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Un anemómetro es un dispositivo usado para medir la velocidad y la dirección del viento. También es un instrumento frecuente de las estaciones meteorológicas. El término 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 famosa de un anemómetro fue realizada por Leon Battista Alberti en 1450.

Historia

El anemómetro ha cambiado poco desde su desarrollo en el siglo XV. Diríase que Leon Battista Alberti (1404-1472) inventó el primer anemómetro mecánico hacia 1450. En los siglos siguientes, muchos otros , entre ellos Robert Hooke (1635-1703), desarrollaron sus propias ediciones , y a ciertos se les atribuyó equivocadamente la autoría. En 1846, John Thomas Romney Robinson (1792-1882) mejoró el diseño utilizando 4 copas semiesféricas 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 copas, que fue mejorado por Brevoort y Joiner en 1935. En 1991, Derek Weston añadió la aptitud de medir la dirección del viento. En 1994, Andreas Pflitsch desarrolló el anemómetro sónico[1].

Anemómetros de velocidad

Animación de un anemómetro de copa

Un tipo simple de anemómetro fue inventado en 1845 por el reverendo Dr. John Thomas Romney Robinson, del Observatorio de Armagh. Consistía en 4 copas semiesféricas montadas en brazos horizontales, que estaban montados en un eje vertical. El flujo de aire que pasa por las copas en cualquier dirección horizontal hace girar el eje a un ritmo aproximadamente proporcional a la velocidad del viento. En consecuencia , el recuento de las vueltas del eje en un intervalo de tiempo preciso generaba un valor proporcional a la agilidad media del viento para una amplia gama de velocidades. Asimismo se denomina anemómetro rotacional.

En un anemómetro con cuatro cazoletas, es simple ver que, como las cazoletas están preparadas simétricamente en el radical de los brazos, el viento siempre y en todo momento tiene el hueco de una cazuela presentado y sopla en la parte de atrás de la cazuela del radical contrario de la cruz. Dado que una semiesfera hueca tiene un coeficiente de resistencia de 0,38 en el lado esférico y de 1,42 en el lado hueco,[2] se genera mucho más fuerza en la copa que muestra su lado hueco al viento. Debido a esta fuerza asimétrica, se genera un par de torsión en el eje del anemómetro, que lo hace girar.

Teóricamente, al comprar anemometro avaly avm07, la agilidad de rotación del anemómetro debería ser proporcional a la velocidad del viento, ya que la fuerza producida sobre un elemento es proporcional a la agilidad del fluido que pasa por él. No obstante , en la práctica hay otros causantes que influyen en la agilidad de rotación, como las turbulencias producidas por el aparato, el incremento de la resistencia en oposición al par que generan las copas y los brazos de soporte, y la fricción del punto de montaje. En el momento en que Robinson diseñó por vez primera su anemómetro, afirmó que las cazoletas se movían a una tercer parte de la velocidad del viento, sin que influyera el tamaño de la cazoleta o la longitud del brazo. Esto fue supuestamente confirmado por algunos de los primeros ensayos independientes, pero era incorrecto. En cambio, la relación entre la velocidad del viento y la de las copas, el factor anemómetro, depende de las dimensiones de las copas y los brazos, y tiene la posibilidad de tener un valor entre 2 y un poco mucho más de tres. Todos los ensayos anteriores con anemómetro han tenido que repetirse tras descubrir el fallo.

El anemómetro de tres cazoletas desarrollado por el canadiense John Patterson en 1926 y las siguientes mejoras de las cazoletas efectuadas por Brevoort & Joiner, estadounidense , en 1935, condujeron a un diseño de rueda de cazoletas con una respuesta prácticamente lineal y con un error inferior al 3% hasta 60 mph (97 km/h). Patterson descubrió que cada copa producía unos cuantos máximo cuando estaba a 45° del flujo del viento. El anemómetro de tres copas asimismo tenía un par mucho más constante y respondía más velozmente a las rachas que el anemómetro de 4 copas.

El anemómetro de tres copas fue modificado por el australiano Derek Weston en 1991 para medir tanto la dirección como la velocidad del viento. Weston añadió una etiqueta a una de las copas, lo que hace que la agilidad de la rueda de la copa aumente y disminuya conforme la etiqueta se mueve de forma alternativa con y contra el viento. La dirección del viento se calcula desde estos cambios cíclicos en la agilidad de la rueda, al paso que la velocidad del viento se determina desde la velocidad media de la rueda.

Los anemómetros de tres copas se usan hoy día como norma industrial para los estudios y la práctica de la evaluación de los recursos eólicos.