El Anemómetro es un instrumento creado para medir la velocidad y fuerza del viento, valiosos en la meteorología y otras ciencias que han ayudado al hombre para conocer más elementos del clima y la atmósfera, conoce de este valioso instrumento leyendo este artículo.
Indice De Contenidos
- 1 ¿Qué es el anemómetro?
- 2 Imágenes
- 3 Historia el anemómetro
- 4 Anemómetro de tubo
- 5 Importancia del Anemómetro
- 6 ¿Cómo funciona un anemómetro?
- 7 Anemómetro de compresión
- 8 Anemómetro de rotación
- 9 Anemómetro de hilo térmico
- 10 Anemómetro casero
- 11 Anemómetro con registrador gráfico
- 12 Anemómetro ultrasónico
- 13 Anemómetro de lámina
- 14 Anemómetros de presión hidrodinámica
- 15 Aplicaciones del anemómetro
- 16 Anemómetros sónicos
- 17 Anemómetros y las tablas de velocidades de viento
¿Qué es el anemómetro?
Representa para la vida actual un valioso instrumento que se utiliza para medir la velocidad, la fuerza y en ocasiones la intensidad del viento, en diferentes áreas de la sociedad representa una herramienta de vital importancia para obtener datos e informaciones referentes a la temperatura y las condiciones climáticas del planeta.
Existe una gran variedad de anemómetros que posteriormente los describiremos. En todo caso lo importante es que hoy en día se pueden obtener en diferentes lugares a bajo costo y sin contar con ningún tipo de reglamentación.
Existen anemómetros de gran precisión y otros que solamente mantienen su funcionamiento de la misma forma que fueron creados, la digitalización ha ayudado a optimizar estos aparatos, obteniendo de ellos una gran cantidad de información que se utiliza para tomar decisiones importantes con respecto al clima, el ambiente y otras áreas de la vida social del ser humano.
Los anemómetros tradicionales están formados por una pequeña esfera hueca y muy liviana llamada “Daloz”, tienen una pala denominada “Wild”, la cual permite variar la posición en función de la dirección del viento, la fuerza del viento entra por el Daloz e incrementa la energía que la hace girar.
Estos anemómetros llamados de molinete permiten mostrar los registros en función de la cantidad de vueltas que produce la acción del viento, existen otros anemómetros que tienen una variación en la forma de recibir la información cuando gira el llamado molinete.
El movimiento rotatorio de la vara permite enviar revoluciones que en la parte inferior son observadas de varias maneras, digitalmente o manualmente, para recabar los datos que nos envía el viento. Existen también anemómetros para decoración, donde las personas lo utilizan con el objeto de darle ambiente a una casa.
El anemómetro es uno de los instrumentos más antiguos que existen en el desarrollo de la ciencia, incluso hoy en día son usados sobre los aerogeneradores con el objeto de saber si existe suficiente viento que permita activar el generador de energía eléctrica. Ver artículo Vientos
Imágenes
A continuación se muestran algunas imágenes que servirás para ilustrar los instrumentos antes descritos y sus características:
Historia el anemómetro
Se cree que durante el período Maya, años 1200 y 1400 A.C. Se fabricaron algunos aparatos muy parecidos a los anemómetros de las épocas posteriores, lo utilizaban para observar la velocidad del viento y era una especie de vara que giraba a medida que chocaba con el viento, se cree que esta pieza pudo ser la precursora de los anemómetros en el mundo.
Sin embargo, el primer anemómetro registrado y verificado fue desarrollado por el arquitecto y matemático italiano Leon Battista Alberti, en el año de 1450, era un aparato que el viento chocaba contra un disco, el cual tenía una escala que registraba con una especie de aguja el movimiento.
En el año de 1485 Leonardo Da Vinci tomó como referencia el anemómetro de Leon Battista y lo mejoró, en vez de utilizar una placa Leonardo colocó una pieza rectangular de madera sobre un arco colgante, en donde se registraban los datos.
Sin embargo a principios del siglo XVI el Italiano Santori, inventó un aparato denominado el primer anemómetro de palas, poco se sabe del diseño que utilizó Santori. Sin embargo en el año de 1664 el científico Inglés Robert Hooke, inventó un tipo de anemómetro que sirvió de base para el desarrollo posterior del mismo.
Considerado el padre de los anemómetros modernos Hooke se adelantó a su época, siendo un gran inventor que dio grandes aportes a la ciencia, aunque realmente el modelo quedó como muestra, nunca llegó a desarrollarse para ser utilizado por otros científicos.
