Un barógrafo es un barómetro que registra la presión barométrica a lo largo del tiempo en forma gráfica. Este instrumento también se utiliza para realizar un registro continuo de la presión atmosférica. El elemento sensible a la presión, un cilindro metálico parcialmente evacuado, está unido a un brazo de pluma de tal manera que el desplazamiento vertical de la pluma es proporcional a los cambios en la presión atmosférica.
Alexander Cumming , relojero y mecánico, afirma haber fabricado el primer barógrafo registrador eficaz en la década de 1760 utilizando una célula aneroide . [1] Cumming creó una serie de relojes barométricos, incluido uno para el rey Jorge III . Sin embargo, este tipo de diseño cayó en desgracia. Dado que la cantidad de movimiento que puede generar un solo aneroide es minúscula, a menudo se apilan hasta siete aneroides (llamados Vidie-cans) "en serie" para amplificar su movimiento. Este tipo de barógrafo fue inventado en 1844 por el francés Lucien Vidi (1805-1866). [2]
En tales barógrafos, una o más células aneroides actúan a través de un engranaje o tren de palancas para impulsar un brazo registrador que tiene en su extremo un escribano o un bolígrafo. Un escribano registra sobre papel de aluminio ahumado, mientras que un bolígrafo registra sobre papel utilizando tinta sujeta en una plumilla. El material de grabación está montado sobre un tambor cilíndrico que gira lentamente mediante un mecanismo de relojería . Por lo general, el tambor hace una revolución por día, por semana o por mes y el usuario a menudo puede seleccionar la velocidad de rotación.
También se han inventado otros tipos de barógrafos. Karl Kreil describió en 1843 una máquina basada en un barómetro de sifón , en el que un lápiz marcaba un gráfico a intervalos uniformes. [3] Francis Ronalds , director honorario del Observatorio de Kew , creó el primer barógrafo exitoso utilizando fotografía en 1845. [4] La altura cambiante del mercurio en el barómetro se registró en una superficie fotosensible en continuo movimiento. [5] En 1847, también se empleó un sofisticado mecanismo de compensación de temperatura. El barógrafo de Ronalds fue utilizado por la Oficina Meteorológica del Reino Unido durante muchos años para ayudar en el pronóstico del tiempo y las máquinas se suministraron a numerosos observatorios de todo el mundo.
Hoy en día, los barógrafos de registro tradicionales para uso meteorológico comúnmente han sido reemplazados (aunque no todos) por instrumentos meteorológicos electrónicos que utilizan métodos informáticos para registrar la presión barométrica. Estos no sólo son menos costosos que los barógrafos anteriores, sino que también pueden ofrecer una mayor duración de registro y la capacidad de realizar análisis adicionales de los datos capturados, incluido el uso automatizado de los datos para pronosticar el tiempo. Los barógrafos mecánicos más antiguos son muy apreciados por los coleccionistas, ya que son buenos artículos de exhibición y, a menudo, están hechos de madera y latón de alta calidad.
Los barógrafos meteorológicos más comunes que se encuentran en hogares y edificios públicos en estos días son del tipo de 8 días. Algunos fabricantes importantes de barógrafos son Negretti y Zambra , Short and Mason y Richard Ferris entre otros. Generalmente se considera que el período comprendido entre finales de la época victoriana y principios del siglo XX fue el apogeo de la fabricación de barógrafos. En ese momento se realizaron muchas mejoras importantes, incluida una compensación de temperatura mejorada y la modificación del brazo del lápiz, para permitir que se aplicara menos peso al papel, lo que permitía un mejor registro de los pequeños cambios de presión (es decir, menos fricción en la punta). Los barógrafos marinos (utilizados en barcos) suelen incluir amortiguación . Esto nivela el movimiento del barco para que se pueda obtener una lectura más estable, esto puede ser amortiguación de aceite del mecanismo o simples pies de resorte en espiral en la base. Pero los barógrafos digitales de estado sólido más nuevos eliminan este problema por completo, ya que no utilizan piezas móviles.
Como la presión atmosférica responde de manera predecible a los cambios de altitud, se pueden utilizar barógrafos para registrar los cambios de elevación durante el vuelo de un avión. La FAI exigió que los barógrafos registraran ciertas tareas y registraran los intentos asociados con los planeadores . Una traza que variaba continuamente indicaba que el planeador no había aterrizado durante una tarea, mientras que las mediciones de una traza calibrada podían usarse para establecer la finalización de tareas de altitud o el establecimiento de récords. Ejemplos de barógrafos para planeadores aprobados por la FAI incluyen el barógrafo de tambor mecánico Replogle y el barógrafo electrónico EW (que puede usarse junto con GPS ). Los barógrafos mecánicos ya no se utilizan habitualmente para la documentación de vuelos, ya que han sido desplazados por los registradores de vuelo GNSS .
En la parte superior derecha de la imagen del barógrafo de tres días se puede ver un pomo moleteado plateado . Esto es para ajustar el barógrafo para que refleje correctamente la presión de la estación. Apenas visible debajo del pomo hay un pequeño émbolo plateado. Se presiona cada tres horas para dejar una marca de tiempo en el papel.
La línea entre dos de estas marcas se llama 'característica de tendencia barométrica' y es utilizada por los meteorólogos . El observador primero notaría si la presión era menor o mayor que tres horas antes. A continuación, se elegiría el número de código que mejor represente el seguimiento de tres horas. Hay nueve opciones posibles (0 a 8) y ningún código tiene preferencia sobre otro. En el caso del gráfico del barógrafo, se puede elegir uno de dos códigos. Un 8 (constante y luego decreciente) o un 6 (decreciente y luego constante). El observador debe elegir el 6 porque representa la última parte del trazo y, por tanto, es el más representativo del cambio de presión.
En la parte inferior central está el aneroide (gran objeto circular plateado). A medida que aumenta la presión, el aneroide es empujado hacia abajo haciendo que el brazo se mueva hacia arriba y deje un rastro en el papel. A medida que la presión disminuye, el resorte levanta el aneroide y el brazo baja.
Después de tres días se retira el tambor al que está adherido el gráfico. En este punto se da cuerda al motor del mecanismo de relojería y, si es necesario, se pueden hacer correcciones para aumentar o disminuir la velocidad y se adjunta una nueva tabla.