Anemometro: cos'è e come funziona?
L'anemometro è un strumento che misura il vento (velocità, direzione e pressione). Volendo essere più precisi un anemometro è in grado di calcolare la velocità dei gas in un flusso controllato (per esempio il flusso d'aria in un condotto) o non controllato (come, appunto, il vento atmosferico).
Il
termine anemometro è greco, da
anemos (vento) e
metron (misura). Se ne attribuisce la paternità all'
architetto italiano Leon Battista Alberti (nel 1450).
Che cos'è un anemometro?
Un anemometro è un dispositivo
rilevatore vento che identifica velocità, direzione e pressione. Infatti sono strumenti importanti per i
meteorologi nelle loro stazioni.
Al fine di valutare la velocità l'anemometro analizza i
cambiamenti delle proprietà del fluido o l'effetto dello stesso su un dispositivo meccanico messo a contatto.
Come funziona un anemometro?
L'anemometro più comune ha diverse coppette (tre o quattro) attaccate a delle braccia orizzontali. Quando soffia il vento le coppe ruotano e girano un'asta a cui sono collegate. Più soffia il vento, maggiormente gira la canna. In questo modo l'anemometro conta il numero di rotazioni e calcola di conseguenza la velocità media del vento in un dato periodo.
Altre tipologie di anemometri calcolano la velocità del vento in modi anche molto diversi (leggi dopo).
Potresti aver sentito il termine anemometro durante la descrizione di un evento meteorologico particolarmente avverso.
Ti sei chiesto
che cos'è un anemometro e come funziona? Continua a leggere per saperne di più.
Per cosa si utilizza un anemometro?
Un anemometro vento è un
sensore per misurare su un certo piano la velocità in una certa direzione.
Sono anche importanti per il
lavoro dei fisici, che tra le loro competenze studiano anche il modo in cui si muove l'aria.
Chi usa gli anemometri? Piloti, ingegneri e climatologi
La velocità del vento permette di prevedere dei cambiamenti nei modelli meteorologici, come ad esempio una tempesta che si sta avvicinando.
Un anemometro è uno strumento fondamentale per qualunque lavoro
sia
influenzato dal tempo meteorologico.
Chi pilota i droni, gli aerei o gli elicotteri deve costantemente misurare la velocità del vento per prevenire incidenti. Anche sulle navi gli anemometri sono importanti (la velocità del vento determina la dimensione delle onde).
Infine gli anemometri sono usati in ogni
stazione meteorologica, a qualsiasi latitudine si trovi.
Anemometri nello spazio
Gli
ingegneri e i fisici aerospaziali utilizzano speciali
anemometri laser, per esempio negli esperimenti di velocità. Infatti gli anemometri laser sono in grado di misurare la velocità del vento attorno a veicoli spaziali. L'obiettivo è quello di rendere tali mezzi più aerodinamici nello svolgimento delle loro missioni.
La
NASA sta progettando una missione sul pianeta Venere con un anemometro per valutare la velocità del vento e valutare le caratteristiche dell'atmosfera di quella zona.
Differenza tra anemometro e segnavento
Anche le
banderuole mostrano la direzione del vento, ma sono strumenti per lo più decorativi. La differenza sta nel fatto che una banderuola, a differenza di un anemometro, non è in grado di fornire delle informazioni così precise sulla velocità del vento.
Breve storia dell'anemometro
Lo strumento anemometro
è cambiato veramente poco dal suo primo sviluppo nel corso del XV secolo:
- Nel 1450 l'inventore italiano Leon Battista Alberti lo ha progettato;
- Nel 1846, John Thomas Romney Robinson ne migliorò il design;
- Nel 1926 il meteorologo canadese John Patterson progettò un anemometro a tre tazze;
- Nel 1991 Derek Weston inserisce la possibilità di misurare la direzione del vento;
- Nel 1994 Andreas Pflitsch ha ideato l'anemometro sonico.
Tipi di misuratori di vento
Sul mercato esiste un'
ampia scelta di tipi di anemometro per misurare direttamente la velocità del vento e dell'aria.
Possiamo iniziare facendo subito una macro distinzione tra due gruppi:
- Gli anemometri a ventolina, termici e a coppette calcolano la velocità media;
- Gli anemometri a filo caldo valutano le caratteristiche delle turbolenze come misurazioni trasversali.
Anemometro a coppette per le stazioni meteorologiche
L'anemometro a coppette è il modello più sempliche che si possa vedere.
Fatto da tre o quattro coppette, ognuna di esse montata è posizionata sull'estremo di braccia orizzontali. Questi sono montati su un albero verticale. Il flusso d'aria passa sulle coppette e gira le coppette a seconda della velocità del vento. Contando i giri in un determinato tempo si stima la velocità media del vento.
Gli anemometri a tre coppette sono usati come standard nelle applicazioni industriali e per gli studi di valutazione delle risorse eolica, oppure anche come sensori collegati alle
centraline per finestre.
Il misuratore di vento a coppette è molto utilizzato nelle stazioni meteorologiche e misura la velocità su un piano perpendicolare.
Anemometro a filo caldo o a ventolina?
Chiamati a volte misuratori della velocità del vento o dell'aria, gli anemometri sono normalmente
classificati come a filo caldo o a ventolina.
- L'anemometro a filo caldo è la scelta migliore per la misurazione precisa di flussi d'aria a velocità molto basse (ad es. al di sotto di 2000 piedi/min). Alcuni modelli sono progettati per misurare velocità di 15.000 piedi/min, mantenendo comunque una capacità di misurazione molto precisa a velocità decisamente più basse. Per rilevare la velocità dell'aria, l'anemometro a ventolina si affida a una girante;
- Gli anemometri a ventolina solo la scelta migliore per la misurazione della velocità del vento. Molti hanno unità di misura selezionabili dall'utente: piedi/min, m/s, MPH, km/h e nodi, per consentire un'ampia gamma di applicazioni. Un termoanemometro è un sensore di vento a filo caldo o a ventolina capace di misurare anche la temperatura dell'aria;
- Gli anemometri con igrotermometro hanno le caratteristiche di un termoanemometro e un sensore di umidità che fornisce al cliente informazioni ambientali complete.
Anemometro a ventolina
La tipologia di
anemometro meccanico rotante è classificato come modello a ventolina. Con questo tipo di sensore l'asse di rotazione deve essere orizzontale come il flusso del vento. Negli spazi aperti il vento cambia direzione e l'asse deve tenerne conto.
L'anemometro a ventolina è disponibile anche con diverse funzionionalità aggiuntive.
Anemometro termico
Gli
anemometri termici utilizzano un filo sottilissimo o un elemento riscaldato. Il flusso dell'aria ha un effetto refrigerante. Dato che la resistenza elettrica della maggior parte dei metalli dipende dalla temperatura del metallo, si può ottenere una relazione tra la resistenza del filo e la velocità del flusso.
L'anemometro a filo caldo è delicato e ha una risposta in frequenza alta e buona risoluzione spaziale rispetto ad altri metodi di misurazione.
Anemometri termici con analisi di velocità e temperatura
Gli
anemometri termici hanno il sensore più piccolo. I sensori termici sono in grado di misurare sia velocità che temperatura. I sistemi di registrazione di dati permettono all'utilizzatore di analizzare (anche graficamente) le caratteristiche del flusso e i dati.
Sono spesso usati nelle gallerie vento per valutare le schede circuitali e i dissipatori calore.
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