Telemetría

SISTEMAS DE RADIOLOCALIZACIÓN Y TELEMETRÍA

Sistema de Radiolocalización. Este es un sistema que por medio de ondas electromagnéticas, permite la localización de objetos en áreas geográficas que se encuentren a distancias muy lejanas del lugar donde este el sistema. Estos sistemas realizan la localización orientando sus antenas u antena, hacia la dirección donde se encuentre el objeto que se quiere ubicar, determina la distancia al calcular el tiempo trascurrido entre el momento que se emite la señal electromagnética la vuelta del eco reflejado por el objeto, teniendo en consideración que la velocidad de propagación al igual que la velocidad de la luz son constantes. Una vez detectado este objeto es posible calcular tanto la distancia como su tamaño o si esta en movimiento o estático. Esta tecnología es la tecnología de Radares, la cual originalmente fue creada para detectar aviones enemigos. Componentes de un sistema de Radiolocalización. 1-. Transmisor: encargado de transmitir una serie de ondas electromagnéticas que al chocar con algún objeto se refleja y son devueltas en forma de eco. Compuesto por un magnetrón para generar impulsos de radio de alta frecuencia con mucha energía. Permite trabajar de dos formas: a-. Con frecuencia ágil: el magnetrón se sintoniza continuamente a lo largo del ancho de banda, por medio de un motor que se encarga de controlar el volumen de las cavidades resonantes. b-. Con frecuencia fija: el motor del magnetrón se mantiene en una posición fija de acuerdo a la frecuencia seleccionada. 2-. Antena: encargada de captar la energía contenida en el eco y enviarla al receptor a través de impulsos electromagnéticos a frecuencias muy elevada y de corta duración. La antena debe girar lenta y continuamente para generar un haz estrecho, lo mismo que una señal de barrido. 3-. Receptor: recibe, mide y cuantifica la señal. Debe tener la capacidad de amplificar y medir señales muy débiles con una frecuencia muy elevada, porque al no hacerlo, las señales podrían no ser detectadas. La señal recibida es cuantificada y enviada a una computadora donde se realiza la conversión analógica/digital. 4-. Software: por medio de éste y el conversor analógico/digital, convierte la señal analógica recibida en una secuencia de números (codificación y decodificación de la misma) 5-. Pantalla de Radar: aquí se muestra toda la información que fue entregada a los distintos buses. Permite obtener imágenes de gran calidad y una mayor visibilidad. 6-. Modulador de impulsos: se encarga de extraer continuamente corriente de una fuente de energía, como un generador, para poder alimentar al magnetrón del transmisor con impulsos de voltaje, potencia, duración e intervalos precisos. Debe comenzar y terminar de manera abrupta, pero la potencia y voltaje no deben variar de forma apreciable durante el impulso. Aplicaciones y usos de la Radiolocalización. Sus aplicaciones son variadas, desde el campo de la meteorología pasando por el control y trafico aéreo, terrestre y marítimo, para el área civil, mientras que para el área militar tiene aplicaciones en la detección de naves amigas y enemigas, aéreas, marítimas y terrestres, así como la de detección de objetos y minas antipersonales.

Reseña Histórica telemetría.

