¿Cómo vuela un avión? (III)

En las anteriores entregas de esta serie de artículo (I y II) se definieron una serie de conceptos físicos necesarios para entender el vuelo de un avión. Hoy veremos algunos de los principios aerodinámicos que hacen posible que el hombre surque los cielos.

Tal y como se recoge en la Real Academia Española, la aerodinámica es la parte de la mecánica que estudia el movimiento de los gases y los movimientos relativos de gases y sólidos. Hay ciertas leyes de la aerodinámica, aplicables a cualquier objeto desplazándose a través del aire, que explican el vuelo de objetos más pesados que el aire. Hoy veremos alguna de ellas.

Teorema de Bernoulli

Este teorema, enunciado por Daniel Bernoulli en su obra Hidrodinámica en el siglo XVIII, establece que en un fluido en movimiento, la presión y velocidad en un punto cualquiera permance constante. De forma simple podemos decir que en cada punto se cumple

De esta forma, como K es un valor constante, si en un punto cualquiera del fluido la velocidad disminuye, la presión debe aumentar, y viceversa. Podemos entender el teorema de Bernoulli como una derivación de la ley de la conservación de la energía.

No obstante todo esto está muy simplificado ya que la expresión general de este teroema teorema, conocido como Trinomio de Bernoulli, considera los términos de presión estática y presión dinámica que aquí estamos omitiendo:

donde podemos afirmar que en un fluido en movimiento, la suma de presión estática más la presión dinámica es constante, de donde se infiere que si la presión dinámica (velocidad del fluido) se incrementa, la presión estática disminuirá.

En resumen, para cualquier parcela de aire en movimiento, ya que el aire es un fluido, alta velocidad implica baja presión y baja velocidad supone alta presión. (Todo esto ocurre a velocidades inferiores a la del sonido, a partir de ésta ocurren otros fenómenos aerodinámicos diferentes)

Efecto Venturi
En el año 1797, el físico italiano Giovanni Battista Venturi (1746-1822), descubrió que un fluido en movimiento dentro de un conducto cerrado disminiuye su presión al aumentar la velocidad después de pasar por una zona de sección menor.

Así, si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, forzosamente la velocidad aumentará tras atravesar esta sección.

Hasta aquí la tercera entrega de esta serie de artículos. En el próximo veremos cómo estos principios aerodinámicos pueden justificar el vuelo de un avión.