La importancia de la medición de la humedad en meteorología

Cómo garantizar una medición fiable de la humedad en entornos difíciles

La meteorología (el estudio de los procesos y fenómenos atmosféricos) ha avanzado espectacularmente en los últimos años. La llegada de los superordenadores, los satélites en órbita terrestre y las nuevas tecnologías de seguimiento y medición, junto con los avances en el modelado de datos y un conocimiento más profundo de la física y la química atmosféricas, están permitiendo comprender mejor las condiciones que rigen nuestros sistemas meteorológicos y climáticos.

Ahora podemos predecir fenómenos meteorológicos futuros con mucha más precisión. También podemos utilizar la modelización atmosférica como base para actividades que van desde la agricultura y la bioseguridad hasta la predicción de la demanda de generación de energía y el desarrollo de estrategias para combatir el impacto del cambio climático.

Sensores para estaciones meteorológicas remotas

Un factor crítico en el avance de la ciencia meteorológica ha sido la disponibilidad de una nueva generación de estaciones meteorológicas sofisticadas, automatizadas y multifunción diseñadas para su uso en lugares remotos. Estas estaciones aprovechan las últimas tecnologías de GPS, comunicaciones basadas en la nube y energía solar para proporcionar a los científicos datos de múltiples sensores e instrumentos de medición, a menudo en tiempo real.

Las estaciones meteorológicas remotas son capaces de medir el tiempo en tiempo real.

Aunque los distintos tipos de estaciones meteorológicas utilizan diversos sensores, casi todas tienen en común la necesidad de medir la temperatura y la humedad. Esta última es especialmente importante si se quieren hacer predicciones meteorológicas precisas. Esto es especialmente cierto en el sector de la Agricultura, ya que la humedad es uno de los factores más importantes que afectan al crecimiento de los cultivos, al riesgo de infestación por plagas y a los cambios en las condiciones meteorológicas. Cuando se utiliza junto con las mediciones de la humedad del suelo, la temperatura, el viento y las condiciones de lluvia, un control preciso de la humedad permite a los agricultores determinar el mejor momento para plantar semillas, aplicar pesticidas o cosechar los cultivos. También ayuda a reducir los residuos, aumentar el rendimiento y minimizar las emisiones de carbono.

Las condiciones exigentes requieren sensores resistentes

Las Aplicaciones meteorológicas, por su propia naturaleza, tienden a ser extremadamente exigentes. Grandes fluctuaciones de temperatura, vientos huracanados, altos niveles de lluvia, nieve y hielo, además de polvo, arena, sal y productos químicos agrícolas son habituales. Por ejemplo, nuestros sensores de humedad relativa y temperatura se utilizan actualmente en estaciones meteorológicas situadas en la cima del Everest, a más de 8.000 metros de altitud y en algunas de las condiciones ambientales más duras del planeta.

Por lo tanto, los sensores de humedad tienen que estar diseñados para soportar las condiciones más duras y, al mismo tiempo, proporcionar datos precisos, coherentes y repetibles. Y lo que es más importante, sobre todo cuando las estaciones meteorológicas están situadas en lugares remotos o de difícil acceso, tienen que ser pequeñas, ligeras y consumir la menor energía posible.

Uno de los retos adicionales para los ingenieros de instrumentación es diseñar un mecanismo de detección que esté libre de deriva, o al menos lo más libre posible. La deriva, o la tendencia a que la precisión del sensor cambie gradualmente con el tiempo, afecta a todos los sensores de humedad. El grado de deriva dependerá de una serie de factores, de los cuales las condiciones de funcionamiento y la calidad de construcción del sensor son los más importantes.

El grado de deriva dependerá de una serie de factores, de los cuales las condiciones de funcionamiento y la calidad de construcción del sensor son los más importantes.

En términos sencillos, un sensor de humedad consta de tres capas, con un material dieléctrico que detecta la humedad intercalado entre dos electrodos cargados. Los cambios de humedad afectan a la impedancia del material dieléctrico y, por tanto, a la corriente que circula por el sensor. Como el dieléctrico tiene que estar al menos parcialmente expuesto a la atmósfera circundante, su rendimiento puede deteriorarse con el tiempo, sobre todo si hay productos químicos agresivos presentes.

Los mejores sensores y, por tanto, aquellos con características de deriva óptimas, como nuestros últimos HC2A-S3A, utilizan revestimientos especializados para proteger las capas del sensor sin afectar a su rendimiento, en términos de Precisión, histéresis, velocidad de respuesta y fiabilidad. El resultado es una deriva inferior al 1% rh/año, en aire limpio, una precisión de ±0,8% rh a 23°C y un tiempo de respuesta inferior a 15 segundos. También reduce significativamente el tiempo de secado tras la condensación.

La tecnología empleada en productos como el HC2A-S3A garantiza que se superen con éxito los retos de la deriva del sensor, mientras que la electrónica avanzada de a bordo ofrece un ajuste inteligente del sensor, gestión de datos y comunicación externa. Estos instrumentos son compactos, ligeros y requieren un mínimo de energía, lo que los hace ideales para entornos meteorológicos adversos, donde seguirán desempeñando un valioso papel en el avance de nuestro conocimiento de los patrones meteorológicos y el cambio climático.

Conocimiento del Tiempo

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