Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Introducción La tierra en el espacio. Concepción del astrónomo griego Hipparcos (160-125 a.C.)

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1 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Introducción La tierra en el espacio. Concepción del astrónomo griego Hipparcos (160-125 a.C.) al descubrir un fenómeno que se conoce como precesión de los equinoccios.

2 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Introducción

3 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Introducción En Santiago, la primera estación meteorológica fue instalada en el cerro Santa Lucía en 1851, como parte del Observatorio Nacional.

4 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Introducción EN ABRIL, LAS AGUAS MIL ANTONIO MACHADO Español Son de abril las aguas mil. Sopla el viento achubascado, y entre nublado y nublado hay trozos de cielo añil.

5 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura ambiental Es común utilizar las palabras calor y temperatura como si fueran sinónimos, pero no lo son. Calor es la energía que se transmite de un cuerpo a otro, en virtud de una diferencia de temperatura entre ellos. Temperatura es el promedio de la energía cinética de todas las moléculas que conforman un cuerpo. A 0º Kelvin las moléculas o átomos estarían inmóviles.

6 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura ambiental La temperatura es considerada como la expresión de la energía calórica o la representación de la intensidad de calor. En agrometeorología se usa como unidad de medida el º C Termómetros, termopares o termocuplas y termistores. Temperatura de referencia del aire con termómetros de mercurio normalizados. Para la medición electrónica de la temperatura con termistores se utiliza por lo general el principio de resistencia dependiente de la temperatura (RTD=Resistive Temperature Detector). El coeficiente de temperatura indica qué tanto varía la resistencia con el calor. Los materiales sensores son platino y molibdeno con diferentes características y grados de tolerancia.

7 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura ambiental

8 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Humedad ambiental La humedad relativa es la representación de la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. En agrometeorología se usa como unidad de medida el % de HR Psicrómetros, hidrómetros, higrógrafos. Para la medición electrónica de la humedad relativa se utiliza por lo general el principio de capacitancia (cambios en la constante dieléctrica de la cerámica, mica o polímeros). La constante dieléctrica es la propiedad que describe el comportamiento de un dieléctrico en un campo eléctrico).

9 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa

10 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa Sensor de temperatura de precisión PT1000 Sensor HR capacitativo, de una gran estabilidad Bajo mantenimiento Sensores desmontables Buena estabilidad a largo plazo y bajo consumo de energía. Pueden utilizarse en diferentes entornos, alta precisión y baja histéresis. Insensible al polvo y buena tolerancia a agentes químicos. Medidas repetitivas y fiables de temperatura y humedad con toda confianza. Conexión directa al datalogger Programación simple

11 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa

12 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa El protector de radiación de seis o más platos para pequeños sensores de temperatura y humedad relativa ambiental. Protege los sensores frente a errores producidos por la radiación solar y la precipitación. Termoplástico blanco estabilizado-UV para resistencia al clima durante largo tiempo. Protección del sensor: filtro cabezal polietileno sintetizado de alta densidad, tamaño medio de poro 13µm Brazo de montaje de aluminio pintado blanco brillante fijo a tubo vertical

13 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa Medida de temperatura Rango de medida: -40ºC a +70ºC Precisión: ±0.4 ºC entre +5 ºC y +40 º C ±0.9 ºC entre -40ºC y +70ºC Tiempo de respuesta con filtro: <120s (63% tiempo de respuesta con aire en movimiento a 1 m/s) Eléctricas Alimentación: 6-16Vdc Consumo: típico 70µA en reposo, 1.7mA durante la medida (tarda 0.7 seg)

14 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa Medida Humedad Relativa Rango de medida: 0 a 100% HR Precisión (a 25 ºC): ±2 %HR (10 a 90 %HR) ±4 %HR (0 a 100 %HR) Histéresis a corto plazo: <1%HR Dependencia en temperatura: mejor que ±2% entre -20 a 60ºC Estabilidad a largo plazo (típica): ±1% por año. Tiempo de respuesta con filtro: <10s (63% de tiempo de respuesta con aire en movimiento a 1 m/s)

15 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Temperatura y Humedad Relativa Calibración en campo La calibración es fácil de hacer: la cabeza de la sonda que contiene tanto el sensor como la electrónica, se puede desmontar del resto, y ser reemplazada, así se puede seguir tomando medidas mientras el sensor se calibra en el laboratorio. Esta característica significa que las verificaciones rutinarias se pueden hacer sin interrupción en las medidas por un largo periodo. Mantención Mínima mantención, Chequear mensualmente la cubierta de protección y pantalla negra limpia de impurezas. Limpiar con agua destilada, especialmente en zonas costeras. Zonas contaminadas con gases que pueden acortar su vida útil. Se recomienda una recalibración anual.

16 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar Radiación es el proceso por el cual la energía solar o energía radiante se propaga en el espacio. La radiación puede estimarse constituida por dos clases. Una de carácter corpuscular absorbida completamente en la alta atmósfera (sobre 80 Kms.) y sin alcanzar, por tanto, la superficie terrestre y, otra, de carácter ondulatorio, constituida por los rayos u ondas actínicas, lumínicas y calóricas, que al atravesar la atmósfera, en parte es absorbida y en parte es dispersada por las moléculas de aire, proporcionalmente al espesor de la atmósfera que debe atravesar, de ahí que la insolación sea máxima al mediodía y mínima a la salida y puesta del sol Esta energía de manifiesta en forma de radiación ionizante, ultravioleta, luz visible, infrarrojo y calórica.

17 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar

18 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar

19 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar Radiación de onda corta día enero Hora solar Día despejado R is R dif Un piranómetro mide la R is incidente sobre su cúpula 0,3  m - 3  m

20 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar La medición de la radiación solar es lo que se conoce como solarimetría, piranometría, actinometría o radiometría y está basada en la propiedad que tienen los cuerpos oscuros para absorber los rayos u ondas de flujo energético.

21 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar

22 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar Par SP1110 Sensibilidad a la luz entre 350nm y 1100nm Salida 1mV por 100 Wm-² Cabezal corregido coseno (errores típicos de cero entre 0 y 70º, <10% de 85 a 90º) Detector de célula fotoeléctrica de silicio azul reforzada; bajo envejecimiento Temperatura de funcionamiento –35 ºC a +75 ºC Precisión absoluta ±5% (típica <±3%) SKP215 Sensibilidad a la luz entre 400nm y 700nm Salida 1mV por 100 µmol-²s-¹ Las otras características son idénticas a las del SP1110 El µmol es equivalente a µEinstein, que es la millonésima del número de Avogadro de quanta o fotones. 1 W / m² = 4,6 µmol / s¹ m²

23 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Horas Sol

24 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar Neta Los radiómetros netos miden el balance de energía entre la radiación incidente de onda corta más la infrarroja de onda larga con relación a la onda corta y larga infrarroja reflejada por la superficie (suelo). El radiómetro neto incluye dos detectores negros cónicos; una cara hacia arriba, y la otra hacia abajo. Los detectores están recubiertos de una capa de Teflón que los hace resistentes a la intemperie, sin necesidad de cúpulas de plástico. Ambos detectores están calibrados con idéntico coeficiente de sensibilidad.

25 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar

26 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar

27 Estaciones Meteorológicas Automáticas Módulo 3. Sensores Radiación Solar Los sensores de radiación requieren una mantención permanente, revisar mensualmente el nivel del sensor, remover cuidadosamente las deposiciones de aves con un pincel de cerdas suaves y agua destilada, mantener despegado de impurezas el orificio de drenaje. No rayar la superficie del transductor o detector. Se recomienda una recalibración cada dos años.