Radiación Solar

Validación de datos de Piranómetros

Ensayo de comparación del piranómetro de la ATMOS 41

METER Group empezó a comercializar ATMOS 41 en enero de 2017 después de un extenso desarrollo y comprobaciones en África, Europa y EEUU. Durante el desarrollo se realizaron numerosas comparaciones con sensores de calidad científica de otras marcas comerciales, piranómetros, pluviómetros, anemómetros …. Y también se comprobó en algunos casos, la variabilidad sensor a sensor en el tiempo.

Este es el resultado de las pruebas realizadas con los piranómetros

Piranómetros

El ensayo de comparación de la medida de la radicación solar duró 1 mes y se realizó en la azotea de las instalaciones de METER Group (Pullman, WA). Se instalaron piranómetros CMP3 (Kipp & Zonen) y una estación ATMOS 41. En todos los piranómetros, el un intervalo de lectura fue de 15 minutos.

Como se observa en la figura los datos recogidos muestran una buena correlación entre los piranómetros ensayados. Si bien, la regresión lineal muestra un 3% de subestimación en el piranómetro de la ATMOS 41.

En estos enlaces aparece más información sobre estos ensayos de METER Group Pullman y METER Group Alemania

medida de la radiación solar ATMOS 41

ATMOS 41: asequible, precisa y fiable

Los datos de las comparaciones de los sensores individuales junto con las observaciones conjuntas muestran que el piranómetro de la ATMOS 41 cumple el objetivo de proporcionar medidas de calidad de investigación en una unidad simple, robusta y fácil de mantener. Por sus características de diseño permite obtener medidas precisas a largo plazo en condiciones de campo.

La estación meteorológica ATMOS 41 proporciona medidas de 14 parámetros ambientales en un solo equipo. De manera que se puede instalar de forma rápida y sencilla. El único requisito es que ATMOS 41 esté nivelada en la parte superior de un mástil con visión del cielo directa.

Los parámetros climáticos, como la pluviometría, la temperatura del aire y la velocidad del viento pueden cambiar, considerablemente, en pequeñas distancias al aire libre. Sin embargo, en la mayoría de las observaciones meteorológicas se busca la exactitud y la precisión, de grado de investigación, frente a la resolución espacial. ATMOS 41 es el resultado de la optimización de estas dos necesidades. Y además, por un lado, disminuye las necesidades de mantenimiento, tan habituales. Y por otro, no es necesario pasar tanto tiempo configurando las estaciones. ATMOS 41 carece de partes móviles, así se evitan roturas y solo hay que calibrarla cada dos años.

Actividades del Proyecto REC

Proyecto REC

Desde 2015 participamos en el proyecto REC (Crop irrigation management by multi-sensor remote sensing approach) junto con isardSAT, CESBIO y UCAM.
El proyecto REC propone una solución vanguardista para las necesidades de humedad del suelo en la zona radicular a nivel de parcela. Y así poder manejar el riego. REC se basa en un algoritmo innovador y operativo que permitirá por primera vez:
1) mapear la humedad del suelo de la zona radicular a diario y a escala de parcela
2) evaluar cuantitativamente los diferentes componentes del presupuesto de agua a nivel de parcela partiendo de datos de teledetección disponibles fácilmente

Actividades del Proyecto REC

El régimen de financiación del Proyecto REC es MSCA-RISE – Marie Skłodowska-Curie Research and Innovation Staff Exchange (RISE). Y dentro de estas actividades de intercambio de personal investigador, en LabFerrer hemos tenido la suerte de contar con el investigador Luis Olivera-Guerra (4 meses en 2017 y 2 meses en 2018). Luis Olivera-Guerra es Ingeniero en Recursos
Naturales por la Universidad de Chile y miembro del Laboratorio para el Analisis de la Biosfera (LAB). Actualmente está realizando su doctorado en el laboratorio CESBIO de la Universidad Paul Sabatier – Toulouse III. Su trabajo se enfoca en la integración de datos satelitales multi-espectrales (visible/infrarrojo cercano, térmico, micro-ondas) en el modelo FAO-56. Con el fin de estimar los componentes del balance hídrico (evaporación/transpiración, humedad radicular, riego) en cultivos regados para el manejo del riego.

