CAPITULO VII

VERIFICACION DEL VIENTO EN SUPERFICIE

7.1 GENERALIDADES

Por definición el viento es el aire dotado de movimiento. Se determina por la

dirección o punto del horizonte desde donde sopla, y por su velocidad de la

cual depende su mayor o menor fuerza.

Con el fin de que las observaciones hechas en una red de estaciones puedan ser

comparables entre sí se ha especificado que el viento en superficie debía ser

el viento a una altura normalizada de 10 m. sobre el suelo , en terreno descu-

bierto.

Algunos conceptos que se deben tener claros al analizar los datos de vientos

en el trópico son:

1. Los vientos Alisios.-del Sureste y Noreste- se encuentran a lo largo de

una zona que se llama el cinturón de confluencia intertropical -vista en

el análisis de la precipitación-. En él los vientos son ligeros y predo-

minan las calmas, las cuales se conocen con el nombre de calmas ecuatoria-

les.

2. Existen sistemas de vientos locales . Unos se desarrollan como resultado

del calentamiento desigual de la tierra y el mar, otros tienen su causa en

el calentamiento y enfriamiento de laderas y de montañas, y un tercer

grupo está relacionado con la deformación de las corrientes del aire al

cruzar las cordilleras.

a. BRISAS DE TIERRA Y DE MAR. Se observa en días calurosos que el viento

sopla en la costa de mar a tierra durante el día y en sentido contra-

47

río durante la noche, presentando un intercambio normal en la madruga-

da y en la tarde como se puede apreciar en la Fierra No. 11.

AZAR TIERRA

MADRUGADA Y TARDE

MAR TIERRA

DIA NOCHE

FIGURA tl - COMPORTAMIENTO DIARIO DE LAS BRISAS DE TIERRA Y DE MAR

La diferencia de calor origina cambios en la presión que terminan con

el desplazamiento de los vientos.

b. BRISAS DE MONTARA Y VALLE. Durante las horas de sol las laderas de las

montañas y el aire en contacto con ellas se calientan más rápido que

el aire a cierta altura sobre la ladera, así mismo en la noche las la-

deras y el aire en contacto con ellas se enfrían más rápidamente que

las capas más distantes. Esta diferencia de calentamiento establece

una circulación del aire.

El aire se mueve hacia arriba por la ladera de la montaña de día y ha-

cia abajo en las horas de la noche. (Ver Figura No. 12).

48

BRISA DE VALLE (de dio ) BRISA DE MONTAÑA (de noche)

FIGURA 12 - COMPORTAMIENTO DIARIO DE LAS BRISAS DE MONTAÑA Y VALLE

c. FOEHN. Estos vientos son fuertes, secos y calientes y se desarrollan

ocasionalmente en las laderas de sotavento de las cordilleras. La alta

temperatura y la baja humedad relativa que acompañan a estos vientos

se deben al calentamiento adiabático del aire descendente.

FIGURA 13 - FLUJO DEL VIENTO SOBRE UNA CORDILLERA DURANTEUN FO EN N

49

Estos vientos se intensifican si del lado de barlovento el movimiento

ascendente está acompañado de precipitación , lo que los hace más

secos. (Ver Figura No. 13).

El aire se enfría a barlovento según el gradiente adiabático saturado

a razón de 6' por kilámetro y se calienta en su descenso a sotavento

según el gradiente adiabático seco a razón de 10 'C por kilómetro.

7.2 VERIFICACION DE LA VELOCIDAD Y DIRECCION DEL VIENTO

De acuerdo con los puntos anteriormente expuestos , teniendo la ubicación

exacta de la estación y conociendo el comportamiento estadístico de este

parámetro en una zona determinada , se puede establecer de qué orden puede ser

la velocidad del viento.

Los siguientes son los puntos importantes que deben tenerse en cuenta:

1. Es indispensable tener conocimiento del tipo de instrumento instalado, en

la estación en proceso , para determinar el tipo de unidades en que se

están haciendo las anotaciones.

