Diseño e implementación de una estación meteorológica automática de tercer orden

Abstract

La medición de variables climáticas en tiempo real genera varios beneficios, entre ellos podemos destacar la reacción de manera oportuna a desastres causados por fenómenos climatológicos, conocimiento acerca del macro clima de un lugar específico, entre otros. En Bolivia, el sistema nacional de meteorología cuenta con 450 estaciones (SENAMHI, 2017), de las cuales 74eran automáticas, esto debido al alto coste una estación meteorológica automática representa. En vista a esta problemática este proyecto que se propuso diseñar e implementar una estación meteorológica automática (EMA) de tercer orden (este tipo de estaciones miden las siguientes variables meteorológicas: precipitación pluvial, temperatura ambiente, humedad relativa ambiente, presión atmosférica y velocidad y dirección del viento) que cumpla con los criterios y directrices que dispone la Organización Mundial de Meteorología (OMM) para este tipo de instrumentos, y que asimismo fuese capaz de recolectar y subir datos de manera automática inclusive en lugares sin cobertura de redes celulares. Para poder llevar a cabo dicho objetivo el sistema se dividió en dos partes, el módulo de sensores meteorológicos y el módulo de comunicación, el módulo de sensores contiene todos los sensores meteorológicos cuyas señales son adquiridas y procesadas por su unidad central de procesamiento, para luego enviar una trama con el resultado del procesamiento de datos al módulo de comunicación el cual se encarga de subir dicha información a un servidor en la nube, el cual decodifica los estos datos para que puedan ser almacenados en una base de datos y además puedan ser visualizados en tiempo real a través de una página web, donde cada nuevo lote de datos es subido cada 5 minutos. Para el desarrollo del proyecto se adaptó el método RUP el cual sirvió de guía base para cada plantear cada fase del proyecto, las cuales se dividieron en cuatro fases: Requerimientos, Diseño, Construcción y Despliegue. La fase de Requerimientos está contenida en el CAPÍTULO III, en ella se halla toda la información recopilada de la investigación realizada respecto a las directrices para el desarrollo de cada parte de una EMA, la fase de Diseño está contenida en el CAPÍTULO lV donde se presenta a detalle el diseño propuesto para cada parte de la EMA en base a los requerimientos y elementos disponibles, la fase de Construcción está contenida en el CAPÍTULO IV donde se presenta la respectiva implementación de lo expuesto en la fase de diseño y por último se tiene la fase de Despliegue que está contenida en el CAPÍTULO V donde se presenta la implementación final y pruebas realizadas para la EMA desarrollada, teniendo como resultado que nuestra EMA respecto a una estación normada tiene errores mínimos para tres variables (temperatura ambiente un error medio de 0.58 [°C], presión atmosférica error medio de 0,15 [HPA], precipitación pluvial error medio de 0.03 [mm]) y errores considerables para las otras dos variables (velocidad del viento error medio de 1.99 [Km/h] y para la humedad relativa ambiente un error medio de 7.58%).