O que é Velocimetria por Imagem de Partículas?

A Velocimetria por Imagem de Partículas (PIV, na sigla em inglês) é uma técnica usada para medir a velocidade do fluxo de fluidos, como líquidos e gases, utilizando imagens digitais de partículas suspensas no fluido. Essa técnica permite obter informações sobre a dinâmica do fluxo, como a velocidade, direção e turbulência, em diferentes pontos do campo de visão. A PIV é amplamente utilizada em áreas como a engenharia aeroespacial, mecânica dos fluidos, biologia e oceanografia.

Como funciona a Velocimetria por Imagem de Partículas?

A PIV é baseada na análise de imagens digitais de partículas suspensas em um fluido. As partículas são iluminadas por um laser pulsado e a luz refletida é capturada por uma câmera digital. Dois quadros de imagem consecutivos são então digitalizados e comparados para calcular a velocidade do fluido na região de interesse. A técnica é chamada de “imagem de correlação cruzada”, que é um método matemático para calcular a velocidade do fluido com base nas posições das partículas em dois quadros de imagem consecutivos.

Exemplo de aplicação da Velocimetria por Imagem de Partículas

Um exemplo de aplicação da PIV é o estudo do fluxo de ar em torno de um avião ou asa de avião em um túnel de vento. A PIV permite medir a velocidade do ar em diferentes pontos ao redor da asa e obter informações sobre a turbulência do fluxo. Essa informação é usada para otimizar o design da asa e melhorar a eficiência do voo. A PIV também é usada em estudos de biologia para medir o fluxo de sangue em vasos sanguíneos ou o movimento de células em fluidos.

Vantagens e limitações da Velocimetria por Imagem de Partículas

A PIV apresenta várias vantagens, como a capacidade de medir a velocidade em diferentes pontos do campo de visão, a precisão nas medições e a possibilidade de avaliar a dinâmica do fluxo em tempo real. No entanto, também existem limitações, como a necessidade de partículas serem bem definidas e suficientemente homogêneas em tamanho e forma, e a limitação de medição em fluidos opacos. Além disso, a técnica pode ser cara e requer equipamentos especializados.