INSTRUMENTOS METEOROLOGICOS

La temperatura y la diferencia de la temperatura

Para los estudios de contaminación del aire son útiles tanto la temperatura del aire ambiental en un solo nivel (generalmente 1,5 a 2 m sobre el suelo) como la diferencia de temperatura entre dos niveles (generalmente 2 m y 10 m). Estas medidas sirven para realizar cálculos sobre la elevación de la pluma y para determinar la estabilidad atmosférica.

Clases de sensores de temperatura

Las tres clases principales de sensores de temperatura se basan en: (1) la expansión térmica, (2) el cambio de resistencia y (3) las propiedades termoeléctricas de diversas sustancias como una función de la temperatura. Los termómetros de mercurio y alcohol son ejemplos comunes de sensores de expansión térmica. Sin embargo, su valor es limitado en redes de monitoreo in situ o remotas debido a que no tienen la capacidad de registrar datos automatizados.

Un tipo de sensor común en los programas de medición meteorológica in situ es el detector de temperatura por resistencia (DTR). El DTR opera sobre la base de los cambios de resistencia de ciertos metales, principalmente el platino o el cobre, como una función de la temperatura. Estos dos metales son los más usados porque su resistencia muestra un aumento rigurosamente lineal con el incremento de la temperatura. Otro tipo de termómetro de cambio de resistencia es el termistor, hecho a partir de una mezcla de óxidos metálicos fusionados entre sí. Por lo general, el termistor arroja un cambio de resistencia con la temperatura mayor que el DTR. Como la relación entre la resistencia y la temperatura para un termistor no es lineal, estos sistemas generalmente están diseñados para usar una combinación de dos o más termistores y resistores fijos que permitan obtener una respuesta casi lineal sobre un rango específico de temperatura.

El principio de operación de los sensores termoeléctricos es el flujo de corriente eléctrica entre dos metales diferentes y depende de la temperatura. La instalación de tales sensores, llamados termopares, exige requerimientos especiales para evitar corrientes de inducción de fuentes cercanas de corriente alterna que podrían ocasionar errores en la medición. Los termopares también son susceptibles al voltaje espurio causado por la humedad. Por estas razones, su uso es limitado en las mediciones rutinarias de campo.

Diferencia de temperatura

Los requisitos básicos de los sensores destinados a medir la diferencia de la temperatura vertical son fundamentalmente iguales para todas las mediciones de temperatura ambiental. Sin embargo, para lograr una medición con la exactitud deseada se requieren sensores acoplados y una calibración cuidadosa.

Ubicación y exposición de los instrumentos para medir la temperatura y la diferencia de temperatura

La temperatura del aire ambiental (superficial) se debe medir a una altura de 2 m. La altura estándar para medir la diferencia de temperatura es 2 y 10 m. Si los niveles de emisión son considerables, puede ser apropiado efectuar mediciones adicionales de la temperatura en elevaciones más altas. Estas elevaciones estarían determinadas según el caso y la aplicación. El sensor de la temperatura se debe ubicar en una área abierta, plana y bien ventilada de al menos 9 m de diámetro. Además, los sensores de temperatura se deben colocar a una distancia de al menos cuatro veces la altura de cualquier obstrucción y al menos a 30 m de áreas pavimentadas amplias. La superficie donde se localice el sensor debe estar cubierta por una capa natural de tierra o pasto y estar lejos de áreas con agua estancada. Los instrumentos deben estar blindados para protegerlos de la radiación térmica y bien ventilados con sistemas apropiados.