Da han kom tilbake installerte han et meteorologisk observatorium i Chiclana med mer moderne kriterier enn dem som ble brukt til da i San Fernando (, begrenset til forhold av interesse for den spanske marine) eller Madrid (som ikke utarbeidet prognoser). I 1870-årene begynte Arcimis å publisere vitenskapelige bidrag, som en amatørobservatør med banebrytende og avanserte tilnærminger. Han publiserte også flere verk i Italia for . Stringensen i hans observasjoner gav ham et godt renommé blant italienske astronomer, og Arcimís ble standardsettende. Hans anvendelse av astrofysikk, hans faglige presisjon og modne tilnærming til arbeidet gav ham også anerkjennelse i England, hvor han ble utnevnt til medlem av Royal Astronomical Society.