Qué es y cómo funciona el Tubo de Pitot

El tubo de Pitot es un instrumento de importancia en la ingeniería, ya que permite calcular directamente la presión total o pérdida de carga asociada en un volumen de caudal para estimar la velocidad del fluido.

Gracias a este tipo de medición, el tubo de Pitot o tubo Pitot es considerado como un medidor de caudal volumétrico del tipo deprimógeno, ya que se puede calcular el flujo de fluidos a través de la velocidad y su relación con las propiedades del fluido. El tubo de Pitot debe su nombre a su inventor Henri Pitot, quién lo inventó en el siglo XVII para medir la velocidad del río Sena.

El tubo Pitot es un medidor de caudal bastante económico y fácil de implementar, que trabaja con variables sencillas de manejar, como la presión y las propiedades del fluido a estudiar a una temperatura determinada.

En este artículo describiremos qué es un tubo de Pitot, cuál es su funcionamiento y las principales aplicaciones del tubo de Pitot.

¿Qué es el tubo de Pitot?

El tubo de Pitot es una alternativa a las placas de orificio. La principal diferencia entre ambos medidores de caudal, es que la placa de orificio mide directamente la corriente del flujo, mientras que el tubo Pitot detecta la velocidad del flujo en un solo punto de la corriente.

Conociendo esto y tomando en consideración que el tubo de Pitot puede ser introducido como una sonda en tuberías presurizadas (hot-tapping), sin necesidad de interrumpir la operación, podemos definirlo de la siguiente manera:

El tubo de Pitot es un instrumento de medición utilizado para determinar la velocidad de un fluido, empleando como referencia la presión total del fluido (presión estática y la presión dinámica del fluido que puede ser líquido o gas).

Gracias a la medición de la presión del fluido en un punto determinado de la tubería, el tubo Pitot permite estimar la velocidad del fluido en ese punto, y utilizando la relación entre la velocidad y el área que atraviesa el fluido se puede calcular el caudal volumétrico de este.

Diferentes tipos de tubos de Pitot

Existen varios tipo de tubos de Pitot, entre los cuales podemos destacar:

• Pitot tipo L: Este tubo Pitot, como su nombre lo indica, tiene forma de L y está formado por dos tubos concéntricos conectados a un manómetro diferencial. De esta manera, puede estimar la presión dinámica del fluido.
• Pitot tipo S: A diferencia del anterior, este tubo cuenta con una sola entrada para el fluido y realiza la medición de la presión estática, dinámica y total.

Funcionamiento del tubo de Pitot

El tubo de Pitot tradicional, por lo general tiene forma de L y se presenta en diferentes tamaños según su funcionalidad. Está conformado por dos tubos, uno mide la presión estática y el otro tubo mide la presión dinámica.

La presión estática es la presión de funcionamiento de la tubería. Se mide en ángulo recto con respecto a la dirección del fluido y preferiblemente se toma en un área de baja turbulencia, generalmente, el centro de la tubería.

Mientras que la presión dinámica es la suma de la presión cinética y estática. Esta presión puede detectarse cuando la corriente de flujo impacta en la tubería del Pitot.

En pocas palabras, uno de los tubos del Pitot mide la presión estática (la presión del fluido en estado estático) y el otro tubo mide la presión dinámica (presión del fluido en movimiento) la suma de ambas presiones es la presión total o presión de estancamiento. El tubo de Pitot se introduce hasta el centro de la tubería a través de un agujero especialmente dispuesto para ello, de este modo, el Pitot se mantendrá en contacto directo con el flujo.

La colisión del fluido con el Pitot permite estimar la velocidad del fluido. Asimismo, justo antes de introducirlo a la tubería, el tubo Pitot se conecta a un manómetro. Cuando el tubo de Pitot se encuentra dentro de la tubería en una zona de baja turbulencia (por lo general, el centro o cerca del centro), se calcula la presión utilizando un manómetro y luego con esta medición se utiliza la ecuación de Bernoulli para estimar la velocidad del fluido.

Principales aplicaciones y usos del Tubo de Pitot

Aunque el tubo de Pitot es uno de los sensores de flujo más sencillos, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones de medición de flujo, como la velocidad del aire en los automóviles o coches de carreras y los aviones, ya sean militares o civiles.

También, son ampliamente utilizados en aplicaciones industriales para medir el flujo de fluidos en tuberías, chimeneas, conductos, vertederos y canales abiertos.

Por otro lado, aunque la precisión y el alcance son relativamente bajos, los tubos de Pitot son confiables, económicos, muy fáciles de utilizar y adecuados para una gran variedad de condiciones ambientales, incluyendo temperaturas extremadamente altas y una amplia gama de presiones.