La altitud se puede determinar en función de la medición de la presión atmosférica . Cuanto mayor sea la altitud, menor será la presión. Cuando un barómetro se suministra con una calibración no lineal para indicar la altitud, el instrumento es un tipo de altímetro llamado altímetro de presión o altímetro barométrico . Un altímetro de presión es el altímetro que se encuentra en la mayoría de las aeronaves , y los paracaidistas utilizan versiones montadas en la muñeca para fines similares. Los excursionistas y escaladores de montañas utilizan altímetros montados en la muñeca o portátiles, además de otras herramientas de navegación como un mapa, una brújula magnética o un receptor GPS.
La calibración de un altímetro sigue la ecuación
donde c es una constante, T es la temperatura absoluta, P es la presión a la altitud z y P o es la presión al nivel del mar. La constante c depende de la aceleración de la gravedad y de la masa molar del aire. Sin embargo, hay que tener en cuenta que este tipo de altímetro se basa en la "altitud de densidad" y sus lecturas pueden variar en cientos de pies debido a un cambio repentino en la presión del aire, como por ejemplo un frente frío, sin que haya un cambio real en la altitud. [2]
La unidad de medida más común utilizada para la calibración de altímetros en todo el mundo es el hectopascal (hPa), excepto en América del Norte (excepto Canadá [3] ) y Japón, donde se utilizan pulgadas de mercurio (inHg). [4] Para obtener una lectura de altitud precisa en pies o metros, la presión barométrica local debe calibrarse correctamente utilizando la fórmula barométrica .
Los principios científicos detrás del altímetro de presión fueron escritos por primera vez por el reverendo Alexander Bryce, un ministro y astrónomo escocés en 1772, quien se dio cuenta de que los principios de un barómetro podían ajustarse para medir la altura. [5]
Un altímetro barométrico, utilizado junto con un mapa topográfico, puede ayudar a verificar la ubicación de una persona. Es más confiable y, a menudo, más preciso que un receptor GPS para medir la altitud; la señal GPS puede no estar disponible, por ejemplo, cuando uno se encuentra en lo profundo de un cañón, o puede proporcionar altitudes extremadamente inexactas cuando todos los satélites disponibles están cerca del horizonte. Debido a que la presión barométrica cambia con el clima, los excursionistas deben recalibrar periódicamente sus altímetros cuando alcanzan una altitud conocida, como un cruce de senderos o un pico marcado en un mapa topográfico.
El altímetro es el elemento más importante del equipo de paracaidismo , después del paracaídas. El conocimiento de la altitud es fundamental en todo momento durante el salto y determina la respuesta adecuada para mantener la seguridad.
Dado que la conciencia de la altitud es tan importante en el paracaidismo, existe una amplia variedad de diseños de altímetros hechos específicamente para su uso en el deporte, y un paracaidista que no sea estudiante generalmente usará dos o más altímetros en un solo salto: [6]
La elección exacta de los altímetros depende en gran medida de las preferencias de cada paracaidista, su nivel de experiencia, sus disciplinas principales y el tipo de salto. [7] En un extremo del espectro, un salto de demostración a baja altitud con aterrizaje en el agua y sin caída libre podría prescindir del uso obligatorio de altímetros y no utilizar ninguno. Por el contrario, un saltador que realice saltos en vuelo libre y vuele un paracaídas de alto rendimiento podría utilizar un altímetro analógico mecánico para una fácil referencia en caída libre, un audible en el casco para la advertencia de altitud de separación, programado adicionalmente con tonos de guía de descenso en picado para el vuelo con paracaídas, así como un altímetro digital en un brazalete para ver rápidamente la altitud precisa en la aproximación. Otro paracaidista que realice tipos similares de saltos podría llevar un altímetro digital como su principal dispositivo visual, prefiriendo la lectura directa de la altitud de una pantalla numérica.
En los aviones, un altímetro aneroide o un barómetro aneroide miden la presión atmosférica desde un puerto estático fuera del avión. La presión del aire disminuye con el aumento de la altitud: aproximadamente 100 hectopascales por cada 800 metros o una pulgada de mercurio por cada 1000 pies o 1 hectopascal por cada 30 pies cerca del nivel del mar .
