¿Cómo funciona un sensor de velocidad del viento?

Los sensores de velocidad del viento funcionan según diversos principios según su tipo y tecnología, y cada uno ofrece ventajas específicas en cuanto a precisión, durabilidad e idoneidad para diferentes condiciones ambientales y aplicaciones. A continuación, se detalla el funcionamiento de algunos tipos comunes de sensores de velocidad del viento y sus respectivas aplicaciones:

1. Sensor ultrasónico de velocidad del viento

   Los sensores ultrasónicos de velocidad del viento utilizan un par de transductores ultrasónicos para transmitir y recibir pulsos ultrasónicos. Estos transductores suelen estar dispuestos ortogonalmente (perpendicularmente). El instrumento mide el tiempo que tardan los pulsos ultrasónicos en viajar entre los pares de transductores en diferentes direcciones. Cuando sopla el viento, este afecta de forma predecible el tiempo de propagación de estos pulsos en función de su velocidad y dirección. Al analizar estas diferencias de tiempo, el anemómetro calcula la velocidad y dirección del viento. Los sensores ultrasónicos de velocidad del viento presentan la ventaja de no tener piezas móviles, lo que aumenta su fiabilidad y reduce la necesidad de mantenimiento.

    Principio de funcionamiento del sensor ultrasónico de velocidad del viento:

   - Utiliza el método de tiempo de vuelo de ondas ultrasónicas para medir la velocidad del viento.

   - Área de sonda del sensor equipada con 2 pares de sondas ultrasónicas (normalmente dispuestas en formación cruzada).

   - La velocidad del viento se calcula midiendo la diferencia de tiempo de transmisión entre dos puntos.

   - Este método evita el impacto de la temperatura en la velocidad del sonido.

   Aplicaciones del sensor ultrasónico de velocidad del viento:

   - Observaciones meteorológicas: proporciona datos precisos para las observaciones meteorológicas, lo que ayuda en la selección del sitio del parque eólico y optimiza la eficiencia de la producción de energía.

   - Aplicaciones marinas: Mide la velocidad del viento en la superficie del mar, apoyando la meteorología marina, la ingeniería oceánica y la investigación científica marina.

   - Aeropuertos y puertos: Proporciona datos precisos de la dirección y velocidad del viento para el despegue y aterrizaje de aeronaves, navegación de embarcaciones, etc. 

2. Anemómetro de copa (sensor mecánico de velocidad del viento)

Los anemómetros    de cazoletas constan de varias cazoletas (normalmente tres o más) montadas en brazos horizontales conectados a un poste vertical. Cuando el viento sopla, las cazoletas giran sobre un eje vertical. La velocidad de rotación es proporcional a la velocidad del viento. Estas cazoletas están calibradas para que la velocidad de rotación pueda convertirse en una medida de la velocidad del viento. Los anemómetros de cazoletas modernos suelen utilizar sensores electrónicos para contar las rotaciones y convertirlas en lecturas digitales de la velocidad del viento.

   Principio de funcionamiento del anemómetro de copa:

   - El flujo de aire genera una fuerza que impulsa la rotación del sensor.

   - El eje central acciona los elementos sensores internos para generar señales de pulso.

   - Dentro del rango de medición de la velocidad del viento, la velocidad del viento está en una relación lineal con la frecuencia del pulso, lo que permite calcular la velocidad del viento.

   Aplicaciones del anemómetro de copa:

   - Aplicaciones industriales y de laboratorio: se utiliza para la investigación y el control de caudales de gas, como la medición del flujo de aire para la investigación experimental.

   - Producción agrícola: Monitorea los entornos agrícolas y el crecimiento de los cultivos, brindando apoyo meteorológico para la producción agrícola. 

3. Anemómetro de hilo caliente (sensor de velocidad del viento térmico)

   El principio de un anemómetro de hilo caliente consiste en usar un hilo muy fino, generalmente de platino, tungsteno o constantán, calentado eléctricamente a una temperatura constante superior a la temperatura ambiente. Cuando el aire fluye sobre el hilo, este se enfría, lo que provoca un cambio en su resistencia. La cantidad de enfriamiento está directamente relacionada con la velocidad del flujo de aire. Al medir el cambio en la resistencia, el instrumento puede calcular la velocidad del viento. Este tipo de sensor de velocidad del viento es muy sensible y puede medir con precisión velocidades de aire muy bajas.

    Principio de funcionamiento del anemómetro de hilo caliente:

   - Basado en la relación entre la tasa de disipación de calor del alambre caliente (o película caliente) en el flujo de aire y la velocidad del viento.

   El alambre caliente (o película caliente) se calienta a cierta temperatura. Al soplar el viento, la velocidad de disipación del calor cambia, alterando así su valor de resistencia.

   - La velocidad del viento se calcula midiendo el cambio en la resistencia.

    Aplicaciones del anemómetro de hilo caliente:

   - Investigación meteorológica: Se utiliza para la medición y análisis precisos de datos meteorológicos.

   - Entornos industriales específicos: Se utiliza en escenarios que requieren medición de la velocidad del viento de alta precisión.

4. Anemómetro de tubo de Pitot (sensor de velocidad del viento de presión dinámica)

   Principio de funcionamiento:

   - Determina la velocidad del viento midiendo la diferencia de presión entre un tubo central (tubo de presión estática) y un tubo de apertura lateral (tubo de presión dinámica).

   - Esta diferencia de presión es proporcional al cuadrado de la velocidad del viento.

    Aplicaciones:

   - Observaciones meteorológicas: Proporciona soporte de datos para observaciones meteorológicas, especialmente adecuado para medir velocidades del viento en un amplio rango.

   - Aeronaves: Medición de la velocidad del viento en aeronaves como aviones y helicópteros para garantizar la seguridad del vuelo.

 En resumen, los diferentes tipos de sensores de velocidad del viento tienen sus propias ventajas y limitaciones. La elección del sensor depende de los requisitos específicos de la aplicación y las condiciones ambientales.

Ficha técnica del sensor de velocidad del viento (anemómetro de cazoleta)

Manual de instrucciones de los sensores de velocidad del viento NBL-W-SS V4.0.pdf

Hoja de datos del sensor de dirección del viento

Manual del sensor de dirección del viento NBL-W-DS.pdf

Hoja de datos del sensor ultrasónico 5 en 1 de presión atmosférica, temperatura, humedad, velocidad del viento y dirección

Manual de instrucciones del sensor meteorológico ultrasónico integrado NBL-W-51MUWS.pdf