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Qué son y para qué sirven los sensores meteorológicos

Publicado en 10 julio, 2019

Envira,

La meteorología, la ciencia encargada del estudio de la atmósfera, de sus propiedades y de los fenómenos que en ella tienen lugar, los llamados meteoros, ha adquirido una notable importancia en los últimos años. De hecho, las predicciones meteorológicas condicionan importantes sectores productivos como la agricultura o el turismo.

Por tanto, teniendo también en cuenta el interés que despierta este tema, el presente artículo tratará de explicar qué son los sensores meteorológicos y las estaciones meteorológicas, instrumentos claves en la obtención de esta información, y qué utilidades tienen.

Sensores meteorológicos, interpretando las señales atmosféricas

Un sensor meteorológico, atendiendo a la definición de la Agencia Estatal de Meteorología (AEMET) (1), es un «dispositivo diseñado para recibir información de una magnitud meteorológica y transformarla en otra, en muchos casos eléctrica, que se pueda cuantificar y procesar» para facilitar su comprensión. Cuando varios de estos sensores se agrupan en una misma instalación, se habla de estaciones meteorológicas, equipamientos que pueden conformar a su vez redes de observación meteorológica más o menos amplias o con diferentes propósitos y resolución.

El concurso de los sensores, por tanto, es clave para saber qué tiempo hace y pronosticar, en la medida de lo posible, el futuro comportamiento de los meteoros, cometido para el que ENVIRA IoT ofrece una amplia gama de soluciones de contrastada fiabilidad.

La observación prolongada en el tiempo (los períodos de referencia están establecidos por la Organización Meteorológica Mundial en 30 años) de estos fenómenos y el estudio de sus valores medios y los episodios extremos dan lugar a la definición del clima propio de una zona. Es decir, el clima es una síntesis de los fenómenos meteorológicos que se pueden esperar en cada lugar y momento (Chazarra, Rodríguez & Flores, 2018).

¿Cuáles son los sensores meteorológicos más comunes?<H/3>

En el ámbito de la meteorología resulta clave la monitorización continua de variables tales como (FECYT, 2004):

  • Temperatura
  • Presión atmosférica
  • Dirección y velocidad del viento
  • Radiación solar
  • Grado de humedad
  • Precipitación

Temperatura, la sensación térmica interpretada en números

La medición de la temperatura es una de las variables más conocidas y utilizadas. Es una magnitud física que se mide a través de un sensor y que permite conocer la energía térmica o cantidad de calor de un cuerpo, objeto o ambiente y las variaciones que experimenta.
Existen diferentes clases de dispositivos sensóricos para monitorizar la temperatura:

Sensores termopares, uno de los más utilizados por su relación calidad/precio.
Sensores RTD, que ofrecen una gran precisión.
Sensores termistores, que detectan la modificación en la temperatura por el cambio que registra la resistividad de un semiconductor.
Termómetros, que miden la respuesta del mercurio o alcohol de su interior al calor.

Presión atmosférica, calculando el peso del aire

La presión atmosférica mide la fuerza que ejerce el aire sobre un cuerpo o superficie a consecuencia de la gravedad.

Se suele medir con un barómetro (de mercurio, aneroide, etc.,) y en su cálculo influyen diversas variables tales como la altitud, la temperatura o la humedad.

Viento, supervisando cómo se comporta el aire en movimiento

El viento se define como el movimiento del aire entre dos puntos con diferente presión o temperatura. Los principales aspectos que se tienen en cuenta son:

  • Dirección, para cuya determinación se emplean las veletas que señalan de dónde procede el viento.
  • Velocidad, que se suele medir con un anemómetro, un instrumento compuesto por unas cazoletas que definen este parámetro a partir de la rapidez de giro.

Radiación solar, la energía que transfiere el sol

La radiación solar mide la energía electromagnética transferida por el sol a la superficie terrestre.

En su cálculo se usan unos aparatos denominados piranómetros, también conocidos como solarímetros o actinómetros, que miden la radiación solar en kilovatios por metro cuadrado en un campo de 180 grados (2). No obstante, la radiación solar también se puede estimar a través de un heliógrafo, instrumento encargado de medir las horas de sol.

Humedad, ¿cuánto vapor de agua hay en el aire?

La humedad se define como la cantidad de vapor de agua contenida en el aire.