2. En algunas estaciones, CO principalmente , se encuentran valores anotados

teniendo en cuenta la escala BEAUFORT si no hay instrumento medidor, o el

número de púas en el caso de que haya veleta; deben convertirse los datos

a metros por segundo utilizando las escalas respectivas.

TABLA DE CONVERSION DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO PARA OBSERVACIONES CON VELETA

Velocidad del Viento

Posición Media de la Planchuela sobre el arco m/s.

Púa vertical cero, 0 .......................... 0.0

Entre púas 0 y 1 .............................. 1.0

50

Alrededor de la púa .......... ..... ......... 2.0

Entre púas 1 y 2 .............................. 3.0

Alrededor de la púa 2 ... ...................... 4.0

Entre púas 2 y 3... ........................... 5.0

Alrededor de la púa 3 . ........................ 6.0

Entre púas 3 y 4.. ............................ 7.0

Alrededor de la púa 4 ......................... 8.0

Entre púas 4 y 5 ....... ....................... 9.0

Alrededor de la púa 5 . ........................ 10.0

Entre púas 5 y 6 .............................. 12.0

Alrededor de la púa 6 ........... .............. 14.0

Entre púas 6 y 7 .............................. 17.0

Alrededor de la púa 7 . ........................ 20.0

ESCALA DE BEAUFORT PARA LA FUERZA DEL VIENTO, CON INDICACION

DE LAS VELOCIDADES EQUIVALENTES

Grado Nombre de los vientos m/seg.

0 Calma 0

1 Ventolina 0.9

2 Brisa muy débil 2.4

3 Brisa débil 4.4

4 Brisa moderada 6.7

5 Brisa fresca 9.4

6 Brisa fuerte 12.3

7 Viento fuerte 15.5

8 Viento duro 19.0

9 Viento muy duro 22.6

10 Temporal 26.4

11 Borrasca 30.5

12 Huracán 32.7 o más

51

3. La dirección de donde sopla el viento se anota de acuerdo con la ROSA DE

LOS VIENTOS. Se adoptaron unos rangos que facilitan la determinación de la

dirección , en el caso en que ésta se anote en grados. (Ver Figura No. 14).

N36cr°

W 270°

180°S

FIGURA 14 - ROSA DE LOS VIENTOS

4. En ausencia de velocidad, siempre la veleta marca una dirección, es por

ésto que algunos observadores acompañan el cero (0) de velocidad con una

dirección cualquiera, anotación que debe tomarse como calma.

5. En las estaciones climatológicas, principalmente, los observadores utili-

zan para las direcciones simbología no convencional. Por ejemplo anotan 0

(de Oriente) en lugar de E (de Este), fácilmente confundible con la direc-

ción OESTE. Solamente conociendo el comportamiento del viento en la época

y región analizada puede determinarse la verdadera dirección.

¡l a

52

6. Se da el caso en que el Observador anota la dirección de extremo a extremo

de la barra y la velocidad. Por ejemplo N-S, 1.0 m/ seg.; para saber si el

viento sopla del N o del S es necesario ver de dónde está soplando el

viento en las horas y días anteriores y posteriores al del problema, o

comparar con una estación cercana.

7. En las estaciones sinópticas se efectúan observaciones horarias y es común

encontrar la velocidad del viento anotada en nudos , en este caso debe ha-

cerse la reducción a metros por segundo antes de transcribir los datos a

los formatos de codificación correspondientes.

8. Además de la veleta -instrumento de observación directa- existen instru-

mentos para registrar la dirección y velocidad del viento en superficie,

éstos son los ANEMOGRAFOS. Para la codificación de los vientos en las es-

taciones donde existen registradores o se efectúan observaciones horarias,

se utiliza un formato diferente.

9. Para efectos de evaluación y transcripción de datos debe tenerse en cuenta

el origen de los mismos. Si son de anemoscopio -lectura directa- se toman

los datos puntuales,.y si son de anemógrafo -registrador- debe consignarse

en las formas de codificación la "evaluación media horaria".

