viernes, 23 de marzo de 2007

TURBULENCIAS


Aunque no os lo creáis, chorlitos, hay muchos humanos que tienen un miedo atroz a volar en avión. Parece completamente absurdo, ¿verdad? Se han pasado toda su historia intentando volar, sin éxito, y cuando finalmente lo consiguen, muchos de ellos ni se atreven a intentarlo. Y son completamente irracionales a este respecto (lo cual, una vez más, demuestra que tienen una visión altamente optimista de sus propias capacidades mentales). No sirve de nada que les pongas las impecables estadísticas del transporte aéreo en la cara. Sencillamente no son capaces de analizarlas de forma lógica.

Y una de las cosas a las que más miedo tienen los humanos cuando están dentro de un avión son las turbulencias, que se presentan en forma de sacudidas de distintas intensidades. Todo traquetea, se encienden las señales de “abróchense los cinturones” y, generalmente, los pasajeros comienzan a producir cantidades ingentes de sudor frío. Incluso hay películas catastrofistas sobre el tema (aunque en la mayoría de los casos dan más risa que miedo).

¿Pero qué son en realidad las turbulencias, y cuál es el comportamiento de un avión frente a ellas? Los aviones vuelan siguiendo isobaras, es decir, líneas de presión constante. Una turbulencia puede definirse como un cambio brusco en la presión y velocidad del aire; haciendo una analogía con una carretera: es como si el avión encontrara baches (pueden producirse, por ejemplo, debido al choque de una masa de aire frío con otra de aire caliente). La estructura del avión es lo suficientemente flexible y resistente como para soportar turbulencias de bastante intensidad (las alas pueden doblarse dentro de ciertos márgenes sin ningún problema –de hecho, en la situación normal de vuelo, están ligeramente dobladas hacia arriba debido a la sustentación, y en tierra se doblan hacia abajo por su propio peso–), y desde luego las turbulencias leves que son más comunes durante el vuelo no suponen ningún problema.

Desde el punto de vista del flujo de aire existen dos regímenes de vuelo: laminar y turbulento. Se dice que el flujo es laminar cuando el aire se mueve de forma ordenada (siguiendo curvas suaves y adheriéndose al contorno de los objetos). Un flujo turbulento es un flujo caótico, impredecible y desordenado, que se produce en general porque la capa límite (la capa de aire que está en contacto directo con el objeto) se desprende de su contorno, formando torbellinos, vueltas y revueltas. Tan impredecible que no hay modelos matemáticos que puedan describirlo con exactitud.

En mecánica de fluidos suele utilizarse el número de Reynolds (Re) para evaluar la relación entre la velocidad de un fluido y su viscosidad. Un número de Reynolds inferior a 2000 indica flujo laminar, y por encima de 3000, flujo turbulento. Entre otras cosas, el Reynolds es muy útil cuando se usan modelos a escala para simular el vuelo de un avión (o el comportamiento de un fluido alrededor de cualquier cuerpo, por extensión). Es un número adimensional, lo que quiere decir que, aunque las dimensiones del modelo sean distintas de las del objeto real, si se mantiene el Reynolds, el comportamiento del fluido será el mismo (lo que se consigue modificando la velocidad y/o la viscosidad del fluido en función de las dimensiones del modelo).

A veces es incluso beneficioso que haya cierta turbulencia, porque puede contribuir a reducir la resistencia aerodinámica (es el caso de las pelotas de golf: la razón de que su superficie no sea lisa es que se se busca un régimen más turbulento, que ayuda a retrasar el desprendimiento de la capa límite y, por tanto, disminuye su resistencia aerodinámica global).

Los abejorros no podrían volar si no produjeran turbulencias al agitar las alas. En otras ocasiones, sin embargo, como en los torbellinos de punta de ala o en el vuelo de crucero de un avión, su efecto global es el opuesto y lo que interesa es hacerlas desaparecer (para eso son los winglets de algunos aviones), porque aumentan la resistencia aerodinámica y, por tanto, el consumo de combustible del avión. Que sean beneficiosas o no depende principalmente de la forma del objeto bajo estudio y de las condiciones en las que se produzcan.

Torbellino de punta de ala

Las aves llevamos ya muchos siglos lidiando con las turbulencias, y los humanos han copiado descaradamente alguna de nuestras estrategias (sin ni siquiera pedirnos permiso primero, como viene siendo habitual). Por ejemplo, a la hora de volar en formación, podéis reducir considerablemente el esfuerzo necesario si hacéis coincidir vuestro torbellino de punta de ala con el del pájaro precedente (por eso los gansos vuelan formando una V).

Y los buitres aprovechan las térmicas (grandes corrientes de aire caliente que siguen una trayectoria ascendente cuando atraviesan capas de aire más frío) para aumentar su altitud sin tener que aletear ni una sola vez.

Y, una vez más, chorlitos, los humanos se atribuyen sin ningún tipo de remordimiento todos estos descubrimientos. Y lo más triste es que incluso creen que de verdad han sido ellos quienes los han descubierto.

8 piopíos:

Azena dijo...

en realidad, las películas no son catastróficas, sino catastrofistas... ;-)

Azena dