¿QUÉ ES UNA ESTACIÓN AGROCLIMÁTICA?
Una Estación Agroclimática es un conjunto de dispositivos que pueden realizar diversas medidas meteorológicas, como Temperatura, Humedad del aire, Dirección y Velocidad del viento, etc.
Se utilizan estas estaciones para diversos fines. En el sector agrario, por ejemplo, se utilizan para conocer el clima de la zona y más en concreto las necesidades de agua de los cultivos.
Para la instalación de una estación agroclimática hay que elegir correctamente la ubicación, los instrumentos, así como la adecuada disposición de los mismos (protección, orientación, altura). Además, hay que prever la existencia de personal debidamente formado para el mantenimiento, lectura y envío de la información al centro zonal correspondiente.
Actualmente existen numerosas redes de estaciones por todo el territorio español, promovidas por las comunidades autónomas, organismos públicos o por iniciativa privada, para el control de diferentes fenómenos, como alerta de plagas, de información agroclimática, prevención de incendios, etc.
TIPOS DE ESTACIONES
Podemos definir globalmente 2 tipos de estaciones agroclimáticas:
- Estaciones Manuales
- Estaciones Automáticas
Las Estaciones Manuales son aquellas que están formadas por "instrumentos", mientras que las Estaciones Automáticas están formadas por "sensores". La diferencia estriba en que los "instrumentos" son dispositivos analógicos y los "sensores" son dispositivos electrónicos o digitales que traducen una señal analógica en una señal digital fácilmente procesable.
Nosotros nos vamos a centrar en el segundo tipo de estaciones.
¿QUÉ ES UNA ESTACIÓN AGROCLIMÁTICA AUTOMÁTICA?
Según el Manual de Sistema Mundial de Observación, las estaciones automáticas son aquellas en las que "los instrumentos efectúan y transmiten o registran automáticamente las observaciones, realizando, en caso necesario, directamente la conversión a la clave correspondiente o bien realizándose esa conversión en una estación transcriptora".
En estas estaciones como ya dijimos anteriormente, se sustituyen los instrumentos por sensores.
Podemos decir que las estaciones automáticas surgieron de la necesidad de obtener información en ubicaciones con dificultad de acceso, en lugares inhóspitos o, en las estaciones dotadas de personal, para efectuar observaciones fuera del horario normal de trabajo de los observadores.
ELEMENTOS DE UNA ESTACIÓN AGROCLIMÁTICA AUTOMÁTICA
- TRÍPODE
Mástil de 2 m. de acero galvanizado, incluyendo trípode para apoyo y fijación. Es desmontable y sus 3 patas pueden ir montadas sobre pequeños dados a modo de cimentación o simplemente sujetas al suelo con piquetas enterradas.
En el mástil se montan los brazos soporte de los piranómetros y de los sensores de viento de la siguiente manera:
- Sensor de dirección de viento orientado al norte.
- Sensores de radiación orientados al sur.
- CAJA INTEMPERIE
El modelo ENC 12/14 es una caja de dimensiones internas 355x300x15 mm que permite alojar la unidad de proceso, un módem y un regulador de batería. Esta construida en fibra de vidrio reforzado con poliester, resistente al agua, la corrosión y totalmente protegido de la entrada de polvo (grado de protección IP68), no requiriendo protección adicional para lluvia y radiación. En su interior se monta la alimentación, el registrador de datos (datalogger) y los periféricos. En su base se instalan los conectores de plástico para los sensores y el cable de toma de tierra.
- ALIMENTACIÓN
Como fuente de alimentación externa para suministro de energía al registrador de datos (datalogger) y al módem GSM se empleará una batería de 12V y 80 Ah modelo DELTA80 con conexión, vía regulador, al panel solar de 20W que sirve para la recarga de ésta.
- SONDA HR y TA
La medida de la Temperatura se realiza con un sensor de temperatura Pt1000, cuyo funcionamiento se basa en la variación de la resistencia del Platino con la temperatura.
La medida de la Humedad Relativa se realiza mediante un dispositivo capacitivo de estado-sólido (sensor HUMICAP 180, polímero plástico que tiende a absorber humedad), que cambia sus carecterísticas eléctricas respondiendo a variaciones de humedad, de tal manera que al absorber humedad disminuye la capacidad. Estos cambios son detectados, linealizados y amplificados por un circuito situado en la sonda, que además, compensa la HR con la temperatura.