Hay varias formas de hacer referencia a esta variable (humedad absoluta, humedad específica, etc.), pero una de las mediciones más habituales es la correspondiente a la humedad relativa. Su supervisión se realiza con un psicrómetro, un tipo de higrómetro más preciso que los usados en el ámbito doméstico.

Precipitación, el agua que acompaña a las nubes

La precipitación es la caída de meteoros acuosos desde la atmósfera a la superficie terrestre. Se trata de un fenómeno que puede descargar en forma de lluvia, nieve o granizo.

El instrumento de medición que se usa es el pluviómetro, que consiste básicamente en un embudo que recoge el agua y la envía a un recipiente graduado a partir del que se obtiene la precipitación caída en un lugar y tiempo determinado.

¿Qué utilidades tienen los sensores meteorológicos

Las predicciones meteorológicas son claves para sectores tales como la agricultura o el turismo. De hecho, fenómenos como el cambio climático, que introducen una gran incertidumbre fruto de la modificación en los patrones de clima normales, ponen en especial valor los pronósticos hiperlocales en base a los que tomar decisiones.

En el caso de la práctica agrícola, en los países regidos por el monzón, por ejemplo, contar con pronósticos meteorológicos facilita la toma de decisiones sobre qué especies plantar o cuánta superficie de tierra preparar para cultivo. En otras latitudes, en cambio, disponer de información detallada sobre el tiempo previsto puede ayudar a minimizar las pérdidas derivadas de tormentas o heladas tardías.

La actividad turística también está condicionada en gran medida por los pronósticos meteorológicos, siendo una variable que influye en las reservas hoteleras o en la organización de eventos al aire libre.

No obstante, también existen otros usos.

  • Supervisión de la calidad del aire: las emisiones contaminantes experimentan modificaciones en la atmósfera que definen los niveles de inmisión, una transformación en la que las variables meteorológicas juegan un importante papel, por eso las estaciones de calidad del aire como las que instala ENVIRA IoT incorporan sensores meteorológicos.
  • Producción de energía renovable: la existencia de recursos tales como viento o sol son fundamentales para producir energía renovable, por lo que disponer de datos sobre la radiación solar, por ejemplo, puede contribuir a incrementar el rendimiento de las instalaciones fotovoltaicas.
  • Observación meteorológica para el manejo de drones: los planes de vuelo necesarios para el uso de este tipo de equipos también tienen que tener en cuenta las condiciones meteorológicas.
  • Sistema de información meteorológica vial (RWIS): estos sistemas resultan muy útiles en especial durante la época invernal, proporcionando información que ayuda a incrementar la seguridad en carretera y datos para la elaboración de modelos (Manfredi et al., 2008).

Los sensores meteorológicos, en definitiva, contribuyen a reducir la incertidumbre que genera la meteorología. Las soluciones de monitorización que proporciona ENVIRA IoT, que incorporan las últimas tecnologías disponibles en el mercado y destacan por su fiabilidad, ofrecen información de carácter local que ayuda a la toma de decisiones. Contar con datos detallados reduce el riesgo en las actividades agrícolas, mejora el rendimiento de las instalaciones de energía renovable o hace que los trayectos por carretera sean más seguros, todo ello en un marco de crisis climática en el que el tiempo parece haberse vuelto loco.

Referencias:

– (1) AEMET Meteorología. Sensor meteorológico. https://meteoglosario.aemet.es/es/termino/518_sensor-meteorologico
– (2) Piranómetro. (2017.). En Wikipedia. https://es.wikipedia.org/wiki/Piran%C3%B3metro
– Chazarra, A., Rodríguez, C., & Flores, C. (2018). Climatología y observaciones. La física del caos en la predicción meteorológica, 117-128. doi: http://doi.org/c7fx
– FECYT. (2004). Meteorología y climatología. Madrid: Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología. ISBN 84-688-8535-5. https://www.fecyt.es/es/publicacion/unidad-didactica-meteorologia-y-climatologia
– Manfredi J., Walters T., Wilke G., Osborne L., Hart R., Incrocci T., Schmitt T., Garrett V.K., Boyce B., Krechmer D. (2008) Road Weather Information System Environmental Sensor Station Siting Guidelines, Version 2.0. FHWA, Washington, DC. https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/3290

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