La telemetría tuvo sus inicios en 1915 a mediados de la primera guerra mundial por el alemán Khris Osterhein y el italiano Franchesco Di Buonanno para medir a qué distancia se encontraban objetivos de artillería. El envío de información hacia el operador en un sistema de telemetría se realiza típicamente mediante comunicación inalámbrica, aunque también se puede realizar por otros medios (teléfono, redes de ordenadores, enlace de fibra óptica, etcétera). Los sistemas de telemetría reciben las instrucciones y los datos necesarios para operar, mediante un telecomando ¿Telemetría? La palabra “telemetría” proviene de las palabras griegas tele (distancia) y metrón (medida) y se podría traducir por “medir a distancia”. Esta tecnología permite la medición remota de diferentes magnitudes físicas por medio de sensores y el posterior envío de la información hacia el operador del sistema. ¿Función de la telemetría? El objetivo de un sistema de telemetría es recoger datos de un lugar remoto o inaccesible y enviarlos a un sitio donde puedan ser correctamente analizados. Normalmente, estos sistemas son utilizados para analizar vehículos en movimiento, como automóviles, aviones y misiles. ¿Qué es un sistema de telemetría? Es un sistema de monitoreo a distancia (remoto) que con la ayuda de un software especial para la interpretación de señales vía radio, permite conocer la información exacta sobre el evento que se sucede en el lugar de origen de la señal. Aplicaciones y usos de la telemetría. Dentro de los usos que actualmente tiene la telemetría, se encuentran el control de naves espaciales, plantas químicas, redes de suministro eléctrico, redes de suministro de gas, medición de temperaturas en calderas, control de autos en cuanto a apertura de puertas, descubrimiento de nuevos yacimientos de petróleo, gas y otros minerales, es utilizado desde mediado de los 80`s en la F1 para detectar errores, velocidades y problemas en colisiones en tiempo real, además de diferentes aplicaciones en la medicina. También es utilizada en la provisión de servicios públicos, debido a que facilita la monitorización automática y el registro de las mediciones, así como el envío de alertas o alarmas al centro de control, con el fin de que el funcionamiento sea seguro y eficiente. Partes de un sistema telemétrico. 1-. Sistema de recolección de información: esta constituido por una serie de sensores ligado a una interfaz electrónica con lo que se podrá medir o captar el objeto en cuestión. 2-. Medio de Comunicación: este será el medio mediante el cual llegara la información al sitio deseado, este medio es el espacio libre. 3-. Sistema de notificación y despliegue: por lo general consiste en un software creado para tal fin, la medición del objeto, móvil o estático. Características. a-. La transmisión de los datos de información se realiza de manera inalámbrica, satelital o de Ondas de radio. b-. Recibe los datos y las instrucciones para operar mediante telecomando. c-. Permite la recopilación de datos, supervisión de procesos, verificación de estados, envió de alertas, alarmas al centro de control y monitoreo de comportamiento. d-. Se utiliza, por lo general, en todos aquellos campos donde se requiere un monitoreo constante.

e-. Al ser una técnica automatizada de las telecomunicaciones, se pueden tomar mediciones y recopilaciones de datos que se realizan en lugares remotos para la vigilancia y transmisión. f-. Puede operar de manera manual o automática. Sistema de radar. El radar (“radio detection and ranging”) es un equipo compuesto por un conjunto de sistemas electrónicos que permiten detectar la presencia de objetos que se hallan fuera del alcance de la vista humana y obtener distintos tipos de información de los mismos, la cual se representa en una pantalla por medio de imágenes y sonidos.

La localización se realiza orientando la antena hacia el objeto y midiendo la distancia por el tiempo que transcurra entre la salida de las ondas electromagnéticas emitidas y la vuelta del eco reflejado por el objeto, teniendo en cuenta que la velocidad de propagación es constante, igual a la velocidad de la luz. Una vez que un objeto ha sido identificado, es posible determinar datos sumamente precisos del mismo, como saber a que distancia se encuentra, su forma, su posición, su dirección de desplazamiento y su velocidad, entre otros datos.

Aunque el radar era conocido desde una patente alemana de 1904(Hulsmeyer) no se experimentó hasta 1930, en su forma más sencilla (simple detección de la presencia de un avión) y 1935 en su forma de radar de impulsos. El perfeccionamiento del radar de abordo en 1939 fue una de las causas de la supremacía aérea británica en la segunda guerra mundial.

Figura 1. Radar móvil situado en el remolque de un camión.

El radar está compuesto por seis elementos fundamentales:

1. Transmisor: Este equipo se encarga de emitir una gran cantidad de ondas electromagnéticas, que al chocar con algún objeto se reflejan y son devueltas en forma de eco. Cuenta con un magnetrón para generar impulsos de radio de alta frecuencia con mucha energía. El mismo permite trabajar de dos formas: •

Con frecuencia ágil: el magnetrón se sintoniza continuamente a lo largo del ancho de banda por medio de un motor que se encarga de controlar el volumen de las cavidades resonantes del mismo.

•

Con frecuencia fija: en este caso el motor del magnetrón se mantiene en una posición fija de acuerdo a una frecuencia seleccionada.

2. Antena: Es la encargada de captar la energía contenida en el eco y enviarla al receptor a través de impulsos electromecánicos a frecuencias muy elevadas y de corta duración. La misma debe generar un haz sumamente estrecho, ya que debe girar lenta y continuamente para generar la señal de barrido. En muchos casos, la antena de radar lleva una batería con direccionamiento electrónico.

