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Artículo Técnico sobre la implementación de la estación meteorológica artesanal

INTRODUCCIÓN

El público recibe el estado del tiempo actual y su previsión para los próximos días a través de los medios de información: diarios, radio, televisión e Internet. El camino que realiza la información meteorológica hasta que llegar al usuario involucra a numerosos procesos e instituciones a nivel nacional e internacional. La información meteorológica y los productos, posteriormente, desarrollados, como el pronóstico del tiempo, permiten planificar actividades futuras en la población y en los grupos de toma de decisión (Campetella et al., 2011).

Realizar  medición  y  estudio de variables  meteorológicas  ha tenido  un significado  cada  vez más importante para diferentes áreas de la cotidianidad como la agricultura, la navegación, la  astronomía,  la  generación  de energía,  entre  otras.  Este  tipo  de  actividades  ha permitido obtener una mayor eficiencia en las labores que se van a realizar, ya que se tienen en cuenta estas  variables  que influyen  en  los fenómenos  ambientales  no  determinísticos  que se presentan en todo el planeta, dado que al interactuar entre ellos mismos, generan cambios climáticos que pueden favorecer o afectar las labores de los seres humanos (Garzón & Rincón, 2017).  

Ubicación del proyecto

Para el proyecto de taller práctica experimental, tuvo la participación del grupo #2, conformado por Rosa Espinoza, Nicole Fernández, Camilo Febres, Raquel Luzuriaga y John Tituana. Se recolectaron datos desde el 25 de octubre del 2021, con una fecha de corte del 15 de enero del 2022.

Figura 1. Fotografía satelital extraída de Google Earth con la ubicación de la estación 

meteorológica artesanal.


Para el desarrollo del taller práctico experimental se decidió una ubicación oportuna para implementar la estación, ubicado en la provincia de Loja, cantón Loja, en la Zona Militar, en la Av. Cuxibamba con coordenadas 3°58'54"S - 79°12'18"O y con una altitud registrada de 2050 m.s.n.m


Materiales e implementación de los dispositivos artesanales.

Tras una búsqueda bibliográfica y asesoramiento docente para conocer los materiales y el proceso constructivo para la estación meteorológica artesanal, se determinaron los materiales y especificaciones técnicas necesarias para su construcción, los cuales son detallados a continuación:

Tanque evaporímetro artesanal 

Figura 2. Tanque evaporímetro artesanal , tabla de especificaciones técnicas.

Debemos empezar construyendo una pequeña base de material aislante, con la finalidad que el calor del suelo no influya en la recolección de datos, en nuestro caso elegimos usar dos planchas de poliestireno expandido de 50 x 50 cm, es importante usar un tanque de color claro , para evitar la concentración de calor en el mismo y por dicha causa producir una mayor evaporación, debemos colocar una cinta métrica graduada en mm en el interior del tanque, y se procede a llenar el balde con con respecto al borde del recipiente debe ser alrededor de 4 cm, por lo que cuando llueve es necesario extraer agua del recipiente y por el contrario cuando baja mucho el nivel se debe reponer agua. 

Es recomendable ubicar la estación meteorológica donde no exista algún objeto que funcione como inferencia para la lectura de datos. La lectura de la evaporación se recomienda hacerla diariamente.

Pluviómetro artesanal

Figura 4. Pluviómetro artesanal y tabla de especificaciones técnicas.

Para el desarrollo del pluviómetro se procedió primeramente a embonar la manguera de con el embudo, para lo cual, mediante la ayuda de calor se logró que la manguera cediera y quedara segura con el embudo, de esta forma no había fugas entre los mismos.

El registro del volumen de agua debe realizarse en conjunto al registro del tanque evaporímetro y luego hacer la transformación del volumen a lámina de lluvia, en función al área de captación siendo está determinada por al área del embudo.

Para realizar la lectura de datos, se uso el dispositivo eléctrico Termo higrómetro, el cual nos permite determinar  la temperatura media, la humedad relativa del aire y la velocidad de viento.

En la presente análisis comparativo, se realiza usando los datos recolectados por la estación meteorológica de la UTPL y  por el grupo de trabajo número uno, dado que estas estaciones están ubicadas en la ciudad de Loja.

ESTUDIO DEL ARTE PARA LA IMPLEMENTACION Y APLICABILIDAD

Loja, ciudad ubicada entre latitudes Sur: 03°19'49" y 04°45'00". A pesar de presentarse alturas de hasta 4. 107 m, no existe nevados. Las temperaturas anuales, fluctúan entre los 13 °C, por el norte y 24°C en el extremo sur. Aunque la precipitación anual es de 850 mm, las variaciones cambian entre un 40 % y 250%. Como consecuencia la gran variedad de temperaturas en nuestra ciudad, Loja región que presenta una serie de microclimas.  

Es por ello, que, al tener las estaciones meteorológicas en diferentes sectores de la ciudad de Loja, hace de esto una investigación interesante. Para construir, la estación, seguimos los pasos del Ingeniero Jorge Rodrigo Sivisaca Caraguay, por el medio digital de YouTube, con algunas investigaciones de respaldo, Manzur and Cardoso, año 2015, con experimentos en enero en dos ciudades diferentes, Ciudad de México y Temixco, cuando su superficie se encuentra cerca del borde, el líquido se evapora con mayor fluidez. 

Los materiales a emplear y para su construcción, son de bajo costo, accesibles y de fácil procedimiento, cualquier persona tiene la capacidad para registrar los datos y poder considerar para diseño agronómico, por lo que se necesita, un tanque evaporímetro, pluviómetro artesanal, y un termo higrómetro. 

Está sirve para medir la cantidad de agua que cae en cada zona, en Loja, como disponemos de microclimas, entonces varia, en unos sectores se registra lluvia y en otros no, es recomendable tomar registro de la misma cada 4 a 6 h, dependiendo de la intensidad de la misma, para que el registro sea los más exacto posible. 

Los termo higrómetros, existen para registrar la temperatura media ambiental, la humedad relativa, existen digitales, son menos precisos, no necesitan mantenimiento y analógicos, son precisos y detectan los cambios y humedad de manera inmediata. El tanque evaporímetro sirve para medir la evaporación ambiental. Un anemógrafo, es para medir la velocidad y la dirección del viento. 

Los instrumentos, aplicados para nuestra estación meteorológica, tienen como referencia al Ingeniero Jorge Sivisaca, por su investigación sobre “Efecto de tres frecuencias de riego por goteo en la producción del cultivo de fréjol, según la evaporación del tanque”, gracias a esta investigación se pudo puede recomendar el uso de la sencillez y accesibilidad para los agricultores comunitarios y quienes generen este tipo de información meteorológica. 

Sivisaca, implemento un pluviómetro estándar y otro artesanal (embudo, manguera y botella de plástico con sello), todo está nivelado para que funcioné correctamente, a la hora de tomar datos. El mismo investigador señala que el factor es prácticamente igual a uno, lo que se concluye que los registros obtenidos, sería igual a la que se obtendría en un tanque evaporímetro convencional Clase A. 

Diariamente se registraron los datos de la estación, para proceder a procesar datos y realizar comparaciones, cada día se nivelaba el agua en 4 cm, nuestra estación se encuentra en la zona militar, a pocos metros de la Universidad Técnica Particular de Loja, que dispone de una estación.     

ANÁLISIS COMPARATIVO

Se adjunta al final de la publicación la hoja de cálculo con la tabla de datos recolectados.

  • COEFICIENTES DE CORRELACIÓN ESTACIÓN UTPL- ESTACIÓN GRUPO 2



  • COEFICIENTES DE CORRELACIÓN ESTACIÓN GRUPO 1- ESTACIÓN GRUPO 2




ANÁLISIS DE RESULTADOS

Las evaporaciones obtenidas en los diferentes zonas en que se implementó estas estaciones  meteorológicas artesanales fueron las siguientes en promedio: En Las Pitas 3.43 mm, en la Zona Militar un total de 1.75 mm. Para el caso de la ciudad de Loja, en el cuadro 1 se presenta los promedios y sumatorias de los registros obtenidos de las tres estaciones analizadas, dos artesanales (Grupo 2 y Grupo 1) y una automática (UTPL). 

Cuadro 1. Promedio y sumatoria de los registros de las estaciones analizadas en la ciudad de Loja

Analizando los datos de las 3 estaciones, difieren en las evaporaciones con 1.65 mm, una precipitación de 3.4, una temperatura de 20.15, humedad relativa de 11.94% y el promedio del viento de 1.43 en la estación de la zona militar. 

Con la implementación de la estación meteorológica casera podemos tener datos precisos del ambiente exterior, así podemos monitorear los diferentes factores que varían como la temperatura, la velocidad del viento o la lluvia. A medida que los datos se vayan acumulando podemos interpretar posibles riegos y así también poder ayudar a la comunidad en aplicaciones como: 

Investigaciones: Se pueden realizar estudios de orden público o privado. 

Agricultura: Se puede llevar controles de los riegos en los cultivos y gestión forestal  

Climatología: Podemos tener datos precisos del clima y sus variaciones a lo largo del tiempo, 

Hidrología urbana: Control de las fuentes hídricas.  

Construcción: Prever posibles riesgos de orden meteorológico que atrasen los proyectos. (SensorGo, 2020) 

CONCLUSIONES

La estación meteorológica artesanal al ser realizada de manera exitosa , cumple ya con su función de monitorear variables climáticas de una manera sencilla y accesible, además de que el pluviómetro ya se encuentra recolectando aguas lluvias. 
La implementación de estaciones meteorológicas artesanales contribuye al análisis de los datos climáticos lo que facilita para próximos requerimientos en huertos urbanos. 
El relieve topográfico de Loja genera muchos micro climas por lo que los datos pueden variar en diferentes sectores de la ciudad. 

RECOMENDACIONES

  • Recolectar datos, todos los días sin saltarse ninguno, llevar una libreta de anotaciones. 
  • Utilizar de manera obligatoria el termo higrómetro para la toma de temperatura y humedad relativa. 
  • Preferible colocarlo en la planta baja, ya que se dificultaba la toma de datos, en la cubierta. 
  • Descargar aplicación para clima, ya que se debe tomar la velocidad del viento y comparar con los valores que da el termo higrómetro. 
  • Subir cada 4 días al sistema, los valores correspondientes de cada día, ver observaciones que se producen a lo largo del día. 
BIBLIOGRAFPIA

  • Campetella, C., Cerne, B., & Salio, P. (2011). Entornos invisibles, estación metereológica. Educar, 1–52. http://www.inet.edu.ar/wp-content/uploads/2012/11/C9_Estacion_meteorologicaR.pdf 
  • Garzón, B., & Rincón, M. (2017). Diseño e implementación de un prototipo de estación meteorológica para la medición de variables ambientales. In Facultad de ingeniería (Vol. 6). Universidad Distrital Francisco José de Caldas. 

Link de acceso a hoja de cálculo :

https://utpl-my.sharepoint.com/:x:/g/personal/raluzuriaga2_utpl_edu_ec/EW36NdzPTeZIqRy5iUbL_1kB25l6XVNcng9iipx68Iw9Ug?e=eo9tUJ

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