10. La mayoría de los anemógrafos utilizados por el HIMAT son mecánicos. Uno

de los más comunes es el Lambrecht tipo Woelfe cuyas gráficas son de dura-

ción mensual. Para su evaluación debe tenerse en cuenta:

a. Sobre la gráfica debe aparecer la fecha y hora en que ésta se coloca

así como la fecha y hora en que se retira, ésto con el objeto de esta-

blecer qué tipo de corrección por tiempo -en caso de mal funcionamien-

to del reloj- debe hacerse.

b. En la parte superior de la gráfica un rodillo se encarga de registrar

los cambios de dirección que tenga el viento. En el formato se consig-

53

na la dirección predominante en cada hora ; cuando ésta varía demasiado

y no puede establecerse cuál es la de mayor frecuencia se utiliza el

código establecido para "viento variable m.

c. En la parte inferior de la banda aparece el registro correspondiente

al recorrido . Desde el punto donde la marcación entra al espacio deli-

mitado por las verticales que indican las horas , hasta el punto donde

sale se cuenta el número de kilómetros -número de rayas horizontales

cruzadas por el registro-. (Ver Figura No. 15).

7

1 1 1 \Ix 1 \1 1\ 1 1\ ..

FIGURA 15 - BANDA DE REGISTRO DE AMEYOGRAFO WOELFE .

d. Como la velocidad debe anotarse en m/seg ., se utiliza la tabla elabo-

rada para convertir k/hora a m/seg. Esta tabla es el resultado de to-

mar diferentes valores de recorrido -mediante la reglilla enviada por

la casa fabricante- y efectuar las correspondientes interpolaciones.

11 m1

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CONVERSION DEL ANEMOGRAFO LAMBRECIfT TIPO WOELFE

DE Kmts. a m/seg.

K mts K mts K mts K mts K mts

0.4 0.4 10.0 3.5 20.0 6.3 30.0 9.1 40.0 11.9

0.5 0.5 10.5 3.6 20.5 6.4 30.5 9.2 40.5 12.0

1.0 0.6 11.0 3.7 21.0 6.6 31.0 9.4 41.0 12.1

1.5 0.9 11.5 3.8 21.5 6.7 31.5 9.5 41.5 12.2

2.0 1.0 12.0 4.0 22.0 6.9 32.0 9.7 42.0 12.4

2.5 1.2 12.5 4.2 22.5 7.0 32.5 9.8 42.5 12.5

3.0 1.3 13.0 4.3 23.0 7.1 33.0 10.0 43.0 12.7

3.5 1.5 13.5 4.5 23.5 7.2 33.5 10.1 43.5 12.8

4.0 1.6 14.0 4.6 24.0 7.4 34.0 10.2 44.0 12.9

4.5 1.8 14.5 4.8 24.5 7.5 34.5 10.4 44.5 13.1

5.0 2.0 15.0 4.9 25.0 7.7 35.0 10.5 45.0 13.2

5.5 2.2 15.5 5.0 25.5 7.8 35.5 10.6 45.5 13.4

6.0 2.3 16.0 5.2 26.0 8.0 36.0 10.8 46.0 13.5

6.5 2.4 16.5 5.3 26.5 8.1 36.5 10.9 46.5 13.6

7.0 2.6 17.0 5.4 27.0 8.3 37.0 11.0 47.0 13.8

7.5 2.8 17.5 5.6 27.5 8.4 37.5 11.2 47.5 13.9

8.0 2.9 18.0 5.7 28.0 8.6 38.0 11.3 48.0 14.0

8.5 3.0 18.5 5.9 28.5 8.7 38.5 11.4 48.5 14.2

9.0 3.2 19.0 6.0 29.0 8.8 39.0 11.6 49.0 14.3

9.5 3.4 19.5 6.2 29.5 9.0 39.5 11.7 49.5 14.4

11. Otro de los anemógrafos que utiliza el HIMAT es el FUESS tipo universal,

que registra la dirección, el recorrido y la velocidad instantánea. En la

evaluación y verificación de los registros se debe tener en cuenta:

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a. Las gráficas deben cambiarse diariamente , anotando sobre ellas la fe-

cha y hora exactas de colocación y retiro. La hora de colocación debe

coincidir con el comienzo del registro, así mismo la hora de retiro de

la gráfica debe estar de acuerdo con el final de la marcación, de otra

manera debe corregirse el desface.