3. Receptor: Este recibe la señal y se encarga de medirla y cuantificarla. Es muy importante que éste tenga la capacidad de amplificar y medir señales muy débiles con una frecuencia muy elevada, ya que de no ser así las mismas no podrían ser detectadas. Esta señal cuantificada es enviada a una computadora para realizar la tarea de conversión analógica / digital. Los receptores cuentan con distintos tipos de amplificadores, los cuales citamos a continuación: • • • •

Amplificador lineal: es utilizado en condiciones normales. Amplificador logarítmico: es aquel que se utiliza para suprimir ecos cercanos. Amplificador DickeFix: es el encargado de suprimir el barrido de Jamming. Amplificador MTI: se utiliza para eliminar blancos fijos.

4. Software Por medio de éste, y mediante la utilización de un conversor analógico /digital, se convierte la señal analógica recibida en una secuencia de números, por medio de tareas de codificación y decodificación de la misma. Esta secuencia de números es procesada por computadoras muy veloces que se encuentran en los gabinetes de procesamiento de video, en donde se extrae toda la información relativa al objetivo, la cual se envía a través de distintos bus, como ser el de CATV y sistema de datos de combate entre otros.

5. Pantalla de Radar: Este es el dispositivo sobre el cual se muestra toda la información que fue entregada a los distintos buses. Generalmente consisten en pantallas LCD que permiten obtener imágenes de gran calidad y una mayor visibilidad del piloto. Éstas están ubicadas estratégicamente brindando un mayor aprovechamiento del espacio del avión y permitiendo una mejor visualización del piloto.

6. Modulador de Impulsos: Este es el dispositivo encargado de extraer continuamente corriente de una fuente de energía, como un generador, para así poder alimentar el magnetrón del transmisor con impulsos de voltaje, potencia, duración e intervalos precisos. Estos impulsos deben comenzar y finalizar de manera abrupta, pero la potencia y el voltaje no deben variar de forma apreciable durante el impulso. Para entender mejor como trabajan todos estos elementos en conjunto, se explicara brevemente el funcionamiento del Sistema Radar. El transmisor se encarga de emitir un haz de ondas electromagnéticas a través de la antena, la cual concentra las ondas en un haz apuntando en la dirección deseada. A estos impulsos siguen períodos de silencio para observar la existencia o no de objetos. Cuando las ondas chocan con un objeto que se halla en la

trayectoria del haz, algunas se reflejan y forman una señal de eco, mientras que las ondas que no chocan con ningún objeto se dispersan.

La energía contenida en la señal es captada a través de la antena, que también se encarga de enviar dicha señal al equipo receptor. Éste, mediante un proceso de amplificación y tratamiento informático, genera una señal en el dispositivo de visualización, que por lo general es una pantalla de computadora. La computadora se encarga de procesar las diferentes fuerzas de las señales de retorno y elabora una imagen que es desplayada en una pantalla.

Los pulsos de radar se programan para que den en el objetivo y reboten antes de que se emita el siguiente pulso, para así poder medir el tiempo en que tarda la señal en regresar y determinar de esta forma la distancia en la que se encuentra el objetivo, su dirección y velocidad.

Cuando el objetivo se encuentra en movimiento, la señal de retorno es de frecuencia levemente diferente a la de emisión, lo cual se denomina efecto Doppler y se debe al amontonamiento de ondas de radio cuando el objeto sea cerca, o a su dispersión cuando el mismo se aleja. Este efecto permite detectar cuando un objeto se encuentra inmóvil o en movimiento, como así también la dirección y velocidad que lleva en éste último caso.

Figura 2. Diagrama de bloques de un radar de pulsos.

