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Variables físicas en energías renovables
Temperatura
: Magnitud que indica el estado térmico de un cuerpo o sistema.
Características:
requiere buena precisión; la rapidez de respuesta del instrumento es importante; en renovables se usa para controlar calentadores solares, calderas y procesos térmicos.
Escalas:
Celsius, Fahrenheit, Kelvin, Rankine y Réaumur.
Instrumentos:
termómetros, termistores, termopares y pirómetros de radiación.
Unidades:
°C, °F, K.
Procedimiento de uso:
seleccionar el instrumento según rango y tipo de medición, calibrarlo con puntos fijos, colocarlo en el punto de medición o apuntar al objeto si es sin contacto, y registrar el valor estabilizado.
Presión:
Fuerza ejercida por unidad de superficie
Escalas:
absoluta, atmosférica, relativa y diferencial.
Instrumentos:
barómetro, manómetro de tubo en U, tubo de Bourdon, diafragma, fuelle, transmisores neumáticos y electrónicos.
Unidades
: Pa, bar, atm, kg/cm², psi.
Procedimiento de uso:
elegir el instrumento según el tipo de presión, conectar correctamente al sistema, evitar sobrepresión, leer la escala o señal y verificar calibración.
Características:
puede ser absoluta, atmosférica, relativa o diferencial; es clave en calderas, tuberías, tanques y sistemas hidráulicos.
Nivel hidrostático:
Altura o cantidad de líquido en un contenedor respecto a una referencia.
Características:
puede medirse por altura, presión hidrostática, desplazamiento o propiedades eléctricas del líquido.
Escalas:
nivel bajo, medio, alto o continuo, según el sistema de control.
Instrumentos:
sonda, cinta y plomada, nivel de cristal, flotador, medidor burbujeo, presión diferencial, ultrasónicos, capacitivos, resistivos y láser.
Unidades:
m, cm, mm, o porcentaje de llenado.
Procedimiento de uso:
definir punto de referencia, instalar el sensor en el depósito, ajustar el cero, leer el nivel y verificar que no existan obstrucciones o interferencias.
Corriente eléctrica:
Cantidad de electrones que pasan por una sección de un conductor por unidad de tiempo.
Características:
puede ser directa o alterna; en renovables se monitorea para controlar sistemas fotovoltaicos y electrónicos.
Instrumentos:
amperímetro, multímetro y osciloscopio.
Escalas:
DC y AC.
Unidades:
ampere (A).
Procedimiento de uso:
medir en serie, seleccionar el rango correcto, evitar conexión paralela al amperímetro y leer el valor en display o carátula.
Voltaje:
Trabajo necesario para mover una carga de un punto a otro; también se conoce como diferencia de potencial.
Características:
Puede medirse en cualquier punto del sistema; es esencial en fotovoltaica para verificar el comportamiento del circuito.
Escalas:
DC y CA
Instrumentos:
voltímetro, multímetro y osciloscopio.
Unidades:
volt (V).
Procedimiento de uso:
econectar en paralelo, elegir rango adecuado, medir entre los puntos deseados y registrar el valor.
Irradiación solar:
Cantidad de radiación solar que cae sobre una superficie determinada.
Características:
puede ser directa, difusa, albedo o global; depende de latitud, nubosidad, humedad y claridad atmosférica.
Escalas:
directa, difusa y global.
Instrumentos:
pirheliómetro y piranómetro.
Unidades:
W/m² o kW/m².
Procedimiento de uso
: orientar el sensor correctamente, evitar sombras, medir en horarios representativos y registrar la radiación recibida.
Intensidad del viento:
Velocidad del aire en movimiento.
Características:
importante para evaluar el potencial eólico; se clasifica también con la escala de Beaufort.
Escalas:
m/s, km/h, escala de Beaufort.
Instrumentos:
anemómetro de rotación, presión, hilo caliente, sónico y otros.
Unidades:
m/s.
Procedimiento de uso:
instalar sin obstáculos, calibrar, registrar velocidad promedio, máxima y mínima, y analizar la frecuencia del viento.
Dirección del viento:
Orientación desde la cual sopla el viento.
Características: se interpreta con la rosa de los vientos; en sistemas eólicos ayuda a ubicar aerogeneradores.
Escalas: grados respecto al norte y puntos cardinales.
Instrumentos: veleta y veleta electrónica.
Unidades: grados (°).
Procedimiento de uso: instalar en un sitio libre de obstáculos, orientar al norte de referencia, observar la flecha o señal electrónica y registrar el ángulo.
Potencia:
Variación de energía por unidad de tiempo.
Características:
indica cuánto trabajo eléctrico se consume o produce; en CA se mide directamente con wattímetro.
Escalas:
potencia instantánea, promedio y nominal según el sistema.
Instrumentos:
wattímetro, multímetro para cálculo indirecto.
Unidades
: watt (W).
Procedimiento de uso:
en CA conectar bobinas en serie y paralelo según corresponda; en DC medir V e I por separado y calcular
P=V⋅I.
Caudal:
Cantidad de líquido que pasa por un área por unidad de tiempo.
Características
: depende del área y la velocidad del fluido; es fundamental en sistemas hidráulicos y de distribución de agua.
Escalas:
caudal volumétrico y, según aplicación, caudal másico.
Instrumentos:
caudalímetro.
Unidades:
m³/s.
Procedimiento de uso:
instalar en la tubería, seleccionar el rango, medir el flujo y verificar que no haya pérdidas o turbulencias que alteren la lectura.
