Un anemómetro es un aparato destinado a medir la velocidad relativa del viento que incide sobre él. Estos miden la velocidad instantánea del viento, pero las ráfagas (fluctuaciones habituales del viento) se producen con tal frecuencia que restan interés a dicha medición, por lo que se toma siempre un valor medio en intervalos de 10 minutos.
Si el anemómetro está fijo colocado en tierra, entonces medirá la velocidad del viento reinante, pero si está colocado en un objeto en movimiento, puede servir para apreciar la velocidad de movimiento relativo del objeto con respecto el viento en calma.
Normalmente, el anemómetro está provisto de una veleta para detectar la dirección del viento. En lugar de cazoletas el anemómetro puede estar equipado con hélices, aunque no es lo habitual. Otros tipos de anemómetros incluyen ultrasonidos o anemómetros provistos de láser que detectan el desfase del sonido o la luz coherente reflejada por las moléculas de aire.
Como funciona
Para medir la velocidad relativa del viento es necesario utilizar algún proceso físico cuya magnitud varíe según una regla fija con respecto a la variación de esa velocidad. En la práctica entre otros se usan:
1.- La variación de velocidad de rotación de una hélice sometida al viento.
2.- La fuerza que se obtiene al enfrentar una superficie al viento.
3.- La diferencia de temperatura entre dos filamentos calentados por igual, uno sometido al viento y otro en calma.
4.- Aprovechando la presión aerodinámica producida en una superficie enfrentada al viento.
5.- Otros métodos ultrasónicos o de láser.
Tipos de Anemómetros
- Anemómetros de hélice
Estos son los más 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 más 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. Debido a que la resistencia aerodinámica de la cazoleta es diferente entre la parte cóncava y convexa, esta recibirá un empuje mayor en una dirección y la hélice rotará a mayor o menor velocidad, en proporción a la velocidad del viento.
También se usan las hélices de tipo helicoidal, como la típica hélice del ventilador común que todos conocemos, e híbridos entre las de cazoletas y la helicoidal. La velocidad de rotación del eje de la hélice es proporcional a la velocidad del viento, por lo que si medimos esta velocidad de rotación, podremos hacer una tabla de calibración directamente en unidades de velocidad del viento en metros por segundo (m/seg) o kilómetros por hora (Km/h).
Su funcionamiento:
Un anemómetro de cazoletas muy elemental, la velocidad de rotación de la hélice, hace que la creciente fuerza centrífuga, empuje el extremo superior de las palancas hacia afuera, moviendo hacia abajo el anillo marcador de la parte inferior del mecanismo, cuando la velocidad de la hélice crece, y a través de un resorte recuperador se produzca el efecto contrario cuando disminuye. Una escala apropiada marcada en el soporte central calibrada a velocidad de viento, servirá para indicarla en todo momento.
- Anemómetro de empuje
En estos anemómetros se utiliza la fuerza resultante en una superficie cuando es alcanzada de frente por el viento. Estos anemómetros no son muy precisos y se utilizan para obtener una información estimada de la velocidad del viento, su indicación generalmente es en números relativos a una escala arbitraria establecida de antemano.
Su funcionamiento:
Una superficie colocada en la punta de un péndulo se coloca de frente al viento, el empuje producido por este, levantará el péndulo más o menos de acuerdo a la velocidad. Una escala apropiada, grabada en una superficie paralela al movimiento del péndulo servirá como indicador usando el propio péndulo como aguja indicadora.
- 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 más 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.
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 a través de un juego de palancas y engranajes hasta una aguja indicadora.
APLICACIONES
Los anemómetros son utilizados en innumerables aplicaciones, desde aeronáutica hasta surfistas de todo el mundo para conocer las condiciones meteorológicas. En entornos industriales, los sensores para determinar la velocidad del aire también son muy comunes.
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.