Anemómetro
Un anemómetro es un dispositivo que se utiliza para medir la velocidad y la dirección del viento . También es un instrumento de estación meteorológica común . El término se deriva de la palabra griega anemos , que significa viento , y se utiliza para describir cualquier instrumento de velocidad del viento utilizado en meteorología . La primera descripción conocida de un anemómetro fue dada por Leon Battista Alberti en 1450.
El anemómetro ha cambiado poco desde su desarrollo en el siglo XV. Se dice que Leon Battista Alberti (1404–1472) inventó el primer anemómetro mecánico alrededor de 1450. En los siglos siguientes, muchos otros, incluido Robert Hooke (1635–1703), desarrollaron sus propias versiones, y algunos fueron acreditados erróneamente como el inventor. En 1846, John Thomas Romney Robinson (1792-1882) mejoró el diseño utilizando cuatro tazas hemisféricas y ruedas mecánicas. En 1926, el meteorólogo canadiense John Patterson (3 de enero de 1872 - 22 de febrero de 1956) desarrolló un anemómetro de tres tazas, que fue mejorado por Brevoort y Joiner en 1935. En 1991, Derek Westonagregó la capacidad de medir la dirección del viento. En 1994, Andreas Pflitsch desarrolló el anemómetro sónico. [1]
Un tipo simple de anemómetro fue inventado en 1845 por el reverendo Dr. John Thomas Romney Robinson , del Observatorio Armagh . Consistía en cuatro copas hemisféricas montadas sobre brazos horizontales, que estaban montados sobre un eje vertical. El flujo de aire que pasaba por las copas en cualquier dirección horizontal hacía girar el eje a una velocidad que era aproximadamente proporcional a la velocidad del viento. Por lo tanto, contar las vueltas del eje durante un intervalo de tiempo establecido produjo un valor proporcional a la velocidad media del viento para una amplia gama de velocidades. También se le llama anemómetro rotacional.
En un anemómetro con cuatro tazas, es fácil ver que dado que las tazas están dispuestas simétricamente en el extremo de los brazos, el viento siempre tiene el hueco de una taza presentado y sopla en la parte posterior de la taza en el lado opuesto. final de la cruz. Dado que un hemisferio hueco tiene un coeficiente de arrastre de 0,38 en el lado esférico y 1,42 en el lado hueco, [2] se genera más fuerza en la copa que presenta su lado hueco al viento. Debido a esta fuerza asimétrica, se genera un par en el eje del anemómetro, lo que hace que gire.
En teoría, la velocidad de rotación del anemómetro debería ser proporcional a la velocidad del viento porque la fuerza producida sobre un objeto es proporcional a la velocidad del fluido que fluye a su lado. Sin embargo, en la práctica, otros factores influyen en la velocidad de rotación, incluida la turbulencia producida por el aparato, el aumento de la fricción en oposición al par que producen las copas y los brazos de soporte, y la fricción del punto de montaje. Cuando Robinson diseñó por primera vez su anemómetro, afirmó que las copas se movían un tercio de la velocidad del viento, sin verse afectadas por el tamaño de la copa o la longitud del brazo. Esto aparentemente fue confirmado por algunos experimentos independientes tempranos, pero era incorrecto. En cambio, la relación entre la velocidad del viento y la de las tazas, el factor del anemómetro, depende de las dimensiones de las copas y brazos, pudiendo tener un valor entre dos y un poco más de tres. Cada experimento anterior con un anemómetro tuvo que repetirse después de que se descubrió el error.
El anemómetro de tres tazas desarrollado por el canadiense John Patterson en 1926 y las subsecuentes mejoras de la taza por Brevoort & Joiner de los Estados Unidos en 1935 llevaron a un diseño de rueda de taza con una respuesta casi lineal y tenía un error de menos del 3% hasta 60 mph. (97 km / h). Patterson descubrió que cada copa producía un par máximo cuando estaba a 45 ° con respecto al flujo del viento. El anemómetro de tres tazas también tenía un par más constante y respondía más rápidamente a las ráfagas que el anemómetro de cuatro tazas.
