Llevamos siglos midiendo la velocidad del viento con anemómetros, pero los avances recientes han permitido ofrecer pronósticos meteorológicos más fiables y precisos. Los anemómetros sónicos miden la velocidad del viento con mayor rapidez y precisión que los tradicionales.
Los centros de ciencias atmosféricas suelen utilizar estos dispositivos para realizar mediciones rutinarias o estudios detallados que ayuden a elaborar pronósticos meteorológicos precisos para diversas ubicaciones. Ciertas condiciones ambientales pueden limitar las mediciones, pero se pueden realizar ajustes para superar estos problemas.
Los anemómetros surgieron en el siglo XV y han seguido mejorándose y desarrollándose en los últimos años. Los anemómetros tradicionales, desarrollados a mediados del siglo XIX, utilizan una disposición circular de cazoletas conectadas a un registrador de datos. En la década de 1920, se pasó a utilizar tres, lo que proporcionó una respuesta más rápida y consistente que ayuda a medir las ráfagas de viento. Los anemómetros sónicos representan ahora el siguiente paso en la predicción meteorológica, ofreciendo mayor precisión y resolución.
Los anemómetros sónicos, desarrollados en la década de 1970, utilizan ondas ultrasónicas para medir instantáneamente la velocidad del viento y determinar si las ondas sonoras que viajan entre un par de sensores están siendo aceleradas o ralentizadas por el viento.
Actualmente, se comercializan ampliamente y se utilizan en diversos fines y lugares. Los anemómetros sónicos bidimensionales (velocidad y dirección del viento) se utilizan con frecuencia en estaciones meteorológicas, transporte marítimo, aerogeneradores, aviación e incluso en alta mar, flotando en boyas meteorológicas.
Los anemómetros sónicos permiten realizar mediciones con una resolución temporal muy alta, generalmente de 20 Hz a 100 Hz, lo que los hace idóneos para la medición de turbulencias. Las velocidades y resoluciones en estos rangos posibilitan mediciones más precisas. El anemómetro sónico es uno de los instrumentos meteorológicos más novedosos en las estaciones meteorológicas actuales, e incluso resulta más importante que la veleta, que mide la dirección del viento.
A diferencia de los anemómetros tradicionales, un anemómetro sónico no requiere piezas móviles para funcionar. Mide el tiempo que tarda un pulso de sonido en viajar entre dos sensores. El tiempo está determinado por la distancia entre estos sensores, y la velocidad del sonido depende de la temperatura, la presión y los contaminantes del aire, como la contaminación atmosférica, la sal, el polvo o la niebla.
Para obtener información sobre la velocidad del aire entre los sensores, cada sensor actúa alternativamente como transmisor y receptor, por lo que se transmiten pulsos entre ellos en ambas direcciones.
La velocidad de vuelo se determina en función del tiempo de pulso en cada dirección; captura la velocidad, la dirección y el ángulo del viento en tres dimensiones mediante la colocación de tres pares de sensores en tres ejes diferentes.
El Centro de Ciencias Atmosféricas cuenta con dieciséis anemómetros sónicos, uno de los cuales puede operar a 100 Hz, dos a 50 Hz y el resto, que en su mayoría pueden operar a 20 Hz, son lo suficientemente rápidos para la mayoría de las operaciones.
Dos de los instrumentos están equipados con calefacción antihielo para su uso en condiciones de hielo. La mayoría cuenta con entradas analógicas, lo que permite añadir sensores adicionales como los de temperatura, humedad, presión y gases traza.
En proyectos como NABMLEX se han utilizado anemómetros sónicos para medir la velocidad del viento a diferentes alturas, y Cityflux ha realizado distintas mediciones en diferentes partes de la ciudad.
El equipo del proyecto CityFlux, que estudia la contaminación del aire urbano, declaró: “La esencia de CityFlux consiste en estudiar ambos problemas simultáneamente midiendo la rapidez con la que los vientos fuertes eliminan las partículas contaminantes de una red de ‘cañones’ urbanos. El aire que se encuentra sobre ellos es donde vivimos y respiramos. Un lugar que puede ser arrastrado por el viento”.
Los anemómetros sónicos representan el último gran avance en la medición de la velocidad del viento, mejorando la precisión de los pronósticos meteorológicos y siendo inmunes a condiciones adversas como las fuertes lluvias, que pueden causar problemas con los instrumentos tradicionales.
Contar con datos más precisos sobre la velocidad del viento nos ayuda a comprender las condiciones meteorológicas previstas y a prepararnos para la vida diaria y el trabajo.
Fecha de publicación: 13 de mayo de 2024