Cómo funciona un variómetro: sensor de presión y filtrado

El vario pita y tú giras según él. Pero el pitido es el sonido de un cálculo dentro del aparato, no de lo que hace el aire. Ese cálculo tiene tres capas: sensor, ruido y filtro. Conocer las tres te dice cuándo fiarte del vario y cuándo no.

Capa 1: el sensor de presión

Un vario no mide altitud. Un pequeño sensor barométrico mide la presión del aire. La presión baja con la altura: cerca del nivel del mar, alrededor de 1 hectopascal cada 8 metros. Los sensores modernos leen esa presión decenas de veces por segundo, con una precisión equivalente a unos decímetros de altitud.

La tasa de ascenso es la diferencia de altitud entre dos lecturas sucesivas dividida por el tiempo entre ellas. Es decir, el vario muestra la tasa de cambio de la presión; no mide velocidad por sí mismo.

Eso lo hace sensible a dos cosas. Primero, el cambio de presión: un frente que se acerca, o la caída natural de la presión a lo largo del día, desplaza la altitud que muestra el aparato sin que te muevas. Segundo, el flujo de aire: si entra viento en el compartimento del sensor, la presión cambia localmente y el vario muestra una ascendencia o descendencia falsa. Por eso los fabricantes ponen el sensor en una cámara aislada del flujo exterior.

Capa 2: el ruido

El sensor comete un pequeño error en cada lectura. Unos decímetros en altitud se vuelven grandes al derivar: un salto de 0,3 metros entre lecturas, a 20 lecturas por segundo, es un pico falso de 6 m/s. La derivada bruta es por tanto inutilizable, un número que cambia de signo varias veces por segundo.

La segunda fuente de ruido eres tú. Frenar, desplazar el peso, entrar en turbulencia cambian la altitud de verdad, pero no tienen nada que ver con que el aire suba. Para el vario también son ruido.

Capa 3: el filtro

El aparato suaviza la derivada bruta. El método más simple es una media del último segundo o dos; los instrumentos más avanzados usan un filtro de estimación que además toma datos del acelerómetro, lo que ayuda a separar los cambios de altitud causados por tu maniobra de los causados por el aire.

La fuerza del filtro es un compromiso:

• Filtro fuerte: indicación tranquila, pocos pitidos falsos, pero retraso. Te enteras de que entraste en la térmica uno o dos segundos después; y de que saliste.
• Filtro débil: respuesta inmediata, pero cada racha se convierte en pitido.

El ajuste de "tiempo de respuesta" o "sensibilidad" del instrumento elige ese equilibrio. Al centrar una térmica el retraso sale caro: cuando llega el pitido el núcleo puede haber pasado ya de largo. Para la mayoría de pilotos el valor medio es correcto; un poco más rápido en sitios de térmicas estrechas, un poco más lento en días turbulentos.

¿Por qué sonido?

Una indicación visual exige mirarla, y en una térmica el sitio para mirar es afuera. El sonido convierte la tasa de ascenso en tono y frecuencia de repetición. Un tono de vario bien ajustado permite distinguir "sube" de "baja" sin leer un número. Las reglas de centrado se construyen sobre esa distinción.

El vario en el registro

El valor que mostraba el instrumento no se escribe en el registro de vuelo. En el archivo IGC suele escribirse una altitud de presión y una altitud GPS una vez por segundo. Variograph calcula la velocidad vertical a partir de la diferencia de altitud entre esas filas. Ese valor difiere del de la pantalla: más tosco (una muestra por segundo) pero sin filtrar (sin retraso). Si el intervalo de registro sube a 5 segundos, la velocidad vertical pasa a ser una media de 5 segundos y las térmicas cortas desaparecen; ver calidad de datos IGC.

Ni en el instrumento ni en el registro el ascenso medido es el ascenso real del aire; se le ha restado el hundimiento propio de tu ala. Para saber qué hizo el aire hace falta el vario neto.

En resumen

• Un vario mide presión y calcula velocidad.
• El cálculo bruto tiene ruido; el filtro lo hace utilizable y cobra retraso a cambio.
• El ajuste es una elección entre retraso y calma.
• La velocidad vertical del registro no es la que mostró el instrumento sino un recálculo a partir de las filas de altitud.