Sistemas de Sección Transversal del Radar (RCS)

Un sistema de medida de sección transversal radar (RCS) tiene como objeto de estudio la observación de las reflexiones de señales emitidas por un radar sobre objetos en cualquier posición. El factor que da la medida de cuánto refleja un objeto en las ondas de radio se llama "sección radar cruzada" (σ), traducción del inglés RCS ("Radar Cross Section").Las señales de radio de onda corta (3 kHz-30 MHz) se reflejan en las curvas y aristas, del mismo modo que la luz produce destellos en un trozo de cristal curvo. Para estas longitudes de onda los objetos que más reflejan son aquellos con ángulos de 90º entre las superficies reflectivas. Una estructura que conste de tres superficies que se juntan en una esquina (como la de una caja) siempre reflejará hacia el emisor aquellas ondas que entren por su abertura. Este tipo de reflectores,

denominados reflectores de esquina (corner reflectors, ver imagen a continuación), se suelen usar para hacer "visibles" al radar objetos que en otras circunstancias no lo serían (se suelen instalar en barcos para mejorar su detectabilidad y evitar choques).Siguiendo el mismo razonamiento, si se desea que una nave no sea detectada, en su diseño se procurará eliminar estas esquinas interiores, así como superficies y bordes perpendiculares a las posibles direcciones de detección. De ahí el aspecto extraño de los aviones "stealth" (avión furtivo).Todas estas medidas no eliminan por completo la reflexión debido a la difracción, especialmente para longitudes de onda grandes. Otra contra medida habitual es arrojar cables y tiras metálicas cuyo largo es media longitud de onda (chaffs) con la idea de cegar al radar; son efectivos, si bien la dirección hacia la que se reflejan las ondas es aleatoria cuando lo óptimo sería dirigir la reflexión hacia el radar que se quiere evita.

Figura 3. Reflector de esquina

Ecuación del radar

La potencia Pr reflejada a la antena de recepción está dada por la ecuación radar:

Donde •P t= potencia transmitida •Gt= ganancia de la antena de transmisión •Ar = apertura efectiva (área) de la antena de recepción •σ = sección transversal del radar, o coeficiente de decaimiento del objetivo •F = factor de propagación del patrón •R t= distancia del transmisor al objetivo •R r = distancia del objetivo al receptor.

En el caso común donde el transmisor y el receptor están en el mismo lugar, Rt = Rr y el término Rt² Rr² puede ser reemplazado por R4, donde R es la distancia. Esto resulta en:

Esto dice que la potencia en el receptor se reduce proporcionalmente a la cuarta potencia de la distancia, lo que significa que la potencia reflejada desde el objetivo distante es muy muy pequeña. La ecuación anterior con F = 1 es una simplificación para el vacío sin interferencia. El factor de propagación engloba los efectos de la propagación multicamino y del shadowing, y depende del entorno en el que se estén propagando las ondas. En una situación real los efectos de atenuación en el recorrido deben ser considerados. Otros desarrollos matemáticos en procesamiento de señales de radar incluyen análisis de tiempo-frecuencia (Weyl Heisenberg o wavelet), así como la transformada chirplet que se basa en el hecho de que los ecos devueltos por blancos móviles varían su frecuencia en función del tiempo, como lo hace el sonido de un ave o un murciélago. Polarización El campo eléctrico de la señal que emite un radar es perpendicular a la dirección de propagación. La dirección de dicho campo determina la polarización de la onda. Los radares usan polarizaciones horizontales, verticales, lineales o circulares, en función de la aplicación. Por ejemplo, la polarización circular es adecuada para minimizar la interferencia causada por la lluvia (pero debe evitarse para radares meteorológicos que lo que buscan es cuantificar las precipitaciones). La lineal permite detectar superficies de metal. La polarización aleatoria es adecuada para detectar superficies irregulares como rocas y se usa en radares de navegación. Centelleo El centelleo es una fluctuación en la amplitud de un objetivo sobre la pantalla de un radar. Está estrechamente relacionado con el destello objetivo, un desplazamiento evidente del objetivo de su posición. Interferencias Los sistemas radar deben hacer frente a la presencia de diferentes tipos de señales indeseadas y conseguir centrarse en el blanco que realmente interesa. Dichas señales espurias pueden tener su origen en fuentes tanto internas como externas y pueden ser de naturaleza pasiva o activa. La capacidad del sistema radar de sobreponerse a la presencia de estas señales define su relación señal/ruido (SNR). Cuanto mayor sea la SNR del sistema, tanto mejor podrá aislar los objetivos reales de las señales de ruido del entorno. Este efecto puede ser causado por un cambio del punto de reflexión eficaz sobre el objetivo, pero también tiene otras causas. Las fluctuaciones pueden ser lentas (exploración a exploración) o rápidas (pulso a pulso). El centelleo y el destello son en realidad dos manifestaciones del mismo fenómeno. Ruido El ruido es una fuente interna de variaciones aleatorias de la señal, generado en mayor o menor medida por todos los componentes electrónicos. Típicamente se manifiesta en variaciones aleatorias superpuestas a la señal de eco recibida en el radar. Cuanta menor sea la potencia con que llega la señal de interés, más difícil será diferenciarla del fondo de ruido. Por tanto, la más importante fuente de ruido aparece en el receptor, por lo que debe dedicarse un gran esfuerzo a tratar de minimizar estos factores. La figura de ruido es una medida del ruido producido por el receptor en comparación con un receptor ideal y debe ser minimizada.

