Presentación

INTRODUCCIÓN

La energía solar resulta del proceso de fusión nuclear que tiene lugar en el sol. Esta energía es el motor que mueve nuestro medio ambiente, siendo la energía solar que llega a la superficie terrestre 10.000 veces mayor que la energía consumida actualmente por toda la humanidad.

La radiación es trasferencia de energía por ondas electromagnéticas y se produce directamente desde la fuente hacia fuera en todas las direcciones. Estas ondas no necesitan un medio material para propagarse, pueden atravesar el espacio interplanetario y llegar a la Tierra desde el Sol.

La longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas, son importantes para determinar su energía, su visibilidad y su poder de penetración. Todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el vacío a una velocidad de 299.792 Km/s

Estas ondas electromagnéticas pueden tener diferentes longitudes de onda. El conjunto de todas las longitudes de onda se denomina espectro electromagnético. El conjunto de las longitudes de onda emitidas por el Sol se denomina espectro solar. En los últimos años, gracias al desarrollo experimentado por la radiometría absoluta, se ha mejorado enormemente la precisión de las medidas de la radiación. Actualmente existen muchos instrumentos de medición que permiten la evaluación y pronosticación de diversos eventos meteorológicos.

OBJETIVOS

Conocer las características básicas del instrumental de radiación y heliofanía.

Manejar el instrumental de radiación.

Obtener medidas de radiación.

GENERALIDADES

Clasificación del instrumental de radiación

Los instrumentos de radiación son aquellos que sirven para medir la densidad del flujo de energía, tanto de radiación solar, como la radiación atmosférica y terrestre.

Pirheliómetros:Son aquellos que instrumentos que nos miden la Radiación solar en una superficie perpendicular a los rayos solares.Tiene su sensor perpendicular a los rayos solares.Dentro de estos podemos mencionar:

Pirheliómetro de Abbet de disco de plata

Pirheliómetro de Angstrom de compensación

Pirheliómetro Eppley

Pirheliómetro Bimetálico de Michelson

Pirheliómetro de Linke-Feussner

Piranómetros:Son aquellos instrumentos que pueden cuantificar la radiación solar global(directa y difusa) en una superficie hemisférica.

Piranómetro de Eppley

Piranómetro de Moll

Piranómetro bimetálico,etc.

Pirgeómetros:Son instrumentos que miden la radiación infrarroja (terrestre y atmosférica) con una superficie semiesférica.Generalmente son utilizados en las noches.

Pirgeómetro de Ängstron de compensación

Pirradiometros o radiómetros netos:Son instrumentos que miden a la vez radiación solar y la radiación infrarroja.

Radiómetro de Hoffman

Radiómetro Funk,etc.

En adición a estos equipos de radiación, existen instrumentos que permiten medir el RECORD DE HORAS DE SOL.

Heliofanógrafo de Campbell

Registrador de horas de sol Marvin

Registrador de horas de sol Jordan

Descripción de algunos instrumentos de radiación

Piranómetro bimetálico de Robitzch:Esta constituido por una lámina bimetálica ennegrecida,que se expande al ser calentada por la radiacón incidente,siendo proporcional a la energía recibida.No es recomendado para medidas instantáneas.El elemento sensible está protegido por una cúpula de vidrio.

Piranómetro de Robitzch:Está constituido por dos termómetros iguales de mercurio cuyos bulbos se encuentran encerrados por sendas ampollas vacías.Los bulbos pintados de diferentes colores negro de humo y blanco de óxido de magnesio.Con la finalidad de proporcionar una diferencia de calentamiento.

Piranómetro esférico Bellani:No es un piranómetro en el exacto sentido de la definición, porque la superficie receptora es esférica y no plana.Es útil para estimar la radiación total incidente en un cuerpo libremente expuesto.

Radiómetro termal:Su elemento sensible consiste de 720 termocuplas ,estas están protegidas por una lámina de aluminio que las cubre.

Piranómetro de Moll:Goza de mucha exactitud.Su elemento sensible lo constituye una serie de lámina 28 de magnesio ennegrecido y dispuesto alternadamente formando 14 termocuplas.

