Tubo de pitopEl tubo de Pitot se utiliza para calcular la presin total, tambin denominada presin de estancamiento, presin remanente o presin de remanso (suma de la presin esttica y de la presin dinmica).

Lo invent el ingeniero francs Henri Pitot en 1732.1 Lo modific Henry Darcy, en 1858.2 Se utiliza mucho para medir la velocidad del viento en aparatos areos y para cuantificar las velocidades de aire y gases en aplicaciones industriales.

Mide la velocidad en un punto dado de la corriente de flujo, no la media de la velocidad del viento.3

ndice [ocultar] 1 Teora de funcionamiento2 Referencias3 Vase tambin4 Enlaces externosTeora de funcionamiento[editar]En el sitio del esquema adjunto, embocadura del tubo, se forma un punto de estancamiento. Ah la velocidad (v1) es nula, y la presin, segn la ecuacin de Bernoulli, aumenta hasta:

{P_1 \over \rho g} = {P_t \over \rho g} = {P_0 \over \rho g} + {v_0^2 \over (2g_c) }

Por lo tanto:

P_t = P_0 + \rho . {v_0^2 \over (2g_c) }

siendo:

P0 y v0 = presin y velocidad de la corriente en el punto 0.Pt = presin total o de estancamiento.Aplicando la misma ecuacin entre las secciones y , considerando que v1 = v2 = 0, se tiene:

Anemmetro tipo Pitot con veleta. y_1+{P_1 \over \rho g} = y_2+{P_2 \over \rho g}

Y de aqu, despejando la diferencia de alturas:

y_2-y_1 = {P_1 \over \rho g} - {P_2 \over \rho g}

Por lo que, la diferencia de presiones quedara:

{P_1} - {P_2} = {\rho g (y_2-y_1)}

Si del dibujo del tubo de Pitot tenemos claro que:

y2 - y1 = L (lectura en el tubo piezomtrico)Se puede simplificar todo el desarrollo matemtico en:

\ P_t = \rho . g . L

sta es la denominada expresin de Pitot.

Referencias[editar]Volver arriba Pitot, Henri (1732). :/12148/bpt6k35294.image.f543.langFR Description d'une machine pour mesurer la vitesse des eaux courants et le sillage de vaisseaux (PDF). Histoire de la Acadmie Royale des Sciences avec les mmoires de mathmatique et de physique tir de registre de cette Acadmie: 363376. Consultado el 19 de junio de 2009.Volver arriba Darcy, Henry (1858). .bnf.fr/ark:/12148/bpt6k408489d.image.f354 Note relative quelques modifications introduire dans le tube de Pitot (PDF). Annales des Ponts et Chausses: 351359. Consultado el 31 de julio de 2009.Volver arriba Geankoplis, C.J. (2003). Transport processes and separation process principles (includes unit operations) (4a. edicin). New Jersey: Prentice Hall.Mecnica de Fluidos y Mquinas Hidrulicas. Claudio Mataix Plana, 2009.Vase tambin[editar]Tubo de PrandtlEfecto VenturiEnlaces externos[editar] Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Tubo de Pitot.Qu es el tubo de Monsieur Pitot? Ensayo a nivel divulgacin acerca del tubo de Pitot.

Tubo de Pitot. Inventado por el ingeniero francs, Henri Pitot en 1732, sirve para calcular la presin total, tambin llamada presin de estancamiento, presin remanente o presin de remanso (suma de la presin esttica y de la presin dinmica).

Contenido [ocultar] 1 Orgenes2 Caracterticas3 Expresin de Pilot4 Aplicacin en Manmetros de tubo de Pitot5 FuentesOrgenesEl tubo de Pitot, inventado por el ingeniero y fsico francs Henri Pitot en el ao 1732.

Henri Pitot fue el primero en medir la rapidez del agua en el ro Sena utilizando el tubo pitot, aparato de su invencin que ms adelante se adapt a los aviones para medir su rapidez en al aire.

CaracterticasEl tubo pitot es un medidor de flujo. Son instrumentos sencillos, econmicos y disponibles en un amplio margen de tamaos.

Es uno de los medidores ms exactos para medir la velocidad de un fluido dentro de una tubera.

Su instalacin simplemente consiste en un simple proceso de ponerlo en un pequeo agujero taladrado en la tubera.

El tubo Pitot tiene seccin circular y generalmente doblado en L. Consiste en un tubo de pequeo dimetro con una abertura delantera, que se dispone contra una corriente o flujo de forma que su eje central se encuentre en paralelo con respecto a la direccin de la corriente para que la corriente choque de forma frontal en el orificio del tubo.

