3.2.9 – PRESION ATMOSFERICA

La presión atmosférica es un elemento determinante en varios componentes del balance energético. Una medición precisa in situ permite disminuir considerablemente

el error en las estimaciones del balance. En general, la medición de este parámetro es elemental en cualquier estudio meteorológico. Por lo tanto, este sensor posee una importancia para el estudio y para cualquier monitoreo costero.

El sensado de la presión atmosférica mayoritariamente se realiza por medio de un sensor de presión absoluto, independientemente del principio de funcionamiento del sensor. La calidad de la medición es función directamente de la precisión y confiabilidad del transductor usado. Existen múltiples transductores en el mercado, aquí se presenta una implementación con los tres más generalizados (Fig. 3.14a).

La implementación consiste en un transductor de presión resistivo, conectado a una etapa de amplificación, calibración y reducción de ruido (Fig. 3.14b). En general, la

respuesta de los transductores es muy buena. Los transductores poseen una excelente linealidad en el rango de trabajo, pero tienen un corrimiento entre sí (offset) propio del proceso de fabricación. Con lo cual, la obtención de una mayor precisión en la medición (±0,1 mb, entre sí), requiere de la calibración de los transductores, con respecto a un patrón. Además de la calibración, la electrónica permite homologar la salida independientemente del transductor usado, por medio de la variación de la ganancia y offset.

El uso de una etapa electrónica de estas características permite adaptar fácilmente, la salida diferencial de los transductores a los adquisidores comerciales. Asimismo provee los rangos de tensión requeridos por éstos, ya que de otra forma sería dificultoso y penalizaría la resolución de la medición. Para el caso la curva de respuesta elegida oscila entre 938 a 1042 mb, correspondiente de 0 a 5 V. Dada la capacidad de conversión del adquisidor usado la resolución en la lectura resulta de 0,1 mb. Además de contar con la ventaja de poseer un error entre sí de la misma magnitud.

CAPITULO 3 – DESARROLLO TECNOLOGICO 51

Figura 3.14: Vista del equipo terminado (a) y del board del circuito del sensor (b).

El sensor desarrollado se utilizó para recabar los datos necesarios para la estimación del balance energético y también como parámetro en el modelado numérico. Su utilización permitió disponer de un registro continuo, de alta resolución y precisión en el muestreo, lo que favoreció en la disminución del error en el modelado del balance de calor. El rango de trabajo (938 a 1042 mb) del sensor está optimizado para zonas costeras (media 1013,5 mb), pero con la variación de la ganancia y del offset, fácilmente se lo puede adaptar a cualquier rango y resolución requerida en un determinado estudio. Estos sensores fueron calibrados usando un barómetro patrón perteneciente a la Universidad Nacional del Sur.

3.2.10 – MULTIPROPOSITO

Un elemento fundamental en la dinámica térmica ambiental es el viento. Su determinación es una característica elemental de cualquier estudio meteorológico. Existen múltiples dispositivos para medir la dirección y velocidad del viento y a su vez con múltiples tipos de salidas, analógicas, digitales, composición de dirección, sensores activos, pasivos, etc. Esto torna significativamente compleja la unificación de la conexión a un dispositivo de adquisición. Por lo tanto, aquí se presenta un dispositivo genérico que es capaz de adaptar cualquier tipo de sensor de velocidad y dirección (viento y corriente del agua) en una única curva patrón.

La utilización de componentes tradicionales resulta inoperante para resolver la complejidad del problema. En el desarrollo realizado se optó por incorporar un controlador inteligente (16F876), ya que por medio de una programación acertada para el caso se puede lograr el objetivo. El desarrollo consiste en tres entradas analógicas y una digital y a su vez con dos salidas analógicas para el adquisidor (Fig. 3.15). Con la disposición de conversores analógicos y una entrada digital es posible adaptarse a cualquier tipo de salidas. Además, la programación permite la posibilidad de un procesamiento de la magnitud registrada. Por caso, en la actual implementación se toma un valor de dirección cada medio segundo, se realiza el promedio de 16 muestras y se compone la señal de salida. Esto resulta en un valor más confiable y acertado, dependiendo del instrumento utilizado. La posibilidad del procesamiento in situ permite

además de una mejora en la información, posibilitar al usuario de obtener una mayor cantidad de información, sin necesidad de registrar un mayor volumen de datos, dada la posibilidad de disponer de varios en paralelo.

El dispositivo desarrollado posee 10 bits de salida digitales (Fig. 3.15), destinados al control de dispositivos o indicadores visuales (display, leds, etc.). El control de dispositivos está destinado al control de potencia (rele, contactor, mosfet, etc.) en caso que se requiera mayor energía o algún tipo de modulación para controlar la alimentación del sensor. En general, los indicadores visuales son una asistencia de campo, pero no tienen una ingerencia significativa en el desempeño del equipo.

CAPITULO 3 – DESARROLLO TECNOLOGICO 53

Figura 3.15: Board del circuito genérico utilizado en el estudio para adaptar diferentes anemómetros.

La ventaja de disponer de una salida común permitió utilizar los adquisidores desarrollados para sensar el viento, en simultáneo con las demás variables meteorológicas. En otro caso, se debería utilizar algún dispositivo propio del equipo, dificultando el pos-procesamiento e incrementado el costo operativo del estudio. La disponibilidad del procesamiento in situ permite medir cualquier variable ambiental,

como por caso olas, y obtener directamente el periodo y la altura significativos.

En general, los adquisidores de datos tienen una mínima capacidad de procesamiento de la información. solamente un promedio de las muestras para minimizar ruidos o altas frecuencias no deseadas. Los datos registrados por el equipo se utilizan para la estimación del balance energético (Cap. 5) y como condición necesaria para el modelado (Cap. 6). Con un costo operativo bajo se dispuso de una información necesaria para el estudio llevado a cabo. Con la posibilidad de utilizarse en otros equipos y/o procesosamientos de la magnitud leída.

3.3 – DESARROLLO DE UNA BASE DE DATOS OCEANOGRÁFICA