Un barógrafo es un barómetro que registra la presión atmosférica 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 vacío, está conectado 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 , un relojero y mecánico, se atribuye haber fabricado el primer barógrafo de registro 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 (los 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 estos barógrafos, una o más celdas aneroides actúan a través de un tren de engranajes o palancas para accionar un brazo de registro que tiene en su extremo un escriba o una pluma. Un escriba registra sobre papel de aluminio ahumado mientras que una pluma registra sobre papel usando tinta, sostenida en una punta. El material de registro está montado sobre un tambor cilíndrico que gira lentamente mediante un mecanismo de relojería . Por lo general, el tambor da una revolución por día, por semana o por mes y el usuario puede seleccionar la velocidad de rotación.
También se han inventado otros tipos de barógrafos. Karl Kreil describió una máquina en 1843 basada en un barómetro de sifón , donde un lápiz marcaba un gráfico a intervalos uniformes. [3] Francis Ronalds , el Director Honorario del Observatorio de Kew , creó el primer barógrafo exitoso que utilizó la 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 la predicción del tiempo y las máquinas se suministraron a numerosos observatorios de todo el mundo.
En la actualidad, los barógrafos de registro tradicionales para uso meteorológico han sido reemplazados (aunque no todos) por instrumentos meteorológicos electrónicos que utilizan métodos informáticos para registrar la presión barométrica. Estos no solo son más económicos que los barógrafos anteriores, sino que también pueden ofrecer una mayor duración de registro y la capacidad de realizar más análisis de los datos capturados, incluido el uso automatizado de los datos para pronosticar el clima. 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.
El barógrafo meteorológico más común que se encuentra en los hogares y edificios públicos en estos días es el tipo de 8 días. Algunos fabricantes importantes de barógrafos son Negretti y Zambra , Short y Mason y Richard Ferris, entre otros. El final de la época victoriana y principios del siglo XX generalmente se considera el apogeo de la fabricación de barógrafos. Se realizaron muchos refinamientos importantes en esta época, incluida la compensación de temperatura mejorada y la modificación del brazo de la pluma, para permitir que se aplique menos peso al papel, lo que permite un mejor registro de pequeños cambios de presión (es decir, menos fricción en la punta). Los barógrafos marinos (utilizados en barcos) a menudo incluyen amortiguación . Esto nivela el movimiento del barco para que se pueda obtener una lectura más estable, esto puede ser una 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 partes móviles.
Como la presión atmosférica responde de manera predecible a los cambios de altitud, los barógrafos pueden utilizarse para registrar los cambios de elevación durante el vuelo de una aeronave. La FAI exigió los barógrafos para registrar ciertas tareas y registrar 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 utilizarse para establecer la finalización de las tareas de altitud o el establecimiento de récords. Entre los ejemplos de barógrafos para planeadores aprobados por la FAI se incluyen el barógrafo mecánico de tambor Replogle y el barógrafo electrónico EW (que puede utilizarse junto con el GPS ). Los barógrafos mecánicos ya no se utilizan habitualmente para la documentación de vuelo, ya que han sido reemplazados por los registradores de vuelo GNSS .
En la parte superior derecha de la imagen del barógrafo de tres días se puede ver un botón moleteado plateado . Sirve para ajustar el barógrafo de modo que refleje correctamente la presión de la estación. Debajo del botón se ve apenas 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 denomina "característica de la tendencia barométrica" y la utilizan los meteorólogos . El observador primero observaría si la presión era más baja o más alta que tres horas antes. A continuación, se elegiría un número de código que representara mejor el trazo 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 podría elegir uno de dos códigos. Un 8 (estable y luego decreciente) o un 6 (decreciente y luego estable). El observador debería elegir el 6 porque representa la última parte del trazo y, por lo tanto, es el más representativo del cambio de presión.
En la parte inferior central se encuentra el aneroide (un objeto circular grande de plata). A medida que aumenta la presión, el aneroide se empuja hacia abajo, lo que hace que el brazo se mueva hacia arriba y deje un rastro en el papel. A medida que disminuye la presión, el resorte levanta el aneroide y el brazo se mueve hacia abajo.
Después de tres días se retira el tambor donde está fijado el gráfico. En este punto se da cuerda al motor del reloj y, si es necesario, se pueden hacer correcciones para aumentar o disminuir la velocidad y se fija un nuevo gráfico.