Expresin de Pilot

Tubo de PilotEn el punto (1) del esquema, embocadura del tubo, se forma un punto de estancamiento, la velocidad all (v1) es nula, y la presin segn la ecuacin de Bernoulli aumenta hasta: P1/p = Pt/p = Po/p + Vo2/2 por lo tanto: Pt = Po + p. 1/2Vo2 Siendo: v0 y p0 = presin y velocidad de la corriente imperturbada. pt = presin total o de estancamiento. Aplicando la misma ecuacin entre las secciones (1) y (2), considerando que

v1 = v2 = 0, se tiene:

y1 + P1/pg = y2 + P2/pg

Siendo: y2 - y1 = L (lectura en el tubo piezomtrico)

luego queda la llamada expresin de Pitot. Pt = p.g.L

Aplicacin en Manmetros de tubo de PitotLos manmetros de tubo de Pitot es un instrumento elemental para la medicin de velocidades de flujo de gases o de aire en canales. Los manmetros de tubo de Pitot son una derivacin de los clsicos tubos Prandtl, una combinacin de tubo de Pitot para medir la presin total y una sonda de medicin de la presin esttica. Estrechamente relacionados con los manmetros surgen los anemmetro para medir velocidades de flujo. La ventaja de los manmetros de tubo de Pitot frente a otros mtodos de medicin consiste en el hecho de que un orificio relativamente pequeo sobre la pared del canal en las zonas ms importantes del recorrido es suficiente para realizar en cualquier momento una medicin rpida de la velocidad de flujo. Adems, podr utilizarlos a altas temperaturas y a velocidades de flujo muy elevadas (hasta 120 m/s dependiendo del modelo).

Un tubo de Pitot o tubo de remanso opera segn las bases de la dinmica de fluidos y es un ejemplo clsico para la aplicacin prctica de las ecuaciones de Bernoulli. Un tubo de remanso es un tubo abierto en la parte delantera que se dispone contra una corriente de forma que su eje central se encuentre en paralelo con respecto a la direccin de la corriente para que la corriente choque de forma frontal en el orificio del tubo. La parte trasera se fija a un manmetro. Estos aparatos pueden ser recalibrados para garantizar una precisin continua, adems pueden ir acompaados de certificados de calibracin ISO Los datos recogidos por estos manmetros pueden ser transmitidos al PC, mediante un cable de RS-232, de manera rpida y sencilla. Estos manmetros llevan certificado de calibracin de fbrica, pero tambin se puede solicitar la cali-bracin DIN ISO (calibrac