Como accesorio lleva un protector para radiación con ventilación natural modelo URS1. Este dispositivo de apantallamiento múltiple protege al sensor de temperatura de la radiación directa y difusa, ya que, si ésta incidiese directamente sobre él, se registrarían medidas muy superiores a la real. Su efecto sobre el sensor de Humedad Relativa es el de evitar el rocío, la condensación o la lluvia, eliminando el efecto de histéresis que se produciría. Su diseño es tal que permite la ventilación natural y facilita el acceso al sensor para su montaje y desmontaje. Otros protectores tienen ventilación forzada que minimiza el efecto térmico sobre el sensor.
- PLUVIÓMETRO
Se trata de un dispositivo de cazoletas basculantes que mide el volumen de precipitación en el tiempo. Está formado por dos partes, una base y un embudo superior para la recogida. La base alberga en su interior el mecanismo de cazoletas basculantes, protegiéndolo del exterior y permitiendo la sujección del pluviómetro a un soporte. Ambas partes son de plástico resistente a radiación UV; el diseño del embudo evita las pérdidas debidas a deriva por efecto del viento. El mecanismo de medida es muy sencillo, la precipitación recogida por el embudo pasa a una de las cazoletas en uno de los extremos del brazo del balancín cuando se llena vuelca vaciando la cazoleta y posiciona la otra cazoleta bajo el embudo, comenzando a llenarse ésta. En cada volcado el brazo balancín provoca contacto de una lengüeta durante unos milisegundos. La cantidad de agua de lluvia caída se mide por el número de contactos, equivalente cada uno a 0,20 mm.
- ANEMOVELETA
Sirve para medir la velocidad y dirección del viento.
El cuerpo principal, la cabeza cónica, la hélice, la cola estabilizadora y otras partes internas, son moldeados por inyección con plásticos resistentes a los rayos UV. El conjunto de cabeza cónica encaja en el cuerpo principal sellado por una junta tórica. La hélice y los ejes verticales van sobre unos cojinetes de acero inoxidable engrasados para proporcionar bajo par y proteger del ambiente.
Medida de la velocidad del viento: La rotación de la hélice de 4 palas produce una señal eléctrica en corriente alterna, de frecuencia proporcional a la velocidad del viento. Esta señal es inducida en una bobina etacionaria por el giro de un imán permanente de 6 polos, solidario al eje de las hélices.
Medida de la dirección del viento: La posición de la veleta es convertida por un potenciómetro de plástico conductivo de alta precisión de 10 KW de valor nominal, cuyo cursor es solidario al eje de la veleta. Cuando se aplica un voltaje constante, la señal de salida es una señal continua proporcional al ángulo medido.
- PIRANÓMETRO
Sirve para medir la Radiación Solar.
Es una fotocélula de silicio sensible a la radiación entre 350 y 1100 nm. Va montada sobre un trazo soporte con nivel, debiendo estar orientada al sur y evitando que la sombra de cualquier otro sensor o accesorio del trípode proyecte sombre sobre ella.
- UNIDAD CENTRAL
La Unidad Central de la Estación es un dispositivo que recibe las señales de los sensores y las procesa. En concreto la Unidad Central de este tipo de estación usa un registrador de datos (datalogger) contenido en una caja aislada del exterior.
Sus principales características son:
- Carece de teclado y pantalla.
- Tiene 12 canales analógicos SE (6 diferenciales), 2 de pulsos, 8 puertos de control digital y tres canales de excitación (±2,5V).
- Frecuencia de muestreo de 64 Hz aunque existe una configuración especial (Burst Mode) que permite muestrear hasta 750 Hz.
- Rango de entrada de canales analógicos: ±2.500 mV.
- Conversor Analógico Digital de 13 bits de resolución (hasta 0,33 mV).
- Bajo Consumo: 1 mA en reposo, 13 mA procesando y 46 mA en medida.
- Realiza operaciones matemáticas y cálculos estadísticos.
- Batería interna de litio para mantener los datos, el programa y el reloj, en el caso de que fallase la alimentación.
- Temperatura de funcionamiento: -25 a 50 ºC.
- MÓDEM
Para las comunicaciones GSM se va a instalar el módem 'WMO1-G900 de Wavecom'. Es un módem compacto (115 mm x 54 mm x 33 mm) que transmite a 9600 bps. Requiere un interface S932C para conectarlo al registrador de datos (datalogger). Este módem es una terminal de GSM para transmitir datos, fax, mensajes cortos (SMS: Servicio de mensajes cortos) y voz.