El Termómetro, indispensable en una estación meteorológica.
El termómetro es, sin duda, el instrumento meteorológico más conocido. Su función, aparentemente sencilla, es crucial, medir la temperatura del aire.
Pero detrás de este simple concepto hay diferentes tecnologías y prácticas esenciales que todo aficionado a la meteorología debe conocer.
¿Quién lo Inventó? Un Debate Histórico
La invención del termómetro no se atribuye a una única persona, sino a una serie de innovaciones a lo largo del tiempo. Sin embargo, el crédito por el primer "termoscopio" (un instrumento que podía medir cambios de temperatura, aunque sin una escala precisa) suele darse a Galileo Galilei a finales del siglo XVI. Su dispositivo se basaba en la expansión y contracción del aire.
El termómetro tal como lo conocemos, con una escala estandarizada, se desarrolló más tarde:
- Gabriel Fahrenheit (1714) inventó el termómetro de mercurio y estableció la primera escala moderna que lleva su nombre (Fahrenheit).
- Anders Celsius (1742) propuso una escala centígrada, basada en el punto de congelación y ebullición del agua, que es la que se utiliza mayoritariamente en la actualidad.
Funcionamiento Básico del Termómetro
El principio de funcionamiento es la dilatación térmica. La mayoría de los termómetros se basan en el hecho de que las sustancias se expanden cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían.
Termómetros de líquido (alcohol o mercurio): Un bulbo con líquido se encuentra en un depósito en la base. Cuando la temperatura aumenta, el líquido se expande y sube por un tubo capilar estrecho. La altura del líquido en el tubo se corresponde con un valor en una escala graduada.
Termómetros bimetálicos: Utilizan una tira hecha de dos metales diferentes unidos. Cada metal se expande a una velocidad distinta, lo que hace que la tira se curve con los cambios de temperatura. Esta curvatura mueve una aguja sobre un dial.
Tipos de Termómetros para Medir la Temperatura Exterior (analógicos o digitales)
Termómetros de máxima y mínima: Son esenciales para la meteorología. Tienen un bulbo en forma de "U" con dos indicadores de metal que se empujan por el líquido (alcohol o mercurio). Un indicador marca la temperatura más alta alcanzada desde el último reinicio, y el otro la más baja.
Termómetros digitales: Utilizan un sensor electrónico (como un termistor o un termopar) que mide la resistencia eléctrica, la cual cambia con la temperatura. El sensor convierte esta lectura en un valor digital que se muestra en una pantalla. Son muy populares por su facilidad de lectura y por las funciones adicionales que ofrecen (registro de datos, alarmas, etc.).
Dónde y Cómo Instalarlos
La ubicación es crítica para obtener una lectura precisa y representativa del entorno. Una mala instalación puede invalidar por completo los datos.
Protección: El termómetro debe estar protegido de la radiación solar directa. La luz del sol calentaría el instrumento, dando una lectura mucho más alta que la temperatura real del aire.
Ventilación: Debe permitir una libre circulación del aire alrededor del sensor.
Altura: La altura estándar para la medición meteorológica es de 1.5 metros (aproximadamente 5 pies) sobre el nivel del suelo, en una superficie cubierta de hierba natural.
Caseta Meteorológica: La mejor solución es instalar el termómetro dentro de una caseta meteorológica (como un refugio Stevenson). Estas casetas están diseñadas para proteger los instrumentos del sol y la lluvia, mientras permiten que el aire circule libremente. La caseta debe ser de color blanco para reflejar la mayor cantidad de radiación solar posible.
Cómo Leer un Termómetro de Máxima y Mínima
- Observación de los Indicadores: Hay dos pequeños indicadores metálicos dentro del tubo. El indicador más cercano al extremo del bulbo de máxima (generalmente el de la izquierda) marca la temperatura máxima. El indicador más cercano al extremo del bulbo de mínima (el de la derecha) marca la mínima.
- Lectura: La temperatura se lee en el extremo del indicador más cercano al mercurio o alcohol**. Por ejemplo, para la temperatura máxima, miras la parte inferior del indicador metálico que se ha movido más a la derecha. Para la mínima, miras la parte inferior del indicador metálico que se ha movido más a la izquierda.
- Reinicio: Después de anotar los valores, debes reiniciar el termómetro. Esto se hace usando un imán que viene con el termómetro, el cual atrae los indicadores metálicos de vuelta hasta el nivel actual del líquido.
Cuidados del Termómetro
Limpieza: Mantén el termómetro y su caseta limpios de polvo, suciedad y telarañas para asegurar una lectura precisa y una buena circulación de aire.
Calibración: Los termómetros, especialmente los digitales, pueden descalibrarse con el tiempo. Si sospechas que tu termómetro no es preciso, puedes calibrarlo usando una referencia, como un baño de agua helada a 0 °C (32 °F).
Protección contra la humedad: En termómetros digitales, asegúrate de que el compartimento de la batería esté bien sellado para proteger la electrónica de la humedad.
Termómetros Profesionales para Meteorología
Los termómetros que se usan en las estaciones meteorológicas oficiales están diseñados para ser extremadamente precisos y fiables.
Termistores y Termopares: Son los sensores electrónicos más comunes en las estaciones profesionales. Son muy precisos, tienen una respuesta rápida a los cambios de temperatura y pueden integrarse fácilmente en sistemas de adquisición de datos.
Sistemas de ventilación forzada: Las estaciones profesionales a menudo tienen un ventilador que fuerza la circulación del aire alrededor del sensor. Esto elimina cualquier efecto de calentamiento por radiación y asegura que la temperatura medida sea la del aire ambiente.
Sensores blindados: El sensor se encuentra dentro de una cubierta protectora con persianas, similar a una pequeña caseta, para protegerlo del sol y la lluvia, asegurando la máxima precisión.
Comprender el funcionamiento, la instalación y el cuidado de los termómetros es el primer paso fundamental para cualquier persona que se inicie en el mundo de la meteorología.
Un pequeño apunte sobre las Estaciones Meteorológicas oficiales homologadas:
Termómetro de medición de temperatura homologado:
Las estaciones meteorológicas oficiales, que siguen los estándares de la Organización Meteorológica Mundial (OMM), utilizan principalmente termómetros de resistencia de platino (PRTs), en concreto el sensor PT100, para medir la temperatura del aire. Estos termómetros miden la temperatura basándose en el cambio de resistencia eléctrica de un cable de platino, lo que les confiere una alta precisión (normalmente entre ±0.1 °C y ±0.5 °C) y tiempos de respuesta rápidos. Se alojan en una caseta protectora de color blanco y bien ventilada, como una **garita Stevenson**, y se colocan a una altura de entre 1.25 y 2 metros sobre una superficie plana (idealmente césped corto). Esta ubicación, de acuerdo con las directrices de la OMM, los protege de la luz solar directa y asegura un flujo de aire libre y constante.
Algunas estaciones también pueden usar termopares de cobre-constantán, aunque los PRTs se prefieren cada vez más por su precisión y fiabilidad. Para las estaciones climáticas no automatizadas o con personal, a veces se utilizan termómetros de alcohol en vidrio, especialmente para medir la temperatura mínima o la temperatura del suelo a profundidades específicas (como 10, 30 o 100 cm). Los termómetros de mercurio, que antes eran comunes, se usan menos hoy en día debido a preocupaciones ambientales y a que sus tiempos de respuesta son más lentos.
- Met Office del Reino Unido usa PRTs en sus estaciones sinópticas y termómetros de alcohol en vidrio en sus estaciones con personal para mediciones específicas, como la temperatura mínima del suelo.
- Red de Referencia Climática de EE. UU. (USCRN) utiliza tres PRTs independientes por estación, calculando promedios de 5 minutos a partir de lecturas de 2 segundos para obtener los valores horarios.
- MeteoSwiss en Suiza confía en sensores PT100 o termopares de cobre-constantán, y sus mediciones pasan por controles de calidad para cumplir los estándares de la OMM.
Estos instrumentos se calibran de forma regular (por ejemplo, cada ocho años en el caso de los PRTs del Met Office) para asegurar su trazabilidad a los estándares de temperatura nacionales, y se colocan en lugares sin obstáculos como árboles o edificios para mantener lecturas precisas y representativas.
