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Usos De Los Datos En Una Estación
Meteorológica Automatizada (EMA'S)
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR DE LA REGIÓN
SIERRA
22ª Semana Nacional De Ciencia Y Tecnología
Año Internacional De La Luz
Presenta:
Ing. Manolo Sánchez Pérez
Ernesto May Pérez
Teapa, Tabasco; Octubre 2015
Desde el inicio el hombre ha creado estrategias para adaptarse a
las condiciones climáticas. Sin embargo, el desarrollo económico y
la urgente necesidad de optimizar recursos productivos, entre los
que se incluye el clima, le ha obligado a estudiar y entender mejor
su comportamiento.
El desarrollo científico y tecnológico alcanzado a la fecha, permite
disponer y utilizar herramientas como las Estaciones
Meteorológicas Automáticas (EMA’s), que junto al gran avance
de los sistemas de comunicación y los del mundo de la
computación y el procesamiento de datos, hace posible contar con
sistemas de monitoreo climático en tiempo real, lo que representa
un avance trascendente.
INTRODUCCIÓ
N
Estación Meteorológica
Área en la que se ubica uno o más instrumentos que miden y
registran datos meteorológicos y donde se hacen observaciones
del medio ambiente, ya sea con fines climatológicos,
agropecuarios, etc.
Agricultura: Estación Agrometeorológica
Se realizan las mismas observaciones que en una estación
meteorológica, pero además se observan fenómenos que están
relacionados con la agricultura tales como temperatura y contenido
de humedad del suelo a diferentes profundidades,
evapotranspiración, y otros fenómenos biológicos.
CONCEPTOS
Clasificación de Estaciones
Según la Organización Meteorológica Mundial (OMM), las
estaciones meteorológicas se clasifican en:
1) Sinópticas
2) Climatológicas
3) Agrícolas
4) Aeronáuticas
5) Especiales
CONCEPTOS
…
Estación Meteorológico Estándar
Se pueden distinguir dos tipos fundamentales de instrumentos:
a) De lectura directa: Están basados en la alteración que sufre
un elemento sensible cuando interviene un elemento
meteorológico: Ejem. Pluviómetro, heliógrafo, termómetros,
etc.
b) De registro: Esta provisto de un mecanismo de relojería que
permite imprimir en una gráfica o papel, una sucesión de
puntos representativos de las alteraciones del elemento
sensible. Ejem. Termógrafo, Evaporigrafo, etc.
CONCEPTOS
…
Estación Meteorológica Automática (EMA)
Estación meteorológica que mediante el uso de un equipo
computarizado (datalogger) y sus correspondientes sensores
electrónicos, registra en forma sistemática y programada la toma
de datos meteorológicos de acuerdo al interés de su propietario y
a la capacidad del equipo.
CONCEPTOS
…
Red de Estaciones Meteorológicas Automáticas
Equivale a un conjunto de estaciones meteorológicas localizadas
en diferentes puntos geográficos y accionadas en forma remota
desde un servidor central, mediante un sistema de comunicación
que conecta el computador con el capturador de datos
(datalogger) que tiene la estación.
CONCEPTOS…
Datalogger
Incluye la unidad responsable de consultar y registrar, en forma
programada y sistemática, la información proporcionada por cada
uno de los sensores de que dispone la EMA.
COMPONENTES DE UNA
EMA
Sensores
Son dispositivos que, de acuerdo a su construcción y a los
componentes electrónicos utilizados, son capaces de transformar
una determinada variable climática en un impulso eléctrico que
puede ser registrado, interpretado y mostrado como un valor para
cada una de las variables que se desea monitorear.
Sistema de Alimentación de Energía
Es el componente que permite proveer la energía requerida para
el funcionamiento de sensores, la captura de los datos desde cada
uno de los sensores, su procesamiento, el registro,
almacenamiento y la transmisión de éstos a un computador o
servidor utilizado para estos fines.
a) Energía eléctrica alterna proveniente de una red.
b) Energía eléctrica proveniente de una batería.
c) Paneles solares.
COMPONENTES DE UNA
EMA…
Comunicación y Transmisión de datos
Es el medio que permite extraer los datos desde el Datalogger a
un computador en el que se radica la base de datos de la red.
a) Comunicación directa computador-datalogger.
Mediante un cable RS232.
b) Comunicación vía red telefónica.
c) Comunicación vía telefonía móvil.
COMPONENTES DE UNA
EMA…
De acuerdo al número y tipo de sensores a utilizar, como a su vez
la frecuencia de almacenamiento y al procesamiento de los datos,
se pueden asignar a dos grandes grupos:
a) EMA’s de Configuración Cerrada. Estaciones que disponen
de un determinado tipo y número de sensores definidos por el
fabricante
TIPOS DE EMA’s
b) EMA’s de Configuración Abierta. Estaciones que permiten
incluir sensores de acuerdo a lo que desee registrar.
TIPOS DE
EMA’s…
Los sensores más utilizados son:
a) Temperatura del aire (°C);
b) Humedad Relativa del Aire (%);
c) Radiación Solar (W/m2);
d) Precipitación (mm);
e) Velocidad del viento (m/s);
f) Dirección del viento (° grados).
