Mediciones del viento: Instrumentos / Measurements of the wind: Instruments

Para realizar la medida de las velocidades del viento se utilizan anemómetros; existen muy diversos tipos de estos aparatos, que en un principio se pueden clasificar en anemómetros de rotación y anemómetros de presión.

El anemómetro de rotación más característico es el de Papillon, que es un molino de eje vertical con cazoletas en forma de semiesfera o el de aletas oblicuas de Jules Richard. El anemómetro de presión se basa en el método del tubo de Pitot.

Anemómetro de Copela:

Consiste en tres copelas centralmente conectadas a un eje vertical que permite la rotación. Siempre una copela estará enfrentada al viento. Poseen un diseño aerodinámico para que la fuerza de presión del viento se convierta en torque rotatorio por lo que la rotación es casi lineal respecto de la velocidad del viento sobre un rango especificado. La señal es traducida a una salida eléctrica y es proporcional al movimiento rotatorio. El Data Logger calcula la velocidad real del viento.

Anemómetros de hélice:

Consiste en una hélice montada sobre un eje horizontal. Se orienta en el viento a través de una veleta.

El de copela es el mas usual.

Tres aspectos son importantes a la hora de la elección:

1. Aplicación deseada: Rango de vientos y aplicación final de los datos.
2. Umbral de comienzo: velocidad de viento mínima al que el anemómetro comienza a medir y continúa. Por ejemplo es mas importante sobrevivir a 25 m/s que medir menos de 1 m/s.
3. Distancia constante: Esto es el tiempo de respuesta del anemómetro a los cambios de velocidad del viento. Las constantes de viento mas largas (distancia del paso de aire detrás del anemómetro para que el mismo alcance el 63% de la velocidad de equilibrio después de un cambio del paso en velocidad del viento) se asocian con anemómetros mas pesados. Estos anemómetros mas pesados (constante de distancia mas grandes) pueden sobrestimar la velocidad del viento.
4. Confiabilidad y Mantenimiento: Son mecánicos y suelen tener larga vida (mas de dos años).

Marcas de anemómetros homologados: NRG, Second Wind y Bapt.

Dirección del viento:

Se utiliza una veleta de viento para medir la dirección. Consiste en una aleta asociada a un eje vertical. La veleta constantemente busca la posición de equilibrio de fuerza indicando la dirección del viento. La mayoría de estos sensores utilizan un transductor (potenciómetro) cuya señal eléctrica de salida está asociada a la posición del sensor. El data logger relaciona la posición de la veleta con una posición de referencia conocido (generalmente el norte verdadero). Por lo tanto la orientación al colocar la veleta y orientarla a la posición de referencia es importante.

Temperatura del aire: poseen un transductor, un dispositivo de interfase y un escudo de protección por radiación. Como transductor se usan termistores, detectores térmicos de resistencia (RTDS) y semi-conductores. El data-logger utiliza una ecuación para evaluar la variación de magnitud del dispositivo utilizado para la medición de temperatura real del aire.

Sensores barométricos de presión: Poseen un transductor (generalmente piezométrico) y requieren una fuente de potencia externa generalmente.

Data Logger: Son registradores de datos y han evolucionado con el avance de la informática. Pueden clasificarse de acuerdo a la forma de transmitir los datos (en campo o por transferencia de datos remotas). Es electrónico y compatible con los sensores.

Es importante la cantidad de sensores que pueden insertarse, parámetros de medida, tipos de muestra e intervalo de medición.

Los datos deben estar fechados, tener buena capacidad de almacenamiento, almacenamiento no volátil, no contribuir en el error del sensor, operar en los extremos medioambientales de los sensores y tener autonomía (fuente propia de energía).

Se usan dos formatos para grabar datos:

Ring memory: En esta modalidad se archivan los datos en forma continua. Sin embargo, si la capacidad de memoria es cubierta se sobrescribe el mas viejo. Los datos deben recuperarse antes de cubrirse la capacidad de memoria.

Full and stop: En esta modalidad los datos se acumulan hasta cubrir la memoria disponible. Los datos adicionales una vez cubierta la memoria no se archivan. O sea que la acumulación de datos se suspende al quedar cubierta la memoria disponible.

Transferencia de datos: La transferencia puede ser manual o remota.

La transferencia manual requiere de visitas periódicas al lugar de medición. La ventaja es que promueve la visita periódica al lugar y con eso la posibilidad de inspección visual. La desventaja es que es posible perder los datos (al retirar la tarjeta) y las frecuentes visitas al sitio.

La transferencia remota requiere de un medio de telecomunicación (cable directo, modems, líneas telefónicas, equipo telefónico celular y/o equipo telemétrico de radio frecuencia). La ventaja es la posibilidad de ver los datos continuamente y analizarlos frecuentemente.

Las desventajas incluyen el costo y tiempo requerido para la compra del equipo y la instalación.

Torres: Hay dos tipos de torres, tubular y de trama. Estas pueden ser tilt-up, telescópicas o fijas. En la actualidad se mide a dos alturas el viento (60-70 mts y 20-30 mts) y a unos 12 mts. la temperatura, presión y humedad. Deben contar con resistencia al viento, hielo, protección por rayos, balizas, afianzada contra el vandalismo y alpinismo de la torre no autorizado, protegida contra corrosión y del ganado u el roce de otros animales.

Fuente: Curso Energía Eolica 2008 (Ing. Di Prátula)