La “histéresis” meteorológica
¿Has oído hablar de la histéresis? Algunos aparatos meteorológicos, sensores y elementos, se ven afectados por ella repercutiendo en las medidas meteorológicas. Y no es que las medidas o los aparatos se han vuelto histéricos.
Si tenemos agua a 20ºC de temperatura ambiente, la calentamos a 80ºC y la volvemos a dejar a temperatura ambiental, después de un rato volverá a los 20ºC iniciales. Si ahora la enfriamos a 5ºC y la dejamos de nuevo a temperatura ambiente, volverá a los 20ºC (se supone que la temperatura ambiental no ha cambiado). El agua volverá siempre a la temperatura ambiente, independientemente de los estados diferentes a la que le hemos sometido. Observe que no hemos sometido al agua a un cambio de fase, ¡que es otro tema!
La vuelta al estado inicial (anchura, espesor, longitud, propiedades elásticas, etc.) dependerá de cómo haya evolucionado previamente, o sea, de su historia de la evolución a la que ha estado sometido. Y aquí surge el tema de la histéresis y sus repercusiones en el tema de la medida, no solo en meteorología.
Los barómetros aneroides, cuyo sensor fundamental está formado por un conjunto de cápsulas apiladas donde se les ha hecho el vacío internamente, están hechos de metales flexibles y elásticos. La presión atmosférica actúa sobre ellos generando una fuerza en sus superficies y desplazamientos.
Interiormente existen muelles metálicos que sirven para evitar que las cápsulas con vacío interno colapsen. Las variaciones de presión atmosférica son recogidas por dichas cápsulas y amplificadas por unos mecanismos que aumentan la señal, que son recogidas por una aguja sobre una escala graduada en unidades de presión (barómetro) y/o altura (altímetro).
La base de los altímetros es la misma que la de los barógrafos aneroides, donde la escala de presión (mm Hg, hPa, mb) ha sido sustituida por otra en altura (mm, pies,..) debido a la relación de la variación de la presión con la altura y viceversa, en capas bajas de la atmósfera. Pues bien, los metales con los que están hechos estás capsulas, sufren del proceso de histéresis.
Si cogemos un altímetro aneroide, comenzamos a subir una montaña y en un momento dado medimos la altura a la que hemos ascendido en ese lugar, su lectura o altura no coincidirá en algunos metros o pies si volvemos a pasar por el mismo sitio después de haber ascendido durante más tiempo. Esta diferencia de alturas al pasar por el mismo lugar se debe a la histéresis del sistema de medida.
Por otra parte, las medidas de dichos aparatos aneroides, como el barógrafo o barómetro, tienen cierto retraso o inercia en la medición por los mecanismos internos de medida, amplificación y transmisión de la señal observada, por lo que es bueno darle unos golpecitos suaves antes de hacer las mediciones, en este caso de la presión atmosférica.