Tubo di Pitot

Il tubo di Pitot misura la velocità di un fluido, tipicamente aria o gas, sfruttando la differenza tra due pressioni: la pressione totale del flusso e la pressione statica. Il principio si fonda su una legge fondamentale della fluidodinamica: quando un fluido in movimento viene fermato, la sua energia cinetica si trasforma in un aumento di pressione, e questo aumento è legato in modo noto alla velocità. Il tubo di Pitot misura proprio questa differenza di pressione, detta pressione dinamica, e da essa ricava la velocità del flusso. È un metodo antico, semplice e molto robusto, senza parti in movimento, usato dagli aerei per misurare la velocità e in innumerevoli applicazioni industriali per misurare la velocità dell’aria nei condotti, specie dove il flusso è veloce o sporco. Capire come la differenza tra pressione totale e statica dà la velocità aiuta a impiegare correttamente questo strumento.

Questa pagina spiega il principio delle pressioni totale, statica e dinamica, perché il tubo di Pitot è robusto, e gli usi tipici. È una guida per il tecnico di ventilazione, processo ed emissioni.

Pressione totale, statica e dinamica

Per capire il tubo di Pitot bisogna distinguere tre pressioni. La pressione statica è la pressione che il fluido esercita indipendentemente dal suo movimento, quella che si misurerebbe muovendosi insieme al flusso. La pressione totale, o di ristagno, è la pressione che si misura fermando completamente il fluido, catturando anche la sua energia di movimento. La differenza tra le due è la pressione dinamica, che rappresenta proprio il contributo del movimento del fluido: più il fluido è veloce, maggiore è la pressione dinamica. Il tubo di Pitot ha due prese: una rivolta contro il flusso, che ne ferma una parte e misura la pressione totale, e una laterale o separata che misura la pressione statica. Collegando le due prese a un misuratore di pressione differenziale, si legge direttamente la pressione dinamica, cioè la loro differenza. Da questa, con una formula che tiene conto della densità del fluido, si ricava la velocità: la velocità cresce con la radice quadrata della pressione dinamica. È questa relazione fisica precisa, senza bisogno di parti mobili, a fare del tubo di Pitot uno strumento fondamentale e affidabile della misura di velocità dei fluidi.

Perché è robusto

Il grande pregio del tubo di Pitot è la sua robustezza e semplicità. È essenzialmente un tubo con delle prese di pressione, senza parti in movimento che possano usurarsi o incepparsi. Questo lo rende molto resistente e adatto ad ambienti difficili, a flussi veloci e a fluidi caldi o sporchi, dove strumenti più delicati come il filo caldo o la ventolina soffrirebbero. È particolarmente indicato per misurare velocità elevate, dove la pressione dinamica è abbastanza grande da essere misurata con precisione. La sua semplicità lo rende affidabile e stabile nel tempo, senza deriva. Il suo limite è alle basse velocità: quando il flusso è lento, la pressione dinamica è piccolissima e difficile da misurare con precisione, quindi ai flussi lenti si preferisce il filo caldo. Il tubo va inoltre allineato correttamente contro il flusso, perché un disallineamento falsa la misura, e serve un buon misuratore di pressione differenziale. Va conosciuta la densità del fluido, che dipende da temperatura e pressione, per convertire correttamente la pressione dinamica in velocità. Curati questi aspetti, il tubo di Pitot offre una misura di velocità robusta, stabile e affidabile, particolarmente adatta ai flussi veloci e agli ambienti difficili.

Aspetto	Caratteristica
Nessuna parte mobile	Robusto e stabile
Flussi veloci	Misura precisa
Basse velocità	Poco adatto

Dove si usa

Il tubo di Pitot si usa dove serve misurare la velocità di un fluido in modo robusto, specie a velocità medie e alte. Nella ventilazione industriale misura la velocità dell’aria nei condotti per calcolarne la portata, anche quando il flusso è veloce o l’aria non è pulita. Nella misura delle emissioni ai camini è uno strumento standard per determinare la velocità e la portata dei fumi, spesso caldi e sporchi, dove la sua robustezza è essenziale. In aeronautica è lo strumento con cui gli aerei misurano la propria velocità rispetto all’aria. In molte applicazioni di processo misura la velocità di gas e vapori. La sua assenza di parti mobili lo rende adatto a misure permanenti e a fluidi aggressivi. Per una misura corretta della portata nei condotti, la velocità va rilevata in più punti della sezione secondo uno schema definito, e mediata, in un tratto a flusso regolare. Rispetto agli anemometri, il tubo di Pitot è più robusto e adatto ai flussi veloci e difficili, ma meno preciso alle basse velocità. È uno strumento fondamentale e insostituibile della misura di velocità dei fluidi in condizioni gravose.

• Misura la differenza tra pressione totale e statica.
• La pressione dinamica dà la velocità del flusso.
• Non ha parti in movimento, è robusto.
• Ideale per flussi veloci, caldi o sporchi.
• Poco adatto alle basse velocità.

Affidabilità della misura

Per misure affidabili contano il corretto allineamento del tubo contro il flusso, un buon misuratore di pressione differenziale, e la conoscenza della densità del fluido. Il tubo va orientato con la presa frontale esattamente controcorrente, perché un disallineamento riduce la pressione totale letta e falsa la velocità. Le prese vanno tenute pulite e libere, perché ostruzioni alterano le pressioni. La densità del fluido va calcolata dalle condizioni di temperatura e pressione, per convertire correttamente la pressione dinamica in velocità. Lo strumento è più preciso a velocità medio-alte, dove la pressione dinamica è significativa. Per la portata la velocità va misurata in più punti della sezione e mediata. Documentare condizioni, densità e valori rende le misure tracciabili. Grazie alla relazione tra pressione dinamica e velocità e all’assenza di parti mobili, il tubo di Pitot offre una misura di velocità robusta e affidabile, ed è uno strumento di riferimento per i flussi veloci e gli ambienti difficili.

Dalla tecnologia allo strumento: cosa serve in pratica

Questo tema appartiene all’area Tecnologie per gas e fluidi del ramo Tecnologie e principi di misura, ed è collegato all’anemometria a ventolina. Per la strumentazione il riferimento è il Catalogo prodotti.

Nel catalogo gli strumenti per la portata d’aria fanno capo agli strumenti per portate d’aria e bilanciamento impianti, nella famiglia aria, clima, gas ed emissioni. Se devi misurare la velocità di un flusso veloce, il modulo di richiesta consente di ricevere un’indicazione mirata.