El ruido también puede estar causado por fuentes externas al sistema, siendo sobre todo de gran impacto la radiación térmica natural del entorno que rodea al blanco que se desea detectar. En sistemas radar modernos, debido al gran rendimiento de sus receptores, el ruido interno es típicamente igual o menor que el externo. Una excepción es el caso en el que el radar está dirigido al cielo abierto; en este caso apenas se produce ruido de Johnson-Nyquist, también conocido como ruido térmico. Clutter El término clutter hace referencia a todos aquellos ecos (señales de RF) recibidos por el radar que son, por definición, no deseados. Pueden estar causados por objetos del entorno, el mar, precipitaciones (lluvia, nieve o granizo), tormentas de arena, animales (especialmente pájaros), turbulencias atmosféricas y otros efectos atmosféricos como reflexiones ionosféricas y estelas de meteoritos. También puede haber clutter debido a objetos fabricados por el hombre, sin intención de engañar al radar (edificios) o con ella ("chaffs"). Algunas veces el clutter está causado por una longitud excesiva de la guía de onda que conecta el transceptor del radar y la antena. Se puede dar la circunstancia de que una determinada fuente de clutter sea indeseable para una aplicación radar (ej: nubarrones en un radar de defensa aérea) pero positiva para otra (meteorológica). El clutter es considerado una fuente pasiva de interferencias, ya que sólo aparece como respuesta a los pulsos enviados por el radar.

Figura 4. El multitrayecto de la señal de eco hace que el radar detecte "blancos fantasma"

Finalmente, también hay clutter originado por la multitrayectoria de la señal de eco de un objetivo válido. Los factores que pueden causar estos caminos múltiples son la reflexión terrestre y las refracciones atmosféricas e ionosférica. Este clutter es especialmente molesto, ya que parece moverse y se comporta como si fuera un blanco de interés real, de modo que el radar detecta un objetivo "fantasma" que en realidad no existe. En un escenario típico, un blanco fantasma causado por reflexión terrestre sería interpretado por el radar como un objetivo idéntico al real situado justo por debajo de este. El radar puede intentar unificar los objetivos considerando que el blanco fantasma está a una altura incorrecta o directamente eliminarlo por considerar que está causado por jitter o que su ubicación es físicamente imposible. Una buena opción para minimizar el impacto de este efecto es incorporar al radar un mapa topográfico de los alrededores que ayude a eliminar aquellos ecos que se detecten a alturas imposibles (por debajo del nivel del suelo o por encima de una determinada altura). En radares de control de tráfico aéreo actuales se emplean algoritmos para identificar blancos falsos comparando los ecos recibidos con otros adyacentes y calculando la probabilidad de que sea real en base a datos de altura, distancia y tiempo.

Figura 5. Pantalla de un radar marino

Jamming Se conoce como jamming a aquellas señales externas al sistema radar emitidas en las frecuencias de funcionamiento del mismo y que por tanto enmascaran los objetivos de interés. Puede ser intencionado para funcionar como contra medida electrónica o fortuito (por ejemplo, fuerzas amigas cuyos sistemas de comunicaciones usan la misma banda). El jamming está considerado como una fuente activa de interferencias, ya que está originado fuera del sistema radar y en general se trata de señales sin relación alguna con este. La reciente proliferación de sistemas WiFi que operan en banda C (en torno a 5,66 GHz) se ha convertido en un problema para radares meteorológicos, que sufren interferencias