Durante estos meses ha participado en varios proyectos que tenemos en marcha en LabFerrer. Y además ha colaborado en los trabajos de campo relacionados con la instalación de sensores multiespectrales SRS de Meter Group (antiguo Decagon), el radiómetro neto y sensores de temperatura por infrarrojos de Apogee Instruments …. Y por supuesto sondas de humedad del suelo.

Radiómetro Neto de Apogee Instruments

Radiómetro Neto de cuatro componentes

El SN-500 es un Radiómetro Neto de Apogee Instruments de cuatro componentes para medir la Radiación Neta. El Radiómetro Neto SN-500 consiste en un par piranómetros (serie SP) y de pirgeómetros (serie SL) de cuerpo negro. Los piranómetros miden la radiación de onda corta y se orientan, uno mirando hacia arriba y el otro hacia abajo. Mientras que los pirgeómetros miden la de onda larga y se orientan con la misma configuración. La medida de los componentes de la radiación por separado mejora la precisión.

Salida Digital

El Radiómetro Neto incorpora un conversor 24-bit A-D que procesa las señales de cada sensor individual y transmite los datos a una salida digital SDI-12. De esta forma, el usuario puede seleccionar que datos ver, elegir la radiación neta, la radiación neta de longitud de onda larga o la de onda corta, y/o la de cada componente del radiómetro. Como resultado, esta salida digital elimina la necesidad de emplear varios canales analógicos del datalogger para medir cada uno de los cuatro componentes. Toda la información técnica del Radiómetro Neto aparece en este enlace.

Con unidad calefactora a bordo

Los sensores con calentador proporcionan medidas más precisas al mantener la trayectoria del sensor libre de rocío, escarcha, lluvia y nieve. En cada sensor del Radíometro Neto se incluye un calentador de 0,2 W. Estas necesidades de potencia son lo suficientemente bajas para poder ser cubiertas con un panel solar pequeño. Por otra parte, los calefactores se pueden apagar para ahorrar energía cuando no son necesarios.

Compacto y ligero

El diseño liviano y pequeño facilita el montaje del Radiómetro Neto en un brazo con la ayuda del soporte de montaje AM-500. Y además, el soporte facilita la nivelación precisa del Radiómetro Neto SN-500.

Resultados de grado de investigación

El SN-500 es comparable en precisión a otros radiómetros netos de cuatro componentes. Y en la mayoría de los casos, a un precio inferior.

Aplicaciones Típicas

La Radiación Neta es una variable clave en el balance energético e influye en los flujos turbulentos, incluida la evapotranspiración. Las aplicaciones incluyen medidas en torres de flujo y estaciones meteorológicas

Más información y catálogo en este enlace

Piranómetros de termopila Apogee Instruments

Piranómetros de termopila SP-510 y SP-610 de Apogee Instruments

Los Piranómetros de Termopila Apogee Instrumenst disponen de un detector de termopila de cuerpo negro con un rango espectral mayor, por lo que son más precisos en todas las condiciones atmosféricas. Estos piranómetros se han diseñado para su funcionamiento durante largos periodos de tiempo con un mantenimiento muy bajo.

El SP-510 está diseñado para medir la radiación de onda corta entrante. Mienstras que el SP-610 mide la radiación de onda corta reflejada desde la superficie terrestre. Ambos piranómetros emiten un voltaje analógico que es directamente proporcional a la radiación de onda corta incidente en una superficie plana (no necesariamente horizontal) en la que la radiación emana desde todos los ángulos de un hemisferio.

Respecto a las clasificaciones WMO e ISO. La WMO clasifica los piranómetros Buena Calidad y Calidad Moderada. Por su lado, ISO los clasifica como Primera Clase y Segunda Clase. Ver clasificación.

Precisos, medidas estables

Las calibraciones de los Piranómetros de termopila SP-510 y SP-610 son completamente trazables con el Centro Radiométrico Mundial (WRR) en Davos (Suiza). El modelo orientado hacia arriba (SP-510) está coseno corregido, con error de dirección < 20 W m-2 hasta un ángulo de incidencia de 80 °. La estabilidad a largo plazo en condiciones de campo es < 2% / año.

