La altitud se puede determinar basándose en la medición de la presión atmosférica . Cuanto mayor es la altitud, menor es 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 los aviones , y los paracaidistas utilizan versiones montadas en la muñeca para fines similares. Los excursionistas y alpinistas utilizan altímetros de muñeca o de mano, 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 Po 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 cientos de pies debido a un cambio repentino en la presión del aire, como por ejemplo un frente frío, sin ningún cambio real en la altitud. [2]
La unidad de medida más común utilizada para la calibración de altímetro en todo el mundo es el hectopascales (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. 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 está en lo profundo de un cañón, o puede proporcionar altitudes tremendamente 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.
Un altímetro es el equipo de paracaidismo más importante , después del propio paracaídas. La conciencia de la altitud es crucial en todo momento durante el salto y determina la respuesta adecuada para mantener la seguridad.
Dado que el conocimiento de la altitud es tan importante en el paracaidismo, existe una amplia variedad de diseños de altímetros hechos específicamente para su uso en este deporte, y un paracaidista que no es estudiante normalmente usará dos o más altímetros en un solo salto: [6]
La elección exacta de los altímetros depende en gran medida de las preferencias individuales del 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 renunciar al uso obligatorio de altímetros y no utilizar ninguno en absoluto. Por el contrario, un saltador que realice saltos en vuelo libre y vuele un parapente de alto rendimiento podría utilizar un altímetro mecánico analógico para una fácil referencia en caída libre, un casco audible para advertencia de altitud de ruptura, además programado con tonos de guía de swoop para volar en parapente, así como un altímetro digital en un brazalete para comprobar rápidamente la altitud precisa durante la aproximación. Otro paracaidista que realice tipos similares de saltos podría usar un altímetro digital como su salto visual principal, prefiriendo la lectura directa de altitud de una pantalla numérica.
En los aviones, un altímetro aneroide o un barómetro aneroide mide 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 800 metros o una pulgada de mercurio por 1000 pies o 1 hectopascales por 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 en el que la aguja hacía menos de una revolución alrededor de la cara desde cero hasta la escala completa. Este diseño evolucionó a altímetros de tres puntas con una aguja primaria 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 malas interpretaciones en situaciones estresantes. El diseño evolucionó hasta llegar a los altímetros de tipo tambor, el último paso en la instrumentación analógica, donde cada revolución de una sola aguja representaba 300 metros (1.000 pies), con incrementos de mil pies registrados en un tambor tipo odómetro numérico. Para determinar la altitud, el piloto primero tenía que leer el tambor para determinar los miles de pies y 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 claridad es un sistema de instrumentos de vuelo electrónicos con pantallas de altímetro digitales integradas. Esta tecnología ha ido pasando de los aviones comerciales y militares hasta que ahora es 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 otros lugares, se muestra en la pequeña ventana de Kollsman , [9] en la parte frontal del altímetro del avión. Esto es necesario, ya que la presión atmosférica de referencia al nivel del mar en un lugar determinado varía con el tiempo con la temperatura y el movimiento de los sistemas de presión en la atmósfera.
En terminología aeronáutica , la presión del aire 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 de el campo. Sin embargo, un altímetro no se puede ajustar según las variaciones de la temperatura del aire. En consecuencia, las diferencias de temperatura con respecto al modelo ISA provocarán 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 llamados computadoras 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 usar múltiples altímetros para diseñar un sistema de referencia de presión para proporcionar información sobre los ángulos de posición del avión para respaldar aún más los cálculos del sistema de navegación inercial .
Los pilotos pueden realizar verificaciones de altímetro previas al vuelo configurando la escala barométrica a la configuración de altímetro reportada actualmente. Los punteros del altímetro deben indicar la elevación del aeropuerto en el campo estudiado. [10] La Administración Federal de Aviación exige que si la indicación está desviada a más de 75 pies (23 m) de la elevación del campo estudiado, el instrumento debe recalibrarse. [11]
El altímetro es un instrumento opcional en los vehículos todoterreno para ayudar en la navegación. Algunos coches de lujo de altas prestaciones que nunca debieron salir de las carreteras pavimentadas, como el Duesenberg de la década de 1930, también han sido equipados con altímetros.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: varios nombres: lista de autores ( enlace )9.1.3 Unidades de medida: La unidad de medida de la presión atmosférica es el hectopascales; el símbolo correspondiente es hPa.
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: copia archivada como título ( enlace )