Sección Transversal del Radar (RCS). El objetivo de la sección transversal de radar (RCS) es la de proyectar el área que interceptar la señal transmitida y reflexionar isótropa una cantidad que produce la señal de retorno en el receptor. En otras palabras, la sección transversal de radar proporciona una indicación de qué tan bien el objetivo determinado refleja la energía del radar. De esta forma, no es de extrañar que el área física de un objeto es normalmente mayor que la sección transversal de radar por parte de la energía incidente, la cual es dispersada y absorbida por el blanco. El uso de materiales absorbentes de radar (RAM) y las formas específicas y los ángulos de ayuda a minimizar la sección transversal de radar. El objetivo principal también es la de cambiar la sección transversal de radar de manera notablemente, para tenerse en cuenta en el diseño de un sistema de radar. Los diseñadores de radar utilizan normalmente los valores extremadamente pesimista (bajo) de la sección transversal radar, para el cálculos de diseño y rendimiento para que el sistemas cumpla con los requisitos mínimos cuando sea introducido al servicio.

La sección transversal de radar es un objetivo que no es constante con la frecuencia de operación. Hay tres grandes áreas de interés con respecto al tamaño físico de destino, frecuencia de operación y la sección transversal radar, como resultado. Estas áreas son:

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•Región de Raleigh. Si el objetivo es mucho más pequeña que la longitud de onda del sistema de radar, el objetivo se dice que en la región de Raleigh. Si el objetivo está en la región de Raleigh, la sección transversal de radar del objetivo tiende a ser menor que el tamaño físico del objetivo. •Región de resonancia. Si el objetivo es de dimensión similar a la de la longitud de onda, el objetivo se dice que está en la región de resonancia. En la región de resonancia,

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la sección transversal de radar en la meta puede variar mucho, pero tiende a ser mayor que el tamaño físico de la meta. •Región óptica. La región óptica se produce cuando el objetivo es mucho mayor que la longitud de onda de funcionamiento del radar. Esto es muya menudo el caso con los sistemas de radar operativo cuyas longitudes de onda se encuentran normalmente en el orden de los centímetros de longitud. Cuando se opera en esta región, la sección transversal radar, de la meta es similar a su tamaño físico.

La implicación de estas tres regiones es que la longitud de onda de funcionamiento no se debe elegir en un aislamiento total de las consideraciones de destino.

Tipos de radar. Los radares se pueden clasificar de la siguiente forma:

Radar de Navegación Este tipo de radar se utiliza para obtener información acerca de la distancia a la que se encuentra un objeto y la dirección que lleva el mismo. Es sumamente útil para evitar cualquier tipo de colisión, ya que permite detectar todo tipo de objeto no señalizado, como así también otras naves y elevaciones geográficas ante cualquier condición climática , permitiendo de esta manera que el avión obtenga información acerca de zonas de clima inhóspito, neblinas, nubes importantes y factores que limiten la visibilidad humana.

Radar Primario o Pasivo (ASR) Es aquel que trabaja sobre el principio de un eco pasivo procedente del objetivo. Este tipo de radar no necesita la cooperación del objeto para poder detectarlo.

Radar Secundario (SSR – Secundary Surveillance Radar) Este tipo de radar basa su funcionamiento en la respuesta del objetivo, por lo tanto necesita de la cooperación del objeto, como ser el avión, para poder detectarlo. Generalmente los radares secundarios se utilizan para tareas de navegación y de comunicación.

Radar Meteorológico. Presenta información acerca de áreas tormentosas, bancos de niebla, lluvias, entre otras inclemencias climáticas, a lo largo de una ruta. Esta información es sumamente útil, ya que permite que el avión tome otra ruta de vuelo para así evitar las zonas de clima riguroso.

Radar de Vigilancia. Este tipo de radar permite detectar aquellos objetos que se encuentren en la proximidad de la nave proporcionando una alerta temprana.

Radar de Control de Tiro

Este dispositivo se encarga de identificar un objetivo determinado, de realizar la adquisición del mismo y de seguirlo automáticamente. También puede determinar el alcance, el azimut y la elevación de un objetivo para que luego el sistema de ataque pueda apuntar y disparar automáticamente.

Radares para Control de Transito Aéreo

Los aeropuertos, en las áreas terminales, son el punto convergente del tránsito aéreo originado desde gran número de aeropuertos y la capacidad de los controladores en estos aeropuertos terminales, aunada a las facilidades de aproximación de que se disponen, determina la cantidad de tráfico que se puede manejar sin excesivas demoras.