Diseño único

Los Piranómetros de Termopila de Apogee están diseñados para optimizar rendimiento y precio. Están compuestos por un filtro, un detector de termopila de cuerpo negro, un termistor de precisión integrado (para medir la temperatura del detector) alojados en una carcasa compacta que proporciona aislamiento térmico.

Se comercializan con 5m de cable de fábrica (personalizable) resistente a la radiación ultravioleta y la intemperie. La placa niveladora no está integrada.
No requieren alimentación eléctrica y se suministran con su correspondiente certificado de calibración.

El filtro del Piránometro de termopila SP-510 es un difusor acrílico. En cambio, el SP-610 tiene una ventana de vidrio.

Robustos y autolimpiables

La forma de cúpula de la cabeza del sensor (patentada) facilita la escorrentía del rocío y la lluvia para mantener limpio el sensor y así minimizar los errores causados por el polvo que bloquea la trayectoria de la radiación. Todos los componentes electrónicos de los Piranómetros de Termopila están completamente encapsulados.

Con Calentador a bordo

Los Piranómetros de termopila de Apogee Intruments incorporan un calentador de 0,2 W para evitar que el agua (líquida y congelada) se deposite en el sensor. Y por lo tanto, se minimizan los errores causados por el rocío, el hielo o la nieve que bloquean la trayectoria de la radiación.

Aplicaciones Habituales

Las aplicaciones más habituales de los piranómetros incluyen la medida de la radiación incidente de onda corta en agricultura, ecología, redes hidrometeorológicas y estaciones fotovoltaicas.

Los piranómetros de Apogee Intrument de la serie SP-500 y SP-600 son piranómetros de termopila de cuerpo negro y son sensibles a la mayoría del espectro solar, eliminando así los errores espectrales asociados con los piranómetros de células de silicio.

Catálogo de los equipos

Pirgeómetros de Apogee Instruments

Pirgeómetros SL-510 y SL-610 de Apogee Instruments para medir la radiación de onda larga ascendente y descendente

Todos los objetos con una temperatura superior al cero absoluto emiten radiación electromagnética. Así mismo, las longitudes de onda y la intensidad de la radiación emitida están relacionadas con la temperatura del objeto. La atmósfera y la superficie terrestre (el suelo, dosel vegetal, agua, nieve) emiten radiación en la zona del infrarrojo medio del espectro electromagnético (4-50 μm aprox).
Los pirgeómetros son sensores que miden la diferencia de radiación de onda larga entre la superficie del detector y la superficie hacia la que se dirige el detector (generalmente, la atmósfera o la superficie del suelo). Por lo que la radiación de onda larga emitida por la superficie de interés se puede calcular con la medida adicional de la temperatura del detector, que por lo general se realiza con la ayuda de un termistor interno o PRT.

Medidas precisas y estables

La calibración es trazable en condiciones controladas de laboratorio según WISG (World Infrared Standard Group, en Davos, Suiza). La deriva a largo plazo es inferior al 2 % / año, tal y como demuestran los ensayos acelerados de envejecimiento en condiciones de campo.

Sensores Robustos, autolimpiables

Los pirgeómetros de Apogee Instruments SL-510 y SL-610 consisten en un detector de termopila de cuerpo negro, un filtro de silicona con recubrimiento de carbono tipo diamante (para impermeabilizar), un termistor de precisión (mide la temperatura del detector) y un calentador. Todos estos componenets están alojados en una carcasa de aluminio anodizado. Esta carcasa compacta proporciona mejor aislamiento térmico. Los componentes electrónicos están encapsulados.

El sensor SL-510 es para las medidas atmosféricas (sensor orientado hacia arriba, mide la radiación de onda larga entrante).

SL-610 mide la superficie terrestre (sensor orientado y nivelado hacia abajo, mide la radiación de onda larga saliente).

La cabeza del sensor SL-510 tiene forma de cúpula para facilitar la escorrentía del rocío y la lluvia para mantener limpio el sensor. Y de esta forma, minimizar los errores causados por el polvo que bloquea la trayectoria de la radiación.

