Anemómetros (hilo caliente, hélice, Pitot)

Los anemómetros son instrumentos dedicados a la medición de la velocidad del aire y de los gases, fundamentales para aplicaciones de climatización, ventilación, seguridad, control de proceso, calidad del aire y meteorología. Existen varias tecnologías principales, cada una optimizada para rangos y condiciones de trabajo específicos: anemómetros de hilo caliente, anemómetros de hélice, anemómetros de tubo de Pitot, anemómetros de ultrasonidos y de efecto vortex. La elección depende del rango de velocidad, de la precisión requerida, de la geometría del conducto, de la temperatura del gas y de la presencia de partículas.

Anemómetros de hilo caliente

Los anemómetros de hilo caliente utilizan un hilo metálico fino (por lo general de platino o tungsteno) calentado a temperatura controlada; el flujo de aire enfría el hilo por convección, reduciendo su resistencia eléctrica. La electrónica mantiene constante la temperatura del hilo (o constante la corriente) y mide la potencia necesaria, de la que deduce la velocidad del flujo según la ley de King o ecuaciones específicas. Son especialmente precisos a bajas velocidades (0,01-2 m/s), ideales para mediciones de clima ambiental y de caudal en rejillas de ventilación. La respuesta dinámica es excelente (centésimas de segundo), pero el hilo es frágil y se deteriora en presencia de partículas.

Anemómetros de hélice

Los anemómetros de hélice emplean una hélice ligera (normalmente Ø 60-100 mm) montada sobre un rodamiento de baja fricción; el flujo de aire hace girar la hélice a una velocidad proporcional a la del flujo. Un sensor óptico o magnético cuenta las vueltas por segundo y la electrónica calcula la velocidad lineal. Son robustos y adecuados para velocidades medias y altas (1-30 m/s de serie, hasta 80 m/s con hélices especiales). Se utilizan para mediciones en rejillas de ventilación, en conductos de aire, en cabinas de pintura y para el mantenimiento de instalaciones de climatización. Se emplean hélices de distintos tamaños en función de la velocidad típica de la aplicación.

Sondas de Pitot

Las sondas de Pitot miden la diferencia entre la presión total (de estancamiento) del flujo y la presión estática; de la fórmula de Bernoulli se obtiene la velocidad: v = √(2·ΔP/ρ), donde ρ es la densidad del aire. La sonda de Pitot típica es un tubo metálico (acero inoxidable) con dos tomas: una axial para la presión total y otra lateral para la presión estática. Se conecta a un manómetro diferencial de baja presión (rango típico 0-1000 Pa o 0-2500 Pa). Las sondas de Pitot se utilizan para mediciones de velocidad en conductos de aire de gran sección, en ensayos de ventiladores y compresores y en el ámbito aeronáutico.

Aplicaciones de climatización

Las aplicaciones de climatización son diversas: equilibrado de instalaciones de aire (comprobación del caudal de impulsión y de retorno en todas las rejillas de un edificio); recepción de unidades de tratamiento de aire; verificación de campanas extractoras en cocinas profesionales (con una velocidad mínima de captación prescrita por seguridad alimentaria y ambiental); control de cabinas de pintura (velocidad vertical de aspiración para evitar la dispersión de disolventes); puesta en marcha de salas blancas (velocidad del aire bajo los filtros HEPA, conformidad con la norma ISO 14644); inspecciones de eficiencia energética de instalaciones de aire; mantenimiento de sistemas de ventilación industriales.

Características y funciones

Los anemómetros modernos integran: medición simultánea de velocidad, caudal (introduciendo las dimensiones del conducto), temperatura, humedad y presión; funciones de promedio temporal y estadística; umbrales de alarma; memoria de cientos de mediciones; salida de datos USB/Bluetooth; software para PC para el archivo y la generación de informes de equilibrado; sondas intercambiables (hilo caliente, hélice, sondas miniaturizadas para espacios reducidos, Pitot); cálculo del caudal medio sobre rejillas para mediciones en bocas anchas.

Normas de referencia

Las normas principales son: ISO 5167 (medición de caudal con tubo de Pitot y otros elementos de presión diferencial); ISO 7726 (ergonomía y ambiente térmico interior); EN 12599 (ensayo y puesta en marcha de instalaciones de ventilación de edificios); ASHRAE 111 (EE. UU., puesta en marcha de climatización). La calibración de los anemómetros se realiza en túneles de viento de referencia con trazabilidad ISO 17025. El intervalo de calibración habitual es anual.