SENSORES ASOCIADOS A UNA
EMA
El área representativa de las estaciones es de 5 km de radio
aproximadamente, en terreno plano, excepto en terreno
montañoso.
(CONAGUA: Referencia OMM número 100 y 168).
a) Sensor de velocidad y dirección del viento. El sensor debe
estar ubicado donde el viento fluya libremente y que no sea
obstaculizado por la presencia de edificios, arboles o en
posiciones topográficas que no sean promedio del área.
CONDICIONES DE
INSTALACIÓN DE UNA EMA
b) Sensor de temperatura y humedad relativa del aire.
Debe estar ubicado donde exista una adecuada circulación del
aire, alejado de fuentes de agua como charcas o terrenos de vega
(rio).
CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE UNA
EMA…
c) Sensor de Radiación Solar
El objetivo de este sensor es medir la cantidad de
radiación que proviene del sol, por tanto es importante
que en ninguna hora del día y durante los 365 días del
año no reciba sombra de objetos naturales o artificiales.
d) Sensor de Precipitación
La ubicación de este sensor debe ser tal que, al llover y
con viento soplando en cualquier dirección, la caída de las
gotas de lluvia se produzca libremente sobre el
pluviómetro, evitando que las gotas sean desviadas por la
presencia de otros sensores u obstáculos naturales o
artificiales.
CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE UNA
EMA…
ALTURA DE UBICACIÓN DE LOS SENSORES
Respecto a la altura de instalación de los sensores en la estación,
dependerá del tipo de uso que se darán a los datos. A
continuación se describen 3 tipos de estaciones:
a) Estación de referencia para fines de riego. En este caso se
recurre a las indicaciones que plantea Penman-Monteith para
efectos de monitoreo de los requerimientos de riego de los
cultivos, definiendo que los sensores deben ubicarse a una
altura de 2 m.
b) Estación para estudios de clima. En este caso se opta por la
instalación de sensores a 10 m.
c) Estación para el monitoreo del viento. Se suele disponer de
sensores instalados a diferentes alturas, llegando incluso a
tener torres con sensores a 40 m de altura.
CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE UNA
EMA…
Estación de referencia
para fines de riego.
Estación para
estudios de clima.
Estación para el
monitoreo del viento.
Usos ¿?
Estaciones
Meteorológica
s
Base
Central
datalogger
Proceso
de
datos
Tiempo real
Mapas
Gráficos
boletines
Datos numéricos
•Productores
•Asociacione
s
interne
t
Usos de los datos
MES RADIACION SOLAR ALTA RADIACION SOLAR BAJA
ENERO 1150 120
FEBRERO 1190 200
MARZO 1250 0
ABRIL 1270 0
MAYO 1340 0
JUNIO 1320 0
JULIO 1310 150
AGOSTO 1390 750
SEPTIEMBRE 1390 580
OCTUBRE 1120 130
NOVIEMBRE 1100 180
DICIEMBRE 1000 350
TABLA DE RADIACION SOLAR 2014
Uso de los datos
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
RA
DIA
CIO
N S
OLA
R W
/m²
MESES
GRAFICA DE RADIACION SOLAR 2014
RADIACION SOLAR ALTA
RADIACION SOLAR BAJA
0
5
10
15
20
25
30
35
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Tem
pe
ratu
ra (
C
)
Dia del mes
Grafica del mes de Enero del 2014.
TEMPERATURA MEDIA DEL DIA
TEMPERATURA ALTA DEL DIA
TEMPERATURA MAS BAJA DEL DIA
GRADO DE CALOR DEL DIA
GRADO DE FRIO DEL DIA
0
5
10
15
20
25
30
35
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27
Tem
pe
ratu
ra (
°C
)
Dias del mes
Grafica del mes de Febrero del 2014
TEMPERATURA MEDIA DEL DIA
TEMPERATURA ALTA DEL DIA
TEMPERATURA MAS BAJA DEL DIA
GRADO DE CALOR DEL DIA
GRADO DE FRIO DEL DIA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
tem
pe
ratu
ra (°C
)
Dias del mes
Grafica del mes de Marzo 2014
TEMPERATURA MEDIA DEL DIA
TEMPERATURA ALTA DEL DIA
TEMPERATURA MAS BAJA DEL DIA
GRADO DE CALOR DEL DIA
GRADO DE FRIO DEL DIA
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
Tem
pe
ratu
ra (
°C
)
Dias del mes
Grafica del mes de Abril del 2014
TEMPERATURA MEDIA DEL DIA
TEMPERATURA ALTA DEL DIA
TEMPERATURA MAS BAJA DEL DIA
GRADO DE CALOR DEL DIA
GRADO DE FRIO DEL DIA
conclusiones
•Aprovechar la información que obtenida de estos instrumentos como herramientas
útil y necesaria en la agricultura, por ejemplo: aplicaciones aéreas, fertilizar, para
cosecha o para siembra.
•conocer la intensidad de la radiación solar, la humedad, precipitación, para las
medidas de evapotranspiración en los cultivos.
•realizar el manejo de los datos correctamente en forma de grafica, en forma de
datos y darlas a conocer a las personas, productores y asociaciones.