Salida de datos

La salida de los pirgeómetros es una tensión analógica directamente proporcional al balance de radiación de onda larga entre objetivo y detector. El detector es sensible a la radiación incidente sobre una superficie plana (no necesariamente horizontal) en la que la radiación emana desde todos los ángulos de un hemisferio. La radiación de onda larga incidente del detector se calcula a partir de la medida del balance de radiación y la temperatura del detector.

Con Calentador a bordo

Un calentador de 0,2 W mantiene el agua (líquida y congelada) fuera del sensor. Por lo que minimiza los errores causados por las interferencias del rocío, la lluvia, hielo o la nieve

Aplicaciones frecuentes

Las aplicaciones incluyen medidas de radiación de onda larga en redes climáticas agrícolas, ecológicas e hidrológicas y aplicaciones en energías renovables

Más información en este enlace

TS-100 Protector de radiación con ventilación forzada

Evaluación del TS-100 Protector de radiación con ventilación forzada para calcular el aumento de temperatura inducido por la radiación

No existe una referencia estándar para eliminar los efectos de la radiación en la medida de la temperatura del aire. Por lo general en el incremento de la temperatura inducido por la radiación (Radiation-induced Temperature Increase, RITI). Pero los protectores de radiación con ventilación forzada bien diseñados como el modelo TS-100 reducen al mínimo este efecto.

El aumento de temperatura inducido por radiación (RITI) se evaluó en un ensayo de larga duración sobre superficies cubiertas de nieve y de pastura. En el ensayo se compararon las medidas procedentes de diveros protectores de radiación con ventilación forzada:

  • nueve protectores  protectores de radiación con ventilación forzada de Apogee Instruments modelo TS-100.
  • dos protectores protectores de radiación con ventilación forzada de Met One modelo 076B.
  • dos protectores protectores de radiación con ventilación forzada de RM Young modelo 43502.

Para las comparaciones se emplearon termistores ST-110 en todos los protectores.

A pesar de la colocación cuidadosa de los protectores de radiación con ventilación forzada, lejos unos de otros y de la torre (ver imagen) y del filtrado para la dirección del viento, los resultados indican que hay más variabilidad entre los protectores repetidos (± 0,1ºC) del mismo modelo que entre los distintos modelos (± 0,05ºC). Por lo que se observa, que no hay diferencia estadística entre los tres modelos de protectores de radiación con ventilación forzada.

Las pruebas de campo también indican que la baja velocidad del viento tiene un mayor efecto en la RITI que la alta carga de radiación. Así, para escenarios de radiación solar > 800 Wm-2 y velocidades del viento <2 ms-1, la media de los protectores modelo TS-100 ha estado dentro de los 0,05ºC de los valores de los otros dos modelos. En cambio, a velocidades de viento más elevadas, los protectores TS-100 y R. M. Young tienen una lectura ligeramente más fría (-0,05ºC) que la media de los protectores Met One, pero la diferencia no es estadísticamente significativa.

Nuevos equipos de Apogee Instruments

Radiómetro Neto SN-500

radiacion-neta-labferrer-apogee

Mide los cuatro componentes de la radiación neta con piranómetros de cuerpo negro y una pareja de pirgeómetros.

La  medida de los componentes de la radiación por separado proporciona mejor precisión

Salida digital SDI-12 elimina la necesidad de emplear tantos canales analógicos

Cada radiómetro incorpora una unidad calefactora para aumentar la precisión, reduciendo al mínimo la influencia de rocío / escarcha y maximizar estabilidad

Compacto y ligero. Más información

Espectroradiómetro de Campo

espectroradiometro-campo-labferrer-apogee

Medidas en campo sencillas y en continuo, sin supervisión.

El equipo es pequeño,  ligero y resistente a la intemperie.

El consumo de energía es bajo (1 W a 12 V DC ), la compensación de la temperatura es automática y la unidad puede conectarse a un datalogger (vía protocolo de comunicación ModBus), permitiendo la medida continua en el campo.