in de lSalto a una dramtica notoriedad

En la madrugada del 1 de Junio de 2009, el vuelo Air France 447 Ro de Janeiro-Pars, realizado con un avin Airbus 330 que llevaba 228 personas a bordo, se encontraba atravesando una violenta tormenta tropical cuando se precipit al Ocano Atlntico a unas 650 Kms al norte de las Islas de Fernando de Noronha, ubicadas a unos 400 Kms al este de la proyeccin ms oriental del norte de Brasil. La localizacin y recuperacin de la llamada caja negra del avin (que se hundi a la profundidad de 4000 m del mar en esa regin) result una tarea dificultosa. Luego de algunos intentos fallidos, el 1 de Mayo de 2011 se logr llevar a la superficie el dispositivo donde se registraron los datos del vuelo, y dos das ms tarde el que contena la grabacin de voces en la cabina de mando. Toda la informacin grabada pudo recuperarse el 16 de Mayo. El 5 de Julio de 2012, la agencia BEA del gobierno francs dio a conocer el informe final sobre las posibles causas del accidente. Dicha investigacin concluye que el mismo fue el resultado de una cadena de eventos iniciada por la falla de los tubos de Pitot, seguida por una desafortunada secuencia de errores humanos, incluyendo: 1)Inconsistencia temporal en la medida de la velocidad del avin respecto al aire por parte de los tres tubos de Pitot de la aeronave, probablemente debido a la obstruccin de los tubos por la formacin de hielo. Esta inconsistencia caus la desconexin del control (piloto) automtico del avin que, de esta manera, entr en modo de comando manual. 2)Comandos inapropiados por parte de los pilotos que desestabilizaron el avin, llevndolo a una situacin de prdida de sustentacin (stall) inadvertida. Este desconocimiento de la situacin de emergencia evit que se aplicaran los controles de vuelo necesarios para una posible recuperacin del stall. La nave permaneci en esta situacin de prdida durante los 3min 30seg que dur su descenso desde una altura de 11.590 m hasta golpear la superficie del mar a una velocidad vertical de 150 kph.El funcionamiento defectuoso de los tubos de Pitot ha sido tambin la causa atribuida a otros accidentes areos y es particularmente clara su responsabilidad en el caso del vuelo Austral 2553 realizado por un avin Douglas DC-9 que se precipit a tierra en Fray Bentos, Uruguay, el 10 de octubre de 1997. Como resultado de este accidente fallecieron las 74 personas a bordo del avin. La aeronave, que iba de Posadas a Buenos Aires, debi desviar su recorrido a travs de Fray Bentos (Uruguay) para evitar una tormenta. De acuerdo a la des-grabacin de la caja negra, el indicador de la velocidad del avin respecto del aire comenz a bajar a un valor que resultaba peligroso a esa altura, por lo que los pilotos aumentaron la potencia de las turbinas. Dado que la lectura de velocidad segua bajando, el piloto decidi (tal como lo haban entrenado) posicionar los slats (superficies flexibles del borde delantero del ala) para no perder sustentacin. Sin embargo, al hacerlo uno de ellos se desprendi casi instantneamente, causando una asimetra en las alas y as provocando que el avin hiciera un trompo y cayera en picada en cuestin de segundos. De acuerdo a la investigacin realizada, el tubo de Pitot se habra congelado al atravesar una nube (a las alturas de vuelo, la temperatura de la atmsfera puede decender hasta unos 50C bajo cero) y no funcionaron ni los mecanismos de descongelamiento ni la alarma que previene de la situacin. El desprendimiento del slat, cuyo posicionamiento era indicado por una medida subvaluada de la velocidad del aire indicada por el Pitot, se debi a que, en realidad, los pilotos engaados por la indicacin falsa de los instrumentos haban incrementado la potencia hasta llegar a los 1100 Kms por hora (Kph), muy por arriba de la velocidad de crucero de este tipo de avin. En plena cada, la caja negra registr un aumento de velocidad de 300 a 800 Kph en tres segundos, lo cual slo puede indicar un repentino descongelamiento del tubo de Pitot. Se estima que el avin cay 'en picada' a una velocidad de 1200 Kph, dejando un crter de unos 70 m de largo y 10 m de profundidad.Porqu la medida de la velocidad del aire es tan importante en aeronavegacin? Los aviones modernos vuelan en condiciones operativas estrictas, y es peligroso volar a velocidades demasiado bajas (respecto del aire), porque la aeronave puede entrar en prdida de sustentacin (stall) y tambin a velocidades excesivas por razones estructurales. As es que los controles manuales y automticos del avin deben monitorear constantemente la velocidad de la aeronave respecto del aire circundante. Curiosamente, estas medidas se realizan con un instrumento inventado a inicios del siglo XVIII por el fsico e ingeniero hidrulico francs Henri Pitot para medir la velocidad de la corriente en ros y canales y de embarcaciones. En su aplicacin a la aeronavegacin, su funcionamiento se basa en la medida de la velocidad del aire mediante un principio fsico sorprendentemente simple, similar a monitorear la velocidad de un automvil sacando la mano por la ventanilla del vehculo y experimentar la tensin muscular necesaria para mantenerla en la corriente de aire.Fundamentos hidrulicos del tubo de Pitot

Lquido en reposoSi en un conducto conteniendo agua a presin en reposo practicamos un par de agujeros A y B, con la abertura B conectada a un tubo curvado a 90 como indica la Figura 1a, notaremos la formacin de sendas surgentes que alcanzan la misma altura (no importa la forma de las aberturas: Principio de Pascal), tanto ms grande cuanto mayor es la presin del agua. Si insertamos sendos tubos verticales en las aberturas A y B como muestra la Figura 1b, el agua se acumula en dichos tubos hasta la altura que alcanzaban las surgentes, de tal manera que el peso de la columna por unidad de rea de su base equilibra la presin del agua que puja por salir, y as acta como un tapn que interrumpe dichas surgentes. De esta manera, la altura alcanzada por el agua sobre los tubos verticales provee una medida de la presin esttica del lquido respecto de la atmosfrica (presin manomtrica).