El altímetro aneroide está calibrado para mostrar la presión directamente como una altitud sobre el nivel medio del mar , de acuerdo con un modelo matemático de atmósfera definido por la Atmósfera Estándar Internacional (ISA). Los aviones más antiguos utilizaban un barómetro aneroide simple donde la aguja daba menos de una revolución alrededor de la esfera desde cero hasta la escala completa. Este diseño evolucionó a altímetros de tres agujas con una aguja principal y una o más agujas secundarias que muestran el número de revoluciones, similar a la esfera de un reloj . En otras palabras, cada aguja apunta a un dígito diferente de la medición de altitud actual. Sin embargo, este diseño ha caído en desgracia debido al riesgo de lectura incorrecta en situaciones estresantes. El diseño evolucionó aún más a altímetros de tipo tambor, el paso final en la instrumentación analógica, donde cada revolución de una sola aguja representaba 1.000 pies (300 metros), con incrementos de miles de pies registrados en un tambor numérico tipo odómetro . Para determinar la altitud, un piloto primero tenía que leer el tambor para determinar los miles de pies, luego mirar la aguja para los cientos de pies. Los altímetros analógicos modernos de los aviones de transporte suelen ser de tipo tambor. El último avance en cuanto a claridad es un sistema electrónico de instrumentos de vuelo con pantallas digitales integradas para los altímetros. Esta tecnología se ha ido transmitiendo desde los aviones de pasajeros y los aviones militares hasta convertirse en la actualidad en un estándar en muchos aviones de aviación general .
Los aviones modernos utilizan un "altímetro sensible". En un altímetro sensible, la presión de referencia al nivel del mar se puede ajustar con una perilla de ajuste. La presión de referencia, en pulgadas de mercurio en Canadá y Estados Unidos , y en hectopascales ( anteriormente milibares ) en el resto del mundo, se muestra en la pequeña ventana Kollsman , [9] en la cara del altímetro del avión. Esto es necesario, ya que la presión atmosférica de referencia al nivel del mar en una ubicación determinada varía con el tiempo con la temperatura y el movimiento de los sistemas de presión en la atmósfera.
En la terminología aeronáutica , la presión atmosférica regional o local al nivel medio del mar (MSL) se denomina QNH o " ajuste del altímetro ", y la presión que calibrará el altímetro para mostrar la altura sobre el suelo en un aeródromo determinado se denomina QFE del aeródromo. Sin embargo, un altímetro no se puede ajustar para variaciones en la temperatura del aire. Las diferencias de temperatura con respecto al modelo ISA provocarán, en consecuencia, errores en la altitud indicada.
En el sector aeroespacial, los altímetros mecánicos autónomos basados en fuelles de diafragma fueron reemplazados por sistemas de medición integrados denominados computadores de datos aéreos (ADC). Este módulo mide la altitud, la velocidad de vuelo y la temperatura exterior para proporcionar datos de salida más precisos que permitan el control automático del vuelo y la división del nivel de vuelo . Se pueden utilizar varios altímetros para diseñar un sistema de referencia de presión que proporcione información sobre los ángulos de posición del avión para respaldar aún más los cálculos del sistema de navegación inercial .
Los pilotos pueden realizar comprobaciones del altímetro antes del vuelo ajustando la escala barométrica al valor actual informado del altímetro. Las agujas del altímetro deben indicar la elevación del campo de medición del aeropuerto. [10] La Administración Federal de Aviación exige que si la indicación está desviada en más de 75 pies (23 m) de la elevación del campo de medición, el instrumento debe recalibrarse. [11]
El altímetro es un instrumento opcional en los vehículos todoterreno para ayudar a la navegación. Algunos coches de lujo de alto rendimiento que nunca estuvieron pensados para salir de las carreteras asfaltadas, como el Duesenberg de los años 30, también han sido equipados con altímetros.
{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )9.1.3 Unidades de medida: La unidad de medida de la presión atmosférica es el hectopascal; el símbolo correspondiente es hPa.
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