En uno de estos aeropuertos, un importante factor que determina la rapidez del flujo de tránsito, es la pista. Si la pista de un aeropuerto permanece ocupada mucho tiempo, el grado de aceptación de aeronave s en la pista será muy baja Si un controlador de aeropuerto puede acelerar el despegue de una aeronave de la pista, puede disminuir el intervalo entre llegadas sucesivas.

Los aeropuertos modernos son tan grandes y se localizan en áreas tan extensas que, muy a menudo, especialmente en condiciones de mala visibilidad, el controlador no puede determinar la posición exacta de las aeronaves dentro del área de maniobras. No podrá saber entonces, si ya han abandonado una pista o calle de rodaje o si está rodando correctamente. Por estas circunstancias se ocasionan innecesarias demoras para aeronave s que van a aterrizar o a despegar, ya que el controlador no puede observar exactamente la posición de una aeronave. Necesariamente, por medidas de seguridad, tendrá que demorar cualquier operación que en realidad pudo haberse realizado con mayor premura sin disminuir mínimos de separación.

Radares Meteorológicos Doppler.

Un radar Doppler es aquel radar que usa el efecto Doppler en los ecos de retorno de blancos para medir su velocidad radial. Para ser más específico, la señal de microonda enviada por el haz direccional en la antena de radar se refleja hacia el radar y se comparan las frecuencias, arriba o abajo desde la señal original, permitiendo mediciones directas y altamente seguras de componentes de velocidades de blancos, en la dirección del haz. Los radares Doppler se usan en defensa aérea, control del tráfico aéreo, sondeo de satélites, radar policial de velocidad, y en radiología. Los recientes radares meteo procesan velocidades de precipitaciones por la técnica del radar de impulsos Doppler, al tope de sus intensidades. Estoes un diferente y ligeramente tratamiento de los datos Doppler que ha sido publicitado mucho en EE.UU., de tal modo que el término radar Doppler es frecuentemente usado equivocadamente por el neófito para significar radar meteorológico.

Los radares meteorológicos son los únicos equipos capaces de seguir y predecir el comportamiento de eventos meteorológicos significativos como fuertes tormentas, tornados, granizadas, lluvias, etc. Estos eventos se caracterizan por afectar áreas pequeñas pero con importantes daños y se desarrollan y evolucionan muy rápidamente, por lo que debe contarse,

para alertar sobre los mismos, con instrumentos de medición en tiempo real dentro de áreas relativamente pequeñas.

En los últimos 10 años el costo de un radar doppler se ha reducido en más de 5 veces, por lo que en la actualidad es posible, incluso para empresas privadas, la instalación y operación de un radar doppler para prevenir inconvenientes de origen meteorológico en sus actividades. Empresas de pesca, petroleras, centros de deportes invernales, entre otras, pueden reducir drásticamente los inconvenientes en sus actividades con la utilización de un radar doppler, evitando perdidas, daños al medio ambiente y riesgos a la vida humana.

Principales aplicaciones de los Sistemas de Radar

Geología • • •

Análisis de estructuras geológicas (fracturas, fallas, pliegues y foliaciones); lito tipos, geomorfología (relieve y suelos) e hidrografía para investigación de recursos minerales. Evaluación del potencial de los recursos hídricos superficiales y subterráneos. Identificación de áreas para prospección mineral).

Agricultura • • •

Planeamiento y monitoreo agrícola. Identificación, mapeo y fiscalización de cultivos agrícolas. Determinación relativa de la humedad de los suelos; eficiencia de sistemas de irrigación.

Cartografía • •

Levantamiento planimétrico (escalas l:20000 a l:50000). Levantamiento altimétrico (interferometría).

Bosques • • • • • •

Gerencia y planeamiento de bosques. Determinación de grandes clases de bosques. Identificación de la acción de determinadas enfermedades. Elaboración de cartografía referente a deforestación. Identificación de áreas de corte selectivo. Estimativa de biomasa.

Hielo y nieve • •

Mapeo y clasificación de hielo. Monitoreo del deshielo (inundaciones).

Hidrología • • •

Gerencia y planeamiento de los recursos hídricos. Detección de la humedad del suelo. Interpretación de parámetros hidrológicos: transmisividad, permeabilidad, etc.

dirección

de

flujo,

Medio Ambiente • • • •

Planeamiento y monitoreo ambiental. Identificación, evaluación y monitoreo de recursos hídricos y de losprocesos físicos del medio ambiente (intemperismo, erosión, deslizamientos, etc.). Identificación y análisis de la degradación causada por mineralizaciones, deposición de residuos, acción antrópica, etc. Identificación, análisis y monitoreo de riesgos ambientales.

