INSTRUMENTO PARA MEDIR EL AIRE

EL AIRE

• Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias.

INSTRUMENTO PARA MEDIR EL AIRE

EL ANEMÓMETRO Un anemómetro es un aparato destinado a medir la velocidad relativa del

aire que incide sobre él. Si el anemómetro está fijo colocado en tierra, entonces medirá la velocidad del aire reinante, pero si está colocado en un objeto en movimiento, puede servir para apreciar la velocidad de movimiento relativo del objeto con respecto el aire en calma.

Estos instrumentos de medida para aire están equipados con un soporte para piedra preciosa y una hélice muy ligera con la que se puede medir la fuerza del viento o la corriente del aire con una gran precisión incluso a bajas velocidades.

COMO FUNCIONA

Para medir la velocidad relativa del aire es necesario utilizar algún  proceso físico cuya magnitud varíe según una regla fija con respecto a la variación de esa velocidad.

Procesos:• La variación de velocidad de rotación de una hélice

sometida al viento.• La fuerza que se obtiene al enfrentar una superficie

al viento.• diferencia de temperatura entre dos filamentos

calentados por igual, uno sometido al viento y otro en calma.

• Aprovechando la presión aerodinámica producida en una superficie enfrentada al viento.

• Otros métodos ultrasónicos o de láser.

PARA QUE SE UTILIZA

Se lo utiliza para medir la velocidad del viento (km/h ò m/seg.) y en algunos tipos, también la dirección (en grados).

Velocidad del viento

(KmPH)

Término Descripción

0-5 Calma El humo sube

verticalmente

6-20 Ligero Se siente el viento en la

cara; las veletas giran;

las hojas se mueven

ligeramente

21-39 Moderado Levanta polvo; las

banderas ondean

40-61 Fuerte Las gamas grandes se

mueven; las sombrillas

se vuelven al revés

62 o más ventarrón  

COMO HA EVOLUCIONADO EL ANEMOMETRO

CLASES DE ANEMOMETROS

ANEMÓMETRO DE HÉLICE

ANEMÓMETRO DE EMPUJE

ANEMÓMETRO SONICO

ANEMÓMETRO DE HILO

CALIENTE

ANEMÓMETROS DE PRESIÓN

HIDRODINÁMICA

ANEMOMETRO DE HELICE

Estos son los mas utilizados por su simplicidad y suficiente exactitud para la mayor parte de las necesidades de medición así como por la relativa facilidad de permitir la medición a distancia.Hay muchos diseños de hélices pero la mas común es la hélice de cazoleta, debido a que no es necesario mecanismo alguno para orientar la hélice al viento y que su construcción puede ser robusta para soportar grandes velocidades del viento.

Ejemplos de anemómetros de hélice

• El anemómetro de rotación está dotado de cazoletas o hélices unidas a un eje central cuyo giro, proporcional a la velocidad del viento, es registrado convenientemente; en los anemómetros magnéticos, dicho giro activa un diminuto generador eléctrico que facilita una medida precisa.

• Este es un esquema que muestra un anemómetro mas terminado. La hélice está acoplada a un pequeño generador eléctrico. cuyo voltaje generado es proporcional a la velocidad de rotación de la hélice y con ello a la del viento.Este voltaje se mide en un voltímetro cuya escala ha sido calibrada a velocidad del viento por lo que podremos saber su valor en todo momento.Este tipo de anemómetro tiene las ventajas de que puede  ser muy preciso y que además la indicación de la velocidad puede ser a distancia, con solo conducir los cables apropiados hasta el lugar donde se coloque el voltímetro indicador.

• Este tipo de anemómetro utiliza una hélice helicoidal, cuyo eje está acoplado directamente al indicador de velocidad de tipo mecánico. El mecanismo de acción de la aguja del indicador puede ser de tipo centrífugo, o basado en la electro inducción como en los velocímetros de los automóviles.

• Un anemómetro portátil. La hélice de tipo helicoidal, tiene acoplado al eje un diminuto generador de impulsos eléctricos, que son contados por unidad de tiempo por el contador electrónico a baterías, y mostrados en pantalla ya calibrados a velocidad de viento.La precisión de estos anemómetros depende en gran medida del operador, ya que es este, el que debe dar la adecuada orientación de frente al viento.

ANEMOMETRO DE EMPUJE

En estos anemómetros se utiliza la fuerza resultante en una superficie cuando es alcanzada de frente por el viento.

Los de empuje están formados por una esfera hueca y ligera o una pala ,cuya posición respecto a un punto de suspensión varía con la fuerza del viento, lo cual se mide en un cuadrante.

