Descripción

La meteorología es una parte de la física que estudia los fenómenos atmosféricos. Los factores físicos esenciales para el estudio de la atmósfera son temperatura, presión, humedad relativa, radiación solar y cargas eléctricas.

Las aplicaciones prácticas de la meteorología aumentan en cantidad e importancia día a día, e incluyen fundamentalmente la utilización de pronósticos meteorológicos en la agricultura, la hidrología, la navegación marítima y aeronáutica, además de la información climática general que permite una mejor planificación del tiempo libre de las personas, lo que no deja de ser importante en las sociedades actuales y que explica en parte la popularidad creciente de los pronósticos meteorológicos a través de la prensa, la radio, la televisión e Internet.

Entregaremos una breve reseña y las instrucciones para confeccionar en forma sencilla cinco instrumentos meteorológicos de construcción casera.

El termómetro

Es uno de los instrumentos meteorológicos más sencillos, pero también uno de los más importantes. Como es sabido, sirve para medir la temperatura de la atmósfera, por lo cual, cualquier propiedad física de alguna sustancia que cambie con la temperatura puede ser utilizada como principio para un termómetro. Las propiedades más comúnmente utilizadas son la expansión térmica de los cuerpos y el cambio en la resistencia eléctrica de un material con la temperatura.

Materiales

• papel plateado (de aluminio)
• una caja de cartón (similar a las de zapatos)
• cartulina delgada
• pegamento
• tijeras
• lápices
• tachuela
• alfileres

Instrucciones

1. Cortar una cinta de papel plateado de unos 20 cm de largo por 2 cm de ancho. (figura 2)

1. Enrollar la cinta en un lápiz, de modo de formar una espiral. Cuidar que la cinta no se enrolle sobre sí misma.

2. Fijar un extremo de la cinta en la parte superior de la caja, y dejar el otro extremo libre. (figura 3)

1. De la cartulina delgada, recortar un marcador y graduar en él una escala, como si fuera una especie de hélice, que se ubica en la parte inferior (figura 4). Los alfileres servirán para afirmar la hélice, permitiendo que gire.

Debido a la propiedad de dilatación térmica de los cuerpos, el papel de aluminio es sensible a las variaciones de temperatura. El papel se estira a medida que la temperatura aumenta, por lo tanto, la hélice gira. A su vez, si la temperatura disminuye, la cinta se contrae y la hélice gira en sentido contrario. Son estas variaciones las que nos permiten tener un parámetro de comparación en un período determinado (días, horas, etc.)

Para calibrar la hélice se requiere comparar dos termómetros: el construido según estas instrucciones y alguno conocido que sepamos que funciona bien. Se miden al menos cuatro temperaturas distintas y se anotan en la escala del termómetro construido. No olvidar que en el “piso” de la caja, hay que marcar un punto de referencia respecto del cual se comparará la posición del disco graduado.

El higrómetro

Es utilizado para medir la humedad relativa del aire. La humedad es la cantidad de vapor de agua contenido en el aire, en un lugar y tiempo determinados. La humedad relativa se define como el porcentaje de agua presente en un momento dado, respecto del total que podría haber a la misma temperatura.

El nombre completo de un higrómetro está determinado por la propiedad a través de la cual opera (absorción química, absorción eléctrica, psicrométricas, condensación y cambios en la dimensión de sustancias llamadas higroscópicas).

El higrómetro casero que aquí se describe es llamado higrómetro de cabello, pues utiliza como sustancia higroscópica el cabello humano (de preferencia rubio muy claro, pues es más sensible a los cambios de humedad). El cabello experimenta dilatación o retracción en longitud cuando está expuesto a cambios en la humedad relativa. La longitud del cabello humano, al que se le ha quitado toda la grasa lavándolo con soda o potasa cáustica, varía considerablemente con los cambios de humedad, alargándose con el aumento de la humedad y retrayéndose cuando disminuye.

Materiales

• algunos cabellos humanos rubios
• un trozo de madera de 20x10 cm
• un pedazo de plástico delgado (mica para transparencias)
• tres clavos pequeños o tachuelas
• una moneda pequeña
• pegamento
• cinta adhesiva
• martillo
• tijeras

Instrucciones

1. Cortar el trozo de plástico de manera triangular. (figura 6)

1. Adherir la moneda al plástico, cerca de una de sus puntas. (figura 7)

1. Con uno de los clavos, perforar cerca de la base del triángulo y clavarlo levemente a la madera, de modo que pueda girar libremente (la punta de plástico debe estar a 3/4 de distancia desde el tope a la base de la tabla). (figura 8)

1. Pegar el conjunto de cabellos en la punta de plástico, entre el clavo y la moneda. (figura 9a)

2. Estirar y pegar los cabellos en la tabla, fijándose en que el marcador quede en posición horizontal, y las fibras perfectamente verticales. (figura 9b)

La fibra de cabello se contrae cuando el ambiente está seco y se dilata cuando está húmedo. Gracias a esta propiedad, el marcador de nuestro higrómetro podrá moverse ante las fluctuaciones de humedad relativa (figura 10). Es posible graduar el higrómetro comparándolo con los datos de humedad de un instrumento en funcionamiento, o bien, crear una escala de humedad relativa propia.