Figura 1. Lquido en reposo.Figura 1. Lquido en reposoLiquido en movimientoSi ahora el agua en el conducto se mueve de izquierda a derecha con una velocidad V como muestran las Figuras 2, el resultado de nuestro experimento es diferente: la altura de la surgente A ( h_A ), que contina indicando la presin esttica, es superada por la altura de la surgente B ( h_B ). donde el impulso del agua en movimiento entrando en el tubo curvado contra la corriente agrega una contribucin dinmica a la presin de salida del agua.

Figura 2. Lquido en movimiento.Figura 2. Lquido en movimiento

No es difcil probar que la altura adicional (h_A-h_B ) del agua en el tubo B por encima del A es la misma que la alcanzada por un cuerpo lanzado hacia arriba con la velocidad V del lquido, esto es:h_A-h_B=\frac{V^2}{2\,g} ,Ecuacin (1)donde g es la aceleracin de la gravedad terrestre (g=9.8 m/seg^2). As, disponemos de un mtodo muy simple para medir la velocidad de un lquido en un conducto a partir de la medida de la diferencia de alturas que alcanza el lquido en un par de tubos insertados en dicho conducto! Le voil!, sto es justamente lo que se le ocurri a Monsieur Pitot en 1732.

Datos biogrficos: Henri Pitot (1695-1771)Henry PitotFue un fsico e ingeniero hidrulico francs. Fue militar y estudi matemticas en forma autodidacta. En 1723 fue nombrado asistente del famoso fsico Raumur, y en 1724 ingres a la Academia Real de Ciencias francesa. Invent el tubo que lleva su nombre, que permite calcular la velocidad de un caudal, anuncindolo como instrumento de medida de la velocidad de un flujo, algo que demostr al medir la velocidad del Ro Sena que atraviesa la ciudad de Paris. Instalando su instrumento en un velero con el que surc dicho ro, tambin demostr su utilidad para medir la velocidad de un navo.Se le nombr ingeniero jefe de los estados del Languedoc, construyendo el acueducto de Saint-Climent, Francia. Tambin acometi la desecacin de pantanos, la construccin de puentes y saneamientos en las ciudades del Languedoc.Determinacin de la velocidadPara poder determinar la velocidad V de un lquido a partir de otras medidas ms prcticas que la original de Pitot, esto es la altura alcanzada por el mismo lquido en los tubos recto y curvado de la Figura 2b, notemos que las presiones (fuerza por unidad de rea) esttica (P_s) y total (P_t) vienen dadas por el peso de la columna de lquido en la base de los respectivos tubos, dividido por el rea transversal (a) de dichos tubos. Esto es:

P_{s}=\frac{\rho g h_A a}{a}=\rho g h_A \;\;\; \mathrm{y} \;\;\; P_{t}=\rho g h_B ,

donde \rho es la densidad del lquido (masa por unidad de volumen) y g la aceleracin de la gravedad. As, multiplicando ambos miembros de la Ecuacin (1) por \rho\,g, resulta:P_{t}-P_{s}=\frac{1}{2}\rho V^2 ,

de donde se puede despejar V :

V=\sqrt{2\frac{P_t-P_s}{\rho}} . Ecuacin (2)

De este modo, midiendo la diferencia de presin P_d = P_t - P_s por cualquier medio y conociendo la densidad \rho del lquido, la Ecuacin (2) nos permite determinar la velocidad V del mismo.

El tubo original de Pitot presenta tres inconvenientes para su aplicacin prctica:1) Requiere de dos medidas, una la presin esttica P_s del fluido, la otra la presin total P_t (esttica + dinmica), para de all derivar la presin dinmica P_d por diferencia.2) Emplea como lquido manomtrico el agua, que por su bajo peso especfico requiere longitudes de tubos excesivos para medir las presiones usualmente encontradas en la prctica (Pitot us en sus experimentos tubos de alrededor de 1.80 m de largo!).3) Se aplica solamente a lquidos: en la poca de Pitot an no se contemplaban aplicaciones a la medicin de corrientes de gases en general y de aire, en particular (aerodinmica).Estos inconvenientes fueron superados por el fsico alemn Ludwig Prandtl (18751953), mediante el diseo del tubo que lleva su nombre. El tubo de Prandtl combina en un mismo instrumento ambas medidas de presin. Estas medidas son comparadas en el tubo empleando un lquido manomtrico como el mercurio que posee un peso especfico 13,6 veces mayor que el del agua, lo que reduce sensiblemente las dimensiones del instrumento. Un esquema del tubo se muestra en la Figura 3.aboratorio, incluido certificado de revisin).