ANEMOMETRO SONICO

Este tipo de anemómetros se basa en que la velocidad de propagación del sonido depende de la velocidad del viento. Lo que se mide en este caso es el tiempo que demora una señal de sonido en atravesar una distancia conocida (normalmente unos 20 cm). Este instrumento es considerablemente más caro que el anemómetro de copela, pero tiene una mayor precisión y no requiere mantenimiento mecánico (no hay piezas en movimiento). Sin embargo tienen problemas para medir el viento cuando se registra precipitación (lluvia o nieve).

ANEMOMETRO DE HILO CALIENTE

Lo que se mide en este tipo de instrumento es la disipación de calor desde un conductor metálico de diámetro muy pequeño, cuando es expuesto al viento. El conductor se integra en un circuito eléctrico por el cual circula corriente. Si se mantiene constante la temperatura del conductor, la corriente eléctrica es una función conocida de la velocidad del viento. Los anemómetros de hilo caliente se utilizan cuando se requiere una alta tasa de muestreo de la velocidad del viento (por ejemplo en mediciones de turbulencia del viento). Son de alto costo, y requieren un mantenimiento frecuente.

ANEMÓMETROS DE PRESIÓN HIDRODINÁMICA

Cuando el viento impacta sobre una superficie, en ella se produce una presión adicional que depende de esa velocidad, si esta presión se capta adecuadamente, y se conduce a un instrumento medidor, tendremos un anemómetro de presión.Para capturar esta presión se utiliza el llamado tubo de Pitot, que no es mas que un tubo de suficiente diámetro en forma de U con uno de sus extremos doblado y colocado de frente al viento, y el otro abierto al exterior pero protegido de la acción de este. En la parte en forma de U se  graba una escala y dentro se coloca un líquido coloreado. La diferencia de presión entre los extremos del tubo de Pitot hará que la columna líquida se desplace de un lado, la diferencia de altura será proporcional a la velocidad del viento incidente en la boca del tubo y servirá como indicador de esta.

Este es el esquema de un anemómetro del tipo de presión hidrodinámica pero con indicación de aguja y esfera.La cápsula barométrica es un bulbo elástico, al recibir la diferencia de presión desde las partes de alta y baja presión del tubo de pitot se dilata o recoge en proporción. Este movimiento es conducido y amplificado apropiadamente

APLICACIONES

• Agricultura: verificación de las condiciones para regar por aspersión los cultivos o

quemar rastrojos.

• Aviación: vuelo en globo, planeador, ala delta, ultraligero, paracaídas, parapente.

• Ingeniería civil: seguridad de la obra, condiciones de trabajo, operación segura

de grúas, medición del esfuerzo del viento.

• Formación: Mediciones y experimentos con el flujo de aire, evaluación de

condiciones exteriores para la práctica de deportes escolares, estudios

medioambientales.

• Extinción de incendios: indicación sobre el peligro de propagación del fuego.

• Calefacción y ventilación: mediciones del flujo de aire, verificación del estado de

los filtros.

• Aficiones: aeromodelismo, modelismo de barcos, vuelo de cometas.

• Industria: mediciones del flujo de aire, control de la contaminación.

• Actividades al exterior: tiro con arco, ciclismo, tiro, pesca, golf, vela, atletismo,

camping, senderismo, montañismo.

• Trabajos al exterior: evaluación de condiciones.

• Ciencia: aerodinámica, ciencia medioambiental, meteorología

Construcción de un Anemómetro

Materiales necesarios:• 4 vasos pequeños de papel.• 4 pajitas plásticas para beber. • Cinta adhesiva.• Tijera.• Alfileres.• 1 lápiz con borrador nuevo.• Engrapadora.

Procedimiento:• Este anemómetro tiene 4 vasos que atrapan el viento y hace que el anemómetro gire. La curva

interna de los vasos recibe la mayor parte de la fuerza del viento. Esto es lo que hace que los vasos se muevan. Entre más vueltas de por minuto, mayor será la velocidad del viento.

• Arregla 4 pajitas de plástico para beber en forma de cruz y pégalas con cinta adhesiva en el centro. • Engrapa la parte superior de un vaso, como los vasos pequeños de papel diseñados para

dispensadores, a uno de los extremos de cada pajilla, de modo que los extremos abiertos de los vasos queden viendo en la misma dirección.

• Inserta un alfiler a través del centro de las pajitas y prénselo en el borrador al extremo del lápiz. Esto funciona como eje.

• Marca uno de los vasos; éste será el que use para contar las vueltas del anemómetro. NOTA: Si da 10 vueltas por minuto significa que la velocidad del viento es de casi 2km/h. si da 20 vueltas en 1 minuto, el anemómetro comercial indica 4km/h.

 

INTEGRANTES

YO LILI BOBA…