b. Del registro de velocidad se toman normalmente las ráfagas cuando se

quieren establecer las velocidades máximas. La velocidad media es me-

jor tomarla del recorrido haciendo la respectiva conversión k/hora a

m/seg., ésto debido a la frecuente descalibración del sistema de velo-

cidad. Para convertir k/hora a m/seg. se multiplica el número de ki-

lómetros recorridos en una hora por 0.278.

c. El registro de la dirección es efectuado por dos brazos que se alter-

nan -posicionalmente - según la dirección de donde está soplando el

viento. Puede darse el caso del daño o descalibración de uno de los

brazos lo cual nos daría una doble información , una plumilla puede es-

tar marcando el Este ( E) y la otra el Oeste (0) -por ejemplo-; debe

entonces el verificador , con base en un análisis del comportamiento de

viento para esta época , determinar cuál es el registro verdadero.

d. En éste , como en todos los parámetros es muy importante atender las

anotaciones hechas por el Observador o el Inspector, ya que son éstas

las que aclaran muchas dudas sobre el funcionamiento de los instrumen-

tos.

7.3 VERIFICACION DEL RECORRIDO DEL VIENTO

Por definición, la distancia recorrida por el viento durante un intervalo de

tiempo se denomina RECORRIDO DEL VIENTO. El instrumento que proporciona esta

información se llama anemómetro. El número total de dígitos que se leen en el

instrumento y el número de decimales conque deben hacerse los cálculos para

obtener el kilometraje recorrido dependen.de la marca del aparato. Esto puede

verse en la tabla siguiente:

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Marca No. Total No. Cifras No.CifrasAnemómetro Dígitos Kilómetros Decimales

KAHLSICO 7 5 2

FUESS 6-8 4-6 2

LAMBRECHT 6 4 2

THIES 7 6 1CASELLA 6 4 2

La observación de este parámetro se efectúa a las 07:00, 13:00 y 19:00 HLC.

Para su análisis debe tenerse en cuenta:

1. El lugar exacto donde está situada la estación. Esto nos da una idea de la

cantidad de kilómetros recorridos por el viento en un día y en el mes que

se estudia.

2. Es muy común que por falta de mantenimiento se presente oxidación en el

sistema sobre el cual giran las cazoletas -sobre todo en lugares húmedos o

costeros- lo que hace que se frene el elemento sensible. Esto se nota pre-

cisamente comparando el kilometraje con los datos estadísticos.

3. Cuando un anemómetro se daña, debe ser reemplazado y aparecerá entonces la

nota del inspector con la lectura conque inicia su funcionamiento. Dato

importante para el cálculo del recorrido.

4. Cuando el instrumento con el cual se sustituye el dañado es de otra marca,

debe ponerse especial atención en el número de decimales conque debe con-

tinuarse el cálculo del kilometraje.

5. Cuando se hace mantenimiento al anemómetro y se calibra el contador puede

cambiarse su numeración, dato que debe ser anotado por el inspector. Puede

detectarse también, mediante los nuevos valores que arroje el cálculo del

kilometraje, si el contador venía funcionando bien.

57

6. En la observación de las 19:00 HLC se presenta la mayor probabilidad de

error en la lectura, ésto debido a la falta de luz adecuada , es por ésto

que los acumulados -cuando es necesario hacerlos- generalmente se efectúan

de 13:00 a 07:00.

7. A partir del 1o de enero de 1985 se toma acumulado el recorrido de 07:00

hasta las 07:00 HLC del día siguiente. De esta manera se facilitan los

cálculos y se disminuye la probabilidad de error en la lectura.

La importancia del procesamiento y verificación del parámetro VIENTO EN SUPERFICIE,

radica principalmente en que son estos datos la base de: los estudios tendientes a

mejorar el aprovechamiento de la energía eólica como recurso y de aquellos dirigidos

a la prevención de desastres por el no conocimiento del comportamiento del viento en

las diferentes regiones del país.

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