Con este equipo se puede medir el albedo de una superficie.Este instrumento sirve para medir radiación incidente o global.

Heliofanógrafo de Campbell:Es un instrumento que mide la cantidad de horas de sol durante el día de un lugar determinado.

MATERIALES Y PROCEDIMIENTO

4.1. MATERIALES

Instrumental de radiación existente en el observatorio Alexander Von Humboldt

Multímetro digital

Calculadora

Bandas de heliógrafo

Tablas de conversión de los equipos

4.2. PROCEDIMIENTO

Usar los instrumentos de medición adecuados para determinar la radiación difusa, directa. Luego aplicar las fórmulas indicada para hallar la radiación circunglobal y radiación neta de onda corta.

RESULTADOS Y DISCUSIONES

1.- Describir el instrumental de radiación solar instalado en el OVH

-Solarímetro:

El sensor del piranómetro de Moll-Gorczynsky consta de catorce uniones termoeléctricas de manganina, dispuestas en forma de rectángulo, de aproximadamente 14 x 10 mm.

Las uniones calientes se alinean a lo largo de la mitad de la superficie receptora, la cual está pintada de negro.

La superficie receptora rectangular del instrumento va montada al mismo nivel de la carcasa metálica, que esta cromada por fuera.

El sensor está protegido de las condiciones atmosféricas por un domo de vidrio doble, siendo cada hemisferio de 2 mm de espesor y de diámetros externos de 30 y 50 mm respectivamente.

Las esferas están selladas por una serie de estrías en la parte superior del instrumento.

El instrumento está provisto de un desecador o deshidratante y un disco de resguardo para impedir que la radiación afecte las uniones desde abajo

-Heliógrafo:

Este aparato es el más utilizado para medir la insolación o “sol eficaz”, es decir, contar las horas que ha lucido el sol en determinado lugar durante un día. Este registrador de la luz solar consiste básicamente en una bola de vidrio macizo de unos 10 cm. de diámetro que, a modo de lente, concentra los rayos solares en un foco próximo a ella. A medida que el sol se va moviendo en el cielo, este foco va recorriendo una banda o cartulina fijada en un marco metálico paralelo al vidrio, en semicírculo, detrás de la bola. La concentración del foco luminoso y calorífico va trazando por carbonización una línea oscura más o menos acentuada, según la intensidad de los rayos solares.

En las bandas están marcadas las horas y las medias horas del día. Cuando la luz del sol se muestra intermitente debido a la presencia de nubes, el foco luminoso no actúa y por tanto el trazo quemado queda interrumpido. Si la nubosidad desaparece, vuelve a reanudarse la carbonización de la cartulina. La suma de las longitudes de las líneas quemadas truncadas da el tiempo total de la luminosidad solar o insolación del día correspondiente. Se llama fracción de insolación a la relación existente entre la insolación real de un día y la que se hubiera producido en caso de que el sol hubiese estado continuamente incidiendo sobre la bola del heliógrafo.

El heliógrafo se coloca sobre un pilar de mampostería a una altura de 1.30 metros del suelo, en un lugar en el que no haya obstáculos que oculten el sol. Se considera un buen emplazamiento aquél que permita la visibilidad de todo el zodíaco por encima del horizonte en todas las épocas del año, desde la salida hasta la puesta del sol.

El heliógrafo ha de estar ajustado para la latitud geográfica del lugar en donde va a ser instalado. Por lo general estos aparatos se fabrican para un pequeño número de latitudes típicas y dejan margen a la afinación final por medio de un dispositivo de latitud variable. Así como ha de ajustarse a la latitud, también debe hacerse lo mismo en cuanto a la longitud geográfica, siendo el mejor modo de hacerlo basándose en la Ecuación del tiempo, que calcula con exactitud la hora del paso del sol por la meridiana de un lugar en concreto. Si el heliógrafo no esta bien ajustado (latitud-longitud), las marcas o quemaduras que presenten las bandas no estarán

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