Anemómetro de tubo
En el año 1775, un vidrio en forma de U se utilizó para construir un tipo de anemómetro horizontal, este tubo se enfrentaba al viento y tenía otro colocado de manera vertical que representaba el otro extremo, a medida que el viento entraba por el tubo horizontal aumentaba la presión, pasando luego hacia el tubo vertical formando una presión de aire.
Los anemómetros de cazoletas llegaron en el año de 1846, a través de científico Irlandés John Thomas Romer Robinson, donde el diseño estaba basado en cuatro tazas que se unían en un un eje central, estas tazas atrapan el viento y los que se volvieran más rápidos determinaban la velocidad de los mismos.
Hoy en día este diseño se utiliza para algunas investigaciones y estaciones meteorológicas por todo el mundo. En el año 1892 un anemómetro al estilo molino de viento se rediseñó utilizando palas parecidas a unas hélices, las cuales se colocaron en un eje horizontal.
Funcionaba igual que los molinos de viento y ayudaban a registrar las revoluciones manualmente, de esa manera se podía saber la velocidad del viento en un tiempo determinado. En 1926, John Patterson, un investigador canadiense, desarrolló un anemómetro de 3 tazas. El cual tenía la misma funcionalidad que los anteriores.
Sin embargo desde el año 1935, los norteamericanos Brevoort y Joiner realizaron algunas mejoras a este tipo de anemómetro lo que permitió aumentar la precisión en las medidas. Otras mejoras fueron hechas por Brevoort y Joiner (en América) en 1935, lo que aumenta la precisión.
Después de ese año, los anemómetros se fueron perfeccionando en las décadas siguientes, se comenzaron a diseñar en función de las necesidades científicas. En los últimos años diversas empresas fabrican anemómetros de distintos modelos, formas y especificaciones.
Conoce más de su inventor
A León Battista Alberti se le atribuye la invención de anemómetro, era un arquitecto y un gran conocedor del arte renacentista, además fue un pensador y gran inventor que tenía un prestigio importante en la Italia de esa época.
Nació en Génova el 14 de febrero de 1404, hijo de una rica familia que poseía muchos comercios y bancos, por lo que desarrollar sus investigaciones no le costaba ningún tipo de problema. Su educación fue muy elitista, formándose en la escuela de Barsizia en Padua y posteriormente en la Universidad de Bolonia.
Fue un gran conocedor de la cultura griega, manejaba muy las matemáticas, la música, filosofía, pintura, escultura y las ciencias físicas. Posterior a la muerte de su padre, se le presentaron problemas económicos muy graves, ya que su familia no estaba de acuerdo con sus criterios.
Se dedica entonces a la carrera eclesiástica en el año 1432, trasladándose a Roma donde pasado un tiempo fue nombrado secretario del papa Eugenio IV. En esa época fue incorporado a la corte papal que se encontraba establecida en Florencia, llegando a conocer a grandes artistas italianos como Donatello, Masaccio y Brunelleshi. Y teniendo muy buena relación con ellos.
Como arquitecto
En la ciudad de Florencia realizó sus primeras obras como arquitecto, los edificios en esa ciudad están considerados como ejemplo de grandes obras arquitectónicas que todavía perduran, trabajó por mucho tiempo elaborando obras a la familia Rucellai, una de las más ricas de la ciudad.
Realizó actividad pedagógica como constructor y arquitecto, dejando para la posteridad grandes obras literarias arquitectónicas que sirven de aprendizaje para el desarrollo de los estudiantes de arquitectura, las más relevantes son Della Pittura (1436) y De Re Aedificatoria (1453).
Obras arquitectónicas
Su fama y prestigio se había extendido por toda Florencia, de manera que parte de su vida la dedicó a la construcción de grandes obras arquitectónicas, las cuales son consideradas verdadero arte que hasta la fecha aún perduran, ellas son:
- Palacio Rucellai (1445-1451), Florencia.
- Templo San Francisco o Templo Malatesta de Rimini (1447-1450)
- Iglesia de San Sebastiano (1460), Mantua.
- Santa María Novella (1456-70), Florencia.
Obras literarias
También trabajó en la reconstrucción de varias fachadas de iglesias renacentistas durante el año 1456, en ese tiempo desarrolló con mayor fuerza sus actividades literarias, ya venía elaborando algunas obras desde el año 1434, cuando estaba dedicado la pedagogía de la arquitectura.