Oceanografía • • • • • •

Monitoreo del estado del mar, corrientes, frentes de viento. Espectro de ondas para modelos numéricos de previsión. Mapeo de la topografía submarina (condiciones específicas). Polución marina causada por derrames de petróleo. Detección de barcos y pesca ilegal. Apoyo para el establecimiento de rutas marítimas.

Uso de la Tierra • • • • • •

Planeamiento del uso de la tierra. Clasificación de suelos. Clasificación del uso de la tierra. Inventario, monitoreo (detección de cambios), planeamiento. Patrones de irrigación/déficit hídrico. Salinización de suelos.

Sistema de Telemetría, Aplicaciones.

La Telemetría es una técnica automatizada de las comunicaciones con la cual se toman mediciones y recopilación de datos que se realizan en lugares remotos para la vigilancia y transmisión. Este Instrumento utiliza comúnmente transmisión inalámbrica, aunque en sus inicios se documenta que los sistemas de transmisión utilizados eran por cable. Entre los usos más importantes donde la telemetría es la principal protagonista, está en la recopilación de información del clima, supervisión de plantas de generación de energía y hacer el seguimiento de vuelos espaciales tripulados y no tripulados.

El funcionamiento de un sistema de telemetría normalmente consiste de un transductor como un dispositivo de entrada, un medio de transmisión en forma de líneas de cable, las ondas de radio o satelital, dispositivos de procesamiento de señales, y dispositivos de grabación o visualización de datos. El transductor convierte una magnitud física como la temperatura, presión o vibraciones en una señal eléctrica correspondiente, que es transmitida a una distancia a efectos de medición y registro.

En los inicios de los sistemas de telemetría, queda tan de principios del siglo 20, los cuales eran utilizados en la recopilación de datos de la Naturaleza y de algunas Plantas industriales, como era la supervisión de la distribución de energía eléctrica en una planta de Generación, en Chicago en 1912. También se realizaron trabajos en centros de vigilancia de líneas telefónicas para recibir los datos operativos de plantas remotas de energía. En otros campos, también se comenzó a aplicar este tipo de sistemas, con las mejoras que se estaban realizando durante las décadas que siguientes. La combinación de la aeronáutica y la telemetría se remonta a la década de 1930, cuando globos cargados con equipos, se utilizaron para

recopilar datos sobre las condiciones atmosféricas. Esta forma de telemetría se amplió, cuando se integró a los dispositivos satelitales de observación en la década de 1950. Los satélites ponen a la mano, la utilización de la telemetría, con la cual se desarrollan principalmente varias aplicaciones que incluye el registro de las condiciones meteorológicas, la observación de fenómenos espaciales y teledetección. Tales satélites han aumentado en su complejidad ya que, en la fecha actual, hay varios cientos de ellos que orbitan la Tierra el día hoy. En el campo de la investigación científica, la telemetría siempre está constantemente desarrollando nuevas formas de explotar estos recursos. Uno de ellos es la biomedicina, en la que los datos fundamentales sobre los órganos internos de un paciente es transmitida por los dispositivos que se implantan quirúrgicamente dentro de ese órgano. Otro apasionante campo es el de la oceanografía, que implica la recopilación de datos remotamente relacionadas con los aspectos bajo el mar, como la composición química de las rocas submarinas o su comportamiento sísmico.

Entre otro gran número de aplicaciones podemos señalar las siguientes:

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Control a distancia y monitoreo de estaciones de bombeo de agua Control a distancia y monitoreo de estaciones de bombeo deductos y oleoductos. Control a distancia y monitoreo de estaciones de bombeo y calentamiento de hidrocarburos. Control a distancia y monitoreo de tanques de almacenamiento en instalaciones petroleras, petroquímicas o de la Industria en general. Control a distancia y monitoreo de pozos petroleros en tierra y mar. Control a distancia y monitoreo de estaciones de bombeo de gas Control a distancia y monitoreo de consumo eléctrico. Control a distancia y monitoreo de vibración y temperatura en motores, compresores o cualquier otro equipo critico de combustión interna o eléctrica.