El anemómetro

Es un instrumento destinado a medir las variaciones en la velocidad del viento. Las formas de medir esta velocidad son diversas, pero una de las más comunes es el sistema mecánico de copas, que giran al estár expuestas al viento. La velocidad de giro de las copas es proporcional a la velocidad del viento.

Materiales

• dos pelotas pequeñas de plástico
• un bolígrafo tipo bic, en desuso
• varillas de madera, como las utilizadas para maquetas
• cola de empapelar (cola fría)
• lija
• cuchillo para cortar cartones

Instrucciones

1. Cortar las pelotas por la mitad, con el objeto de obtener cuatro medias esferas. (figura 12)

1. Pegar dos varillas de madera, formando una cruz

2. Adherir en cada extremo de la cruz una de las medias esferas, cuidando que queden en forma vertical. (figura 13)

1. Lijar la varilla de madera, de modo que pueda ingresar en el tubo transparente del bolígrafo. (figura 14)

1. Introducir el eje cilíndrico en el espacio del tubo del bolígrafo. (figura 15)

Al exponer el anemómetro a una corriente de aire, deben contarse las revoluciones por minuto que se registran en el aparato (cuántas vueltas da el anemómetro durante un minuto). Para que la medición sea fácil de efectuar, es conveniente identificar una de las medias esferas como punto de referencia, marcándola o pintándola con un color llamativo.

Es también necesario conocer el perímetro del anemómetro, por lo que se deberá medir la distancia entre una media esfera y el centro de la cruz de los palos de madera. Esta medida será R (radio) y se utilizará para la obtención de P (perímetro). Según lo anterior, se calculará: P= 2piR

El perímetro corresponde a los metros que recorre el anemómetro en una vuelta. Si se cuentan las vueltas que da en un minuto, se conocerá los metros que recorrió el viento en 60 segundos. Al dividir los metros por 60 se obtiene la velocidad metros/segundos. También es posible calibrar el anemómetro utilizando uno profesional de una estación automática.

La veleta

Es un aparato que permite identificar la dirección del viento. La veleta es fundamentalmente una construcción asimétrica, capaz de girar libremente sobre un eje vertical de rotación.

Materiales

• un trozo de plástico delgado (mica para transparencias)
• varillas de madera, como las utilizadas para maqueta
• clavos delgados o alfileres
• base de madera
• cola de empapelar (cola fría)
• martillo
• cuchillo para cortar cartones
• un bolígrafo tipo bic, en desuso.

Instrucciones

1. Cortar el plástico en forma de vela triangular, cuyo lado más largo no sea superior a la mitad del tamaño de una de las varillas. Esta varilla servirá de soporte de la vela. (figura 17)

1. Perforar el centro del palo para que por él pueda pasar el alfiler o clavo pequeño y pueda girar libremente.

2. Pegar el otro palo en forma vertical a la base de madera. (figura 18)

1. Pegar la vela de plástico y cortar otro pedazo de menor tamaño que servirá de punta de contrapeso. (figura 19)

Para poder observar la dirección del viento es necesario fijarse hacia dónde apunta la flecha. La dirección del viento corresponde a aquella desde donde viene el viento y no aquella hacia donde va. Los meteorólogos acostumbran registrar el viento en grados sexagesimales: al norte corresponde 360 grados; al sur, 180 grados; el oeste, 270 grados; y al este, 90 grados.

El pluviómetro

La cantidad de lluvia que cae en un lugar es otro dato que hay que consignar para hacer pronósticos del tiempo. El instrumento que mide la cantidad de lluvia es el pluviómetro que, en su forma más sencilla, consiste en un recipiente en forma de prisma regular graduado en milímetros o litros por metro cuadrado ya que son medidas equivalentes.

Cuando en época de lluvias cae mucha agua, podemos pronosticar que habrá más días de lluvia debido a que la misma agua caída se evaporará y caerá nuevamente como lluvia. Por la mañana se verá en forma de bruma o de niebla, y esto hará que la visibilidad sea pobre; si brilla el sol a mediodía, mejorará la visibilidad y comenzarán a formarse nubes del tipo cúmulos las que, reunidas por el viento de la tarde, producirán nuevamente lluvia.

Materiales

• un envase de leche de cartón, de 1 ó 2 litros.
• una regla de madera sin barnizar, graduada en milímetros.
• una tabla cuadrada de 20 cm por lado.
• pegamento amarillo de contacto.
• pintura blanca (para intemperie).
• piedras pequeñas u otro material que sirva de peso.

Instrucciones

1. Cortar la superficie de la caja (figura 21).

1. Pegar el envase de leche a la tabla cuadrada (figura 22). Una vez que esté seco el pegamento, pintar de blanco.

1. Si la regla no tiene marcado el cero en el extremo, cortar a esa altura de modo que no se produzcan errores de lectura (figura 23).

1. Poner la piedras sobre la tabla de modo que sirvan de peso y eviten que el pluviómetro se vuelque en caso de que haya viento.

Para utilizar el pluviómetro hay que dejarlo en un lugar despejado, en el que la lluvia caiga libremente sin paredes o árboles cercanos. Todos los días se debe tomar la lectura de la cantidad de lluvia que se deposita en él y anotar esta información en la libreta o gráfica meteorológica.

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