En el año 1433 redactó cuatro libros en lengua vulgar, incluso comenzó uno, denominado “Los libros de la familia”, el cual pudo terminar en el año 1441, sin embargo continuó su desarrollo literario elaborando obras de gran valor artístico y cultural, veamos:
- Apologías y elogios
- Cena Familiaris
- De Amore
- De equo animante (El caballo vivo)
- De Iciarchia
- De re aedificatoria
- Deifira
- De lunularum quadratura
- De Pictura
- Descriptio Urbis Romae
- Ecatonfilea
- Elementos de Pintura
- Epístola consolatoria
- Gramática de la lengua toscana
- Intercœnales
- Historieta amorosa entre Leonora de Bardi e Ippolito Bondelmonti
- Los libros de la familia
- Ludi matematici
- Momus sive de principe
- Naufragus
- Profugiorum ab ærumna libri III
León Battista Alberti, fue una de las figuras principales y más representativas del renacimiento en Italia, junto a Leonardo da Vinci. Fallece el 25 de abril de 1472 en la ciudad de Roma, dejando una influencia muy importante en la cultura renacentista Italiana.Vea también Veleta
Importancia del Anemómetro
Su importancia radica en la información que permite medir la velocidad de los vientos, los cambios repentinos y las incómodas turbulencias. En el área de la meteorología para determinar las corrientes de aire caliente y frío a gran escala, ayudando a definir los cambios de clima y temperatura del ambiente.
En la aeronáutica es de vital importancia ya que se puede conocer la velocidad de los vientos y su dirección, lo que permite a los pilotos de aviones establecer rutas de navegación. En el deporte sirve para establecer las reglas y normas en las competiciones.
Algunos récords mundiales en atletismo, golf, natación, hipismo y béisbol no han sido reconocidos, ya que en ciertas actividades deportivas existen valores estándar que deben cumplir los lanzamientos y las velocidades en función de tener el viento a favor o en contra.
El uso del anemómetro en el atletismo
La actividad deportiva donde el anemómetro es más utilizado es el atletismo, los valores de la velocidad del viento son determinantes para ayudar o perjudicar a un atleta en el desarrollo de una competencia, en las carreras de velocidad el viento juega un papel importante.
Si se tiene a favor una velocidad de viento específica, lógicamente muchos atletas sacarán provecho para aumentar su velocidad y por lo tanto tienen menor resistencia al viento para desarrollar altas velocidades. Caso contrario sucede si la velocidad del viento está en contra, la resistencia es mayor y el atleta tendrá que exigir más a su cuerpo para desarrollar velocidad.
En el caso de los lanzamientos de jabalina, disco y martillo sucede lo mismo, el instrumento de lanzamiento llegará más lejos si no obtiene resistencia al viento, o este sopla con suficiente velocidad para impulsarlo más lejos de lo que normalmente debería llegar.
Por el contrario, será muy difícil obtener buenos registros si este viento se encuentra en contra y perjudica el lanzamiento del atleta, asimismo si el viento se presenta de forma lateral. En estos casos no se procede de ninguna manera ni se otorga algún beneficio al deportista.
Los reglamentos internacionales que rigen las actividades deportivas atléticas, establecen ciertos criterios con respecto al límite debe tener la velocidad del viento para considerar, en qué momento perjudicó o aventajó a un atleta en una competencia deportiva.
Se han visto situaciones de atletas que han marcado registros importantes en competencias internacionales y juegos olímpicos y posteriormente les han eliminado esos registros. El motivo es muchas veces el viento a favor, ya que generalmente tener el viento en contra no genera ningún tipo de sanción ni ventaja en los números finales.
¿Cómo funciona un anemómetro?
El funcionamiento de este instrumento depende en gran medida del tipo que se utilice, sin embargo en rasgos generales el funcionamiento básico consiste en determinar el volumen de viento que hace contacto con algún objeto adaptado.
Esto permite darle fuerza a otro objeto que a su vez crea un movimiento, el cual posteriormente será el que servirá para realizar la medición respectiva y permite obtener resultados más precisos.
Generalmente es una especie de hélice que puede tener varias formas, esta recibe la fuerza del viento y lo hace girar a través de un eje que posteriormente es observado y analizado, bien sea por una persona, una lámina de metal, madera o un dispositivo digitalizado.
La información se recibe y se transmite posteriormente a una analizador de datos, donde serán procesados según las necesidades climáticas, meteorológicas o de valores instrumentales. Las revoluciones determinan la velocidad del viento en ese momento.
Aunque hoy en día existen anemómetros que tienen sensores y diminutos dispositivos electromagnéticos que hacen el trabajo un poco más fácil sustituyendo la función que en los anemómetros tradicionales que hacían las hélices.
A continuación resumimos las diferentes maneras que utilizan los anemómetros para medir el comportamiento de los vientos:
- Para medir la variación de velocidad se debe utilizar uno de tipo hélice
- La fuerza se registra enfrentando las corrientes a láminas sensibles y livianas.
- La diferencia de temperatura a través de filamentos calentados por igual, sometiendo uno a la temperatura y al otro en calma.
- La presión se mide utilizando diferentes tubos, donde el paso de la corriente de aire establece las condiciones de presión.
- A través de equipos sofisticados ultrasónico o de rayo láser
Anemómetro de compresión
Está basado en un tubo de Pilot (tubo de metal o vidrio que sirve para medir presiones y otros datos barométricos), donde tres tubos conforman una especie de canal, uno de ellos contiene un orificio en frente el cual mide la presión de movimiento.
El otro tubo está colocado en forma lateral y mide la presión estática, y el último tubo con orificio lateral, el cual recibe las diferencias de las presiones permitiendo medir la velocidad del viento en ese momento.
Anemómetro de rotación
También llamado de copelas, contiene dos cazoletas como las inventadas por Robinson en el año de 1846, parecidas a unas hélices que se unen a un eje central, este permite dar la velocidad cuando comienza a girar, activando un diminuto dispositivo.
Este dispositivo es un pequeño mangote que genera una corriente eléctrica que facilita la observación a través de pequeñas chispas, que son las que según su intensidad y fuerza permiten saber la velocidad y magnitud de los vientos.
Anemómetro de hilo térmico
Considerado como uno de los más delicados y específicos que se han creado, también es llamado de hilo caliente, permite medir la velocidad del fluido, detectando los cambios de temperatura, sobretodo el calor a través de un mínimo sensor calefactor, el cual es una pequeña película muy delgada.
El sensor se mantiene a una temperatura constante usando un circuito eléctrico, el proceso de enfriamiento y el tiempo que tarda en perder temperatura, permite establecer la cantidad de fluido que pasa por el hilo. El aumento de voltaje está relacionado con la transferencia de calor.
Este sistema permite medir no solamente las velocidades de vientos sino también la de otros gases y fluidos, su alto nivel de percepción le permite medir las turbulencias con una precisión incomparable, lo que hace de este aparato un tanto costoso y difícil de adquirir. Ver artículo Tipos de vientos
Anemómetro casero
Como su nombre lo indica puede ser elaborado en casa y dependen de la creatividad del inventor, los materiales son muy sencillos y se consiguen en cualquier lugar de la casa, vasos plásticos, cartón pegamento, hilo, silicona, plásticos, papel, entre muchos otros.
Estos anemómetros caseros ayudan a incentivar el conocimiento, la manipulación y organización de diferentes elementos, se recomienda elaborarlos junto a los niños, darles color al terminarlos y colocarlos en lugares donde el niño puede sentir la utilidad.
Anemómetro con registrador gráfico
Se puede llegar a pensar que todos los anemómetros tienen registros gráficos, sin embargo esto no es así, la gran mayoría cuenta con unos registros digitalizados y otros solo llevan indicadores que no necesitan de registros gráficos.
Los anemómetros que contienen registros gráficos son llamados “Anemógrafos”, sirven de mucha utilidad porque elaboran directamente el registro en una hoja de papel, la cual generalmente es continua. Sin embargo en otros casos los registros quedan reflejados en un contador automático.
Este tipo de anemómetros resulta de mayor utilidad cuando se requiere llevar registros estadísticos y elaboración de bitácoras en el comportamiento del clima y las temperaturas de ciertas zonas, los investigadores suelen llevar actualmente estos registros gráficos en equipos de computación de nueva generación.
Anemómetro ultrasónico
Este tipo de anemómetros son totalmente diferentes al resto, utilizan el sonido para determinar la velocidad del viento. Se caracterizan por no poseer elementos móviles, son los más confiables del mercado y no necesitan realizarle mantenimiento preventivo.
El funcionamiento consiste en lo siguiente: contiene dos pares de transductores ultrasónicos que se colocan a 90 grados uno del otro, cada sensor transmite y recibe impulsos ultrasónicos que serán registrados posteriormente
De manera que el tiempo que tarda un sonido en viajar del transductor colocado en posición norte sur, se compara con el tiempo que tarda en llegar al otro transductor colocado en dirección sur norte y así poder establecer la relación de velocidad.
Cuando no hay viento, los valores son iguales y no hay comparación, es importante ya que la onda sonora es la materia prima que determina la recepción en los transductores, como sabemos es de muy baja frecuencia y no audible al ser humano.
Como ejemplo explicamos lo siguiente: si un viento sopla hacia el norte, el tiempo de duración hacia el sur será mayor, comparado con el tiempo que viaja de sur a norte, la diferencia de ambos tiempos determina la velocidad real de la corriente de aire.
Antes de hacer uso de este tipo de anemómetros, se deben calibrar, para obtener los resultados esperados, las mediciones son muy precisas, detalladas y minuciosas, por lo que ayudan enormemente a los científicos, la desventaja de estos equipos, es lo costoso que resultan en el mercado, por su alta tecnología.
Anemómetro de lámina
Este diseño es uno de los más sencillos que existen, está elaborado con una veleta, que indica la dirección del viento a través de una flecha, sirve para estudiar el clima, la lámina entra en movimiento cuando el viento hace contacto con ella.
Seguidamente se produce un movimiento giratorio hacia los lados el cual va a permitir saber según sea el movimiento rápido o lento, si el viento tienen una gran velocidad no se elabora ningún registro, solo se aprecia a ojo de vista, en ocasiones las personas le colocan silbatos y en muchos lugares sirve como elemento decorativo.
Anemómetros de presión hidrodinámica
Este tipo de anemómetro funciona de una manera muy diferente, cuando el viento choca contra una superficie se produce una interacción de presión adicional, la cual depende de la velocidad, si la presión se registra adecuadamente y se conduce hacia un instrumento de medición, podemos obtener un anemómetro de presión.
Llamado también hidrodinámico, funciona utilizando unos tubos de Pilot, los cuales tienen forma de “U”, en sus extremos están doblados y se colocan frente al viento, el otro extremo también abierto pero protegido del contacto con el viento.
Los tubos son señalados con una escala y se le coloca dentro un líquido coloreado, las diferentes presiones entre los extremos del tubo, harán que la columna líquida se desplace hacia un lado, la diferencia de altura debe ser proporcional a la velocidad del viento, lo que permite establecer la medición respectiva.
Aplicaciones del anemómetro
Ya conocemos todo lo referente a este fabuloso instrumento, pero muchos se preguntan, ¿Dónde y en qué área de la sociedad es usado este instrumento?, aquí está la respuesta:
- Agricultura, para verificar las condiciones de riego y en qué momento se pueden hacer la quema de rastrojos.
- Aviación, establecer los lugares para los vuelos en globo, paracaídas parientes, planes de vuelo aeronáutico, etc.
- Ingeniería, establecer las condiciones de trabajo en infraestructuras muy altas, operación segura de grúas, medición del esfuerzo del viento.
- Industria, medir los flujos de aire continuo, control de contaminaciones.
- Deportes, velocidades de vientos en atletismo, béisbol, golf, voleibol de playa, surfing.
- Hobbies, áreas para el desarrollo de aeromodelismo, vuelos de cometas, y pequeñas embarcaciones.
- Ciencia, en las áreas de aerodinámica, ciencia medioambiental, meteorología.
Anemómetros sónicos
Este tipo de anemómetro se basa en utilizar la velocidad de propagación del sonido, en función de la velocidad que genera un objeto en movimiento. Funciona relacionando el tiempo que tarda una señal de sonido en atravesar una distancia específica.
Se utiliza mucho en el béisbol y el fútbol, donde la dirección perpendicular es vital para saber realmente la velocidad, se considera uno de los más precisos y costosos ya que contienen sensores de movimiento y sonidos muy sensibles, su gran defecto es realizar mediciones cuando existen precipitaciones lluviosas. Vea artículo Pluviómetro
Anemómetros y las tablas de velocidades de viento
Este instrumento es vital para establecer, comparar, relacionar y registrar las velocidades de vientos cuando aparecen ciclones, tormentas y huracanes, su velocidad determina qué nivel de fuerza y energía contienen los vientos de un huracán veamos:
Escala de velocidades de viento en función tomando como referencia a 10 metros de altura sobre el nivel del mar, basado en metros por segundo:
- 0 a 0,4 m/s Vientos calmados
- 0,4 a 1,8 m/s Vientos suaves
- 1,8 a 5,8 m/s Vientos ligeros
- 5,8 a 8,5 m/s Vientos moderados
- 8,5 a 11,0 m/s Vientos frescos
- 11,0 a 17 m/s vientos fuertes
- 17, 0 a 25,0 m/s Temporal
- 25,0 a 29,0 tormenta tropical
- 29,0 a 34, 0 y más m/s huracán
Video
Para finalizar te invitamos a observar el siguiente video, te ayudará a reforzar todo lo que has aprendido en este artículo.