Está disponible para dos opciones de longitud de onda de 340 a 820nm (Modelo SS-110); y de 635 a 1100nm (Modelo SS-120)

Más información

Invitación al Seminario “ENVIRONMENTAL SENSORS & MEASUREMENTS IN THE SOIL-PLANT-ATMOSPHERE CONTINUUM”

soil-plant-atmosphere-continuum labFerrerEl próximo lunes 26 de septiembre de 2016 organizamos junto con el Prof. Dr. Fernando Valladares del Museo Nacional de Ciencias Naturales – CSIC, Apogee Instruments y Decagon Devices Inc. el seminario “Environmental Sensors & Measurements in the Soil-Plant-Atmosphere Continuum”

All environmental conditions are fluctuating in the field, with timescales ranging from minutes to days affecting plant characters such as photosynthesis, water potential … and generating a mixed or a confusion of effects. The scaling up to canopy level will be also affected as well, disturbing the spatiotemporal variations in ecosystem-atmosphere fluxes of mass and energy.

To ensure that our canopy and plant measures, indicators and calculated indexes are correct, improved approaches to environment characteristics are needed and these will likely involve direct or indirect measurements of plant and canopy and their interpretation. In addition, when trying to quantify plant response to different cultivars and environmental & management conditions, it is necessary to measure soil moisture status. That is why is important to know how soil moisture and water potential sensors work and the how to get meaningful measurements in the field

In this seminar, Mr. Leo Rivera MSc from Decagon Devices and Mr. Mark Blonquist MSc from Apogee Instruments will discuss how to measure and calculate environmental parameters to be used to study energy & water balances and plant response in the soil-plant-atmosphere continuum.

Nuestras keywords: Energy & water balance – ecology – forestry- agronomy – hydrology – plant breeding – pollution – remote sensing

El seminario es gratuito y en inglés. Aunque solo disponemos de 60 plazas!!!

Se celebrará en el Museo Nacional de Ciencias Naturales – CSIC c/Serrano, 115-bis 28006 Madrid

El programa y toda la información en este pdf

Ofertas en Instrumentación Científica para Ecofisiología hasta final de 2014

ofertas ecofisiologia LabFerrer

Por 1300€ Cálculo del NDVI en continuo con Sensor de Reflectancia Espectral (SRS) NDVI incluye: 1 sensor hemisférico + 2 sensores field stop + 1 Datalogger Em50

Por 1300€ Cálculo del PRI en continuo con Sensor de Reflectancia Espectral (SRS) PRI incluye: 1 sensor hemisférico + 2 sensores field stop + 1 Datalogger Em50

15% en Ceptómetro AccuPAR LP-80

15% en Porómetro SC-1 para medir Conductancia Estomática

20% en Sensor de Humectación de Hoja LWS

Pídenos un presupuesto!!!

Los precios anteriroes son sin iva

En LabFerrer tenemos equipamiento y servicios para obtener medidas
rápidas, sencillas y de referencia en las Cubiertas Vegetales

Instalar Sondas de Humedad del Suelo en los árboles

sondas de humedad del suelo en arbolesSteve Garrity, del Área de Cubiertas Vegetales de Decagon Devices Inc., tuvo la idea de poner sensores de humedad del suelo en los árboles durante una presentación en un congreso sobre Flujo de Savia.

Se preguntaba ¿Por qué no se puede usar un sensor de humedad del suelo en vez de un sensor de flujo de savia, dendrómetro, o cámara de presión?. Así, decidió coger un sensor de humedad del suelo y probar.

Y parece ser que no ha sido una idea tan mala

Medir el transporte de agua a través de los árboles es difícil. Los sensores de flujo de savia son caros y complicados de usar. Y ninguno de los métodos mide el almacenamiento de agua en los árboles.

Las Sondas de Humedad del Suelo dan un sentido al flujo de agua que atraviesa los árboles, del suelo a la atmosfera, y también proporcionan nuevos datos sobre el almacenamiento de agua que pueden resultar útiles para entender las relaciones hídricas de los árboles.

Podeis ver los datos y leer más acerca de estas nuevas posibilidades en su Blog

Ir arriba