Verifiche intermedie dei tubi di Pitot: cosa controllare tra due tarature

Il tubo di Pitot è una dotazione apparentemente semplice, ma nelle misure di velocità e portata dei gas in condotto il suo comportamento metrologico entra direttamente nel risultato.

Per questo, tra due tarature, non basta controllare che il tubo sia presente, pulito e apparentemente integro. Una buona verifica intermedia del tubo di Pitot deve essere costruita per intercettare proprio le variazioni che possono modificare la pressione differenziale misurata e, quindi, la velocità calcolata.

La verifica intermedia non deve necessariamente ripetere la taratura completa: deve però mantenere fiducia nel fatto che geometria, vie pneumatiche e configurazione del Pitot non siano cambiate in modo significativo.

Perché il Pitot è una dotazione critica

La ISO 16911-1:2013 definisce il tubo di Pitot come un dispositivo che misura la velocità locale del flusso attraverso una misura di pressione differenziale. La norma è ancora vigente, anche se è in fase finale la seconda edizione che la sostituirà.

Nel calcolo della velocità, in forma semplificata, vale la relazione:

v ∝ K · √(Δp / ρ)

dove K comprende il coefficiente del Pitot e i fattori legati al suo disegno, Δp è la pressione differenziale e ρ la densità del gas.

Questo significa che una variazione del coefficiente del Pitot si riflette direttamente sul risultato di velocità. Una deformazione della testa, un foro parzialmente ostruito, una perdita nelle linee o una modifica dell’assemblaggio possono quindi produrre un errore anche se il micromanometro è perfettamente tarato.

Taratura e verifica intermedia non sono la stessa cosa

La taratura determina il comportamento del Pitot rispetto a un riferimento, normalmente in un flusso controllato o mediante confronto con un tubo di riferimento. La verifica intermedia serve invece a controllare, tra due tarature, che non siano intervenuti cambiamenti capaci di invalidare il coefficiente o la configurazione precedentemente caratterizzata.

Per questo una verifica intermedia ben progettata può essere composta da più controlli: alcuni semplicemente geometrici e funzionali, altri più metrologici.

1. Identificazione e configurazione: il primo controllo da fare

Prima di qualsiasi misura va verificato che il Pitot utilizzato sia quello previsto dalla procedura e che la configurazione corrisponda a quella associata al coefficiente utilizzato.

Questo punto è particolarmente importante per i Pitot tipo S inseriti in un assemblaggio con sonda, termocoppia e ugello. Il coefficiente di un Pitot isolato può infatti non essere automaticamente valido quando cambia la disposizione relativa degli altri componenti.

È quindi utile registrare almeno:

• ID univoco del tubo;
• tipo di Pitot: standard/L, S, 2D, 3D;
• lato utilizzato, quando applicabile;
• eventuale configurazione dell’assemblaggio;
• coefficiente associato alla configurazione.

2. Controllo visivo della testa e degli orifizi

È probabilmente la verifica più semplice, ma non deve essere trattata superficialmente.

Va controllata l’assenza di:

• deformazioni della testa;
• ammaccature;
• bave o danneggiamenti dei bordi;
• corrosione;
• depositi o incrostazioni;
• ostruzione parziale o completa delle prese di pressione;
• disallineamento delle facce nel caso dei Pitot tipo S.

Per i Pitot tipo S questo controllo è particolarmente importante perché la geometria delle due facce è parte del comportamento aerodinamico del dispositivo.

US EPA Method 2 fornisce un riferimento tecnico molto utile: dopo l’uso in campo richiede di riesaminare il tubo nelle viste superiore, laterale e frontale per verificare che l’allineamento delle aperture sia ancora conforme. Se il tubo è danneggiato al punto da non rispettare più la geometria prevista, deve essere ripristinato oppure eliminato.

3. Controllo dimensionale: quando serve

Un’ispezione visiva dice che il tubo “sembra” integro. Una verifica dimensionale permette invece di dimostrare che la geometria non è cambiata.

Per un Pitot tipo S possono essere significative, a seconda del modello e della procedura adottata, le distanze tra le aperture, il diametro esterno del tubo, l’allineamento delle facce e le distanze rispetto agli altri componenti dell’assemblaggio.

Il punto importante è conservare una geometria di riferimento: valori rilevati alla taratura, disegno costruttivo o misure iniziali documentate. La verifica intermedia può quindi essere impostata come confronto tra configurazione attuale e configurazione caratterizzata.

4. Verifica dell’assemblaggio Pitot–sonda–ugello–termocoppia

Questo è uno dei punti più sottovalutati.

Il Pitot può essere perfettamente integro, ma se cambia la posizione relativa di ugello, termocoppia o guaina della sonda può cambiare anche l’interferenza aerodinamica e quindi il coefficiente effettivo dell’assemblaggio.

US EPA Method 2 indica esplicitamente che, per gli assemblaggi, dopo l’uso vanno ricontrollati sia l’allineamento delle aperture del Pitot sia le distanze tra i componenti. Se queste distanze sono cambiate, la configurazione originale va ripristinata oppure l’assemblaggio deve essere ritarato.

Questo principio è molto utile anche in un piano interno di verifica: non controllare soltanto il Pitot, ma il sistema nella configurazione realmente utilizzata.

5. Verifica di tenuta delle linee pneumatiche

Un tubo di Pitot può essere geometricamente perfetto e produrre comunque risultati errati se le linee di pressione non sono integre.

La verifica dovrebbe quindi includere la ricerca di:

• tubi flessibili lesionati o induriti;
• raccordi allentati;
• microperdite;
• schiacciamenti;
• condensa;
• occlusioni;
• connessioni invertite.

Una prova di tenuta a bassa pressione, eseguita con modalità definite e senza sottoporre il sensore a pressioni incompatibili, permette di verificare l’integrità del circuito pneumatico.

Lo stesso EPA Method 2, durante la procedura di calibrazione, richiede l’ispezione e il leak-check delle linee prima delle misure.

6. Controllo di pervietà delle prese di pressione

Il controllo di tenuta non è sufficiente se uno dei canali è ostruito.

È quindi utile verificare separatamente che entrambe le vie pneumatiche rispondano all’applicazione di una piccola pressione o depressione. La risposta deve essere pronta, coerente e priva di ritardi anomali.

Nei condotti con polveri, aerosol o condensa questo controllo assume particolare importanza: una piccola incrostazione può alterare il Δp pur senza bloccare completamente il foro.

7. Controllo del sistema di pressione differenziale

La verifica del Pitot non sostituisce quella del micromanometro o del trasduttore di pressione.

Prima delle misure è comunque opportuno verificare lo zero del sistema, la stabilità dell’indicazione e la corretta connessione delle linee. Se il sistema viene utilizzato come catena completa Pitot + tubazioni + trasduttore, il controllo funzionale dovrebbe essere pensato sulla catena effettivamente usata in campo.

8. Una verifica intermedia più forte: confronto con un Pitot di riferimento

Quando si vuole aumentare il livello di fiducia, è possibile prevedere periodicamente un confronto funzionale in un flusso stabile contro un Pitot di riferimento.

Il principio è lo stesso utilizzato nella taratura: i due dispositivi devono misurare lo stesso campo di velocità in condizioni sufficientemente stabili e con un riferimento adeguato.

Per un Pitot tipo S, il coefficiente può essere ricavato dal confronto delle pressioni differenziali con un Pitot standard secondo la relazione utilizzata da EPA Method 2:

C_p,S = C_p,ref · √(Δp_ref / Δp_S)

In una verifica intermedia non è necessariamente necessario ricostruire l’intera taratura. Può essere sufficiente un punto o alcuni punti rappresentativi del campo di utilizzo, purché la procedura sia stata definita e il criterio di accettazione sia coerente con l’incertezza richiesta dal metodo.

Quale criterio di accettazione utilizzare?

Non consiglierei un limite universale del tipo “Pitot OK se entro ±5%”. Il criterio dovrebbe essere legato a:

• incertezza ammessa sulla misura di velocità o portata;
• incertezza della taratura del Pitot;
• stabilità storica del coefficiente;
• campo di velocità realmente utilizzato;
• prestazione del sistema di confronto;
• rischio associato a un errore nella portata.

Se si effettua un confronto funzionale, può essere monitorata la variazione del coefficiente rispetto al valore di taratura oppure la differenza tra la velocità ottenuta dal Pitot in verifica e quella del riferimento.

Il limite deve essere abbastanza stretto da intercettare una variazione significativa, ma non così stretto da essere dominato dall’incertezza del sistema di verifica.

Un criterio tecnico molto utile per i Pitot tipo S

US EPA Method 2, nella vera e propria calibrazione del Pitot tipo S, prevede tre coppie di letture per ciascun lato e accetta il tubo solo quando la dispersione dei coefficienti e la differenza tra i valori medi dei lati A e B rispettano criteri molto stretti: il valore indicato dal metodo è 0,01.

Questo non significa che 0,01 debba diventare automaticamente il limite di ogni verifica intermedia europea. È però un ottimo esempio di come il controllo possa essere basato sul comportamento del coefficiente e non soltanto su una generica ispezione visiva.

Quando aumentare la frequenza delle verifiche

Una verifica visiva e funzionale dovrebbe essere effettuata con frequenza coerente con l’uso. Per strumenti destinati al campo, alcuni controlli hanno senso prima e dopo ogni campagna o utilizzo significativo.

Una verifica più approfondita è particolarmente opportuna dopo:

• urti o cadute;
• trasporto che possa aver deformato la testa;
• pulizie meccaniche;
• ostruzioni importanti;
• sostituzione di tubazioni o raccordi;
• modifica dell’assemblaggio;
• sostituzione di ugello, termocoppia o guaina in configurazioni interferenti;
• risultati anomali o derive osservate in campo.

Pitot standard e ISO 3966:2025

Nel 2025 è stata pubblicata la nuova ISO 3966:2025, dedicata alle misure di portata mediante tubi Pitot-statici nei condotti chiusi. La norma tratta espressamente anche la tecnologia e la manutenzione dei Pitot-statici.

Per un Pitot standard/L diventano quindi particolarmente importanti l’integrità della punta, la pulizia e pervietà delle prese statiche e di pressione totale, la geometria della sonda e l’assenza di deformazioni o contaminazioni.

Attenzione: la ISO 16911-1 è in revisione

Alla data di questo articolo la ISO 16911-1:2013 è ancora la versione vigente. ISO indica tuttavia che la seconda edizione è allo stadio FDIS e la sostituirà nei prossimi mesi.

Per i laboratori che operano sulle emissioni è quindi opportuno seguire l’evoluzione del documento, perché la nuova edizione aggiornerà il riferimento principale per la determinazione manuale di velocità e portata nei condotti.

Cosa registrare nella verifica intermedia

Una scheda efficace potrebbe contenere:

• identificazione del Pitot;
• data e operatore;
• configurazione utilizzata;
• controllo visivo delle facce e delle prese;
• eventuali misure dimensionali;
• verifica delle distanze tra componenti dell’assemblaggio;
• verifica di tenuta delle linee;
• verifica di pervietà;
• esito del controllo dello zero della catena di pressione;
• eventuale confronto con il riferimento;
• criterio di accettazione;
• esito finale;
• azioni intraprese in caso di anomalia.

Se la verifica non è accettabile

Ripetere semplicemente la prova fino a ottenere un valore conforme non è una soluzione.

Occorre individuare la causa: deformazione, occlusione, perdita, modifica geometrica dell’assemblaggio, problema del trasduttore o errore di configurazione. Se la condizione può avere interessato misure già eseguite, va valutato anche il periodo potenzialmente coinvolto.

Quando non è possibile dimostrare che il coefficiente precedente sia ancora valido, la soluzione corretta è ripristinare la configurazione caratterizzata oppure procedere a nuova taratura.

Conclusione

La verifica intermedia di un tubo di Pitot non dovrebbe ridursi a una firma su una checklist.

Il controllo deve rispondere a una domanda concreta:

esistono evidenze sufficienti per ritenere che il Pitot stia ancora producendo la stessa relazione tra pressione differenziale e velocità che aveva quando è stato caratterizzato?

Per rispondere servono geometria, integrità pneumatica, configurazione dell’assemblaggio e, quando il rischio lo richiede, un confronto funzionale.

È questo l’approccio che trasforma la verifica intermedia da semplice controllo formale a strumento reale di qualità della misura.

Riferimenti tecnici

• ISO 16911-1:2013 – Stationary source emissions — Manual and automatic determination of velocity and volume flow rate in ducts — Part 1.
• ISO/FDIS 16911-1, Edition 2 – revisione in fase finale.
• ISO 3966:2025 – Measurement of fluid flow in closed conduits — Velocity area method using Pitot static tubes.
• US EPA Method 2 – Determination of Stack Gas Velocity and Volumetric Flow Rate (Type S Pitot Tube).

Per approfondire la gestione delle dotazioni utilizzate nelle emissioni: Emissioni in atmosfera e ISO/IEC 17025 e Metrologia e verifiche intermedie.

Immagine: Peter Werkman / Unsplash.