debe ir

colgado dentro de abrigo meteorolgico de la estacin en forma vertical, evitando

el contacto con las paredes debe llenarse de agua antes que se quede seco, no

menos de la tercera parte de su capacidad de agua. El disco de vapor debe

cambiarse semanalmente.b. Tanque De Evaporacin:

Es un cilindro de 25.4 cms de profundidad y 120.7 cms. De dimetro construidos

de hierro galvanizado o de otro material resistente a la corrosin, el nivel del agua

se mide mediante un milmetro de punta, este medidor en un vstago con tornillo

graduado en milmetros que va roscado en un soporte de tres patas con una tuerca

de ajuste micrmetro, que define las dcimas de milmetro. La tuerca es ajustable

y para hacer la medicin se gira libremente regulando la altura de modo que una

vez enrasada la punta con el nivel de la superficie del agua que en estado de leer.El micrmetro se instala sobre un tubo o pozo tranquilizador que es un cilindro

hueco de bronce de unos 10 cms de dimetro y 30 centmetros de profundidad con

un pequeo orificio en el fondo que regula el paso del agua, elimina en su interior

las alteraciones del nivel causado por ondas que pueden formarse en la superficie

libre del agua de tanque. Debe instalarse dentro de la parcela meteorolgica, se

coloca sobre una tarima de madera a una distancia de 5 a 10 cms sobre el nivel del

suelo para permitir la circulacin del aire y facilitar la inspeccin peridica de la


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base. El nivel del tanque de evaporacin no debe variar de 5 y 7 cms por debajo

del borde del tanque. En poca lluviosa el nivel debe mantenerse en 7.5 cms para

evitar rebalse del tanque debido a la precipitacin. Para obtener resultados ms

reales es necesario que exista equipo auxiliar tal como un anemgrafo o

anemmetro de recorrido de viento, situado a 1 o 2 metros por encima del tanque

para determinar el movimiento del aire sobre el tanque; un pluvimetro paracalcular la precipitacin que afectas el nivel de agua en el tanque instalado a la

misma altura que ste; termgrafo que indica las temperaturas mximas, mnimas

y medias del agua del tanque; termgrafo de mxima y mnima para medir las

temperaturas del aire o un termohigrgrafos.

Instrumentos De Viento

Viento: Es el aire en movimiento. Por regla general la direccin del viento vara y su

velocidad crece con la altitud. El viento es una magnitud vectorial caracterizadapor dos nmeros que presentan la direccin y la velocidad a una altura normal de

10 metros sobre el suelo. El viento en superficie raramente es constante durante

un perodo determinado. Vara rpida y constantemente y estas variaciones son

irregulares tanto en frecuencia como en duracin. La direccin del viento es

aquella de donde sopla.a. Anemocinemografo:

Este instrumento est integrada por:

Veleta Registradora:

Indica la direccin del viento, lleva en un extremo un contrapeso terminado

generalmente en punta de flecha, la cual apunta la direccin de donde viene el

viento; en el otro extremo lleva dos paletas verticales que obligan a situarse al

aparato en forma que la resistencia al flujo del aire sea mnima, esto es

paralelamente a su direccin.

Anemmetro De Recorrido De Viento:

Constituido por un molinete de tres o cuatro brazos, con su eje vertical; cadabrazo de la cruz lleva en su extremo una cazoleta semiesfrica o cnica,

preferiblemente, hueca, dispuesta de modo que su borde circular se encuentra en

un plano vertical, siendo el brazo su dimetro horizontal. Las cazoletas deben

presentar su concavidad dirigida a un mismo sentido, a travs de sus engranajes

acta un contador de vueltas que marca el recorrido total del viento.

Anemgrafo:


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Constituido por un anemmetro de cazoleta y una veleta que van conectados a un

mecanismo que registra la velocidad y direccin del viento.

Para la instalacin de este aparato es en un terreno descubierto y libre de

obstculos, a 10 mts de la superficie del suelo.

Instrumentos De Presin Atmosfrica

Es la fuerza que la atmsfera ejerce, en razn de su peso, por unidad de

superficie. Por consiguiente, es igual al peso de una columna vertical de aire de

base igual a la unidad de superficie que se extiende desde la superficie considerada

al lmite superior de la atmsfera.

a. Bargrafo:Aparato sensible que proporciona un registro continuo de la presin

atmosfrica. El elemento sensible est generalmente constituido por una serie de

cpsulas (aneroide) en las que ha hecho el vaco y que se dilatan o se contraen

segn que la presin atmosfrica disminuya o aumente. Las membranas de estas

cpsulas se mantienen separadas entre s por medio de un resorte.

El movimiento resultante de la deformacin del conjunto de estas cpsulas se

amplifica por un sistema de palancas que inscribe sobre una banda lateral en lasuperficie lateral de un cilindro que gira con movimiento uniforme alrededor de su

eje. El bargrafo puede colocarse dentro del abrigo meteorolgico o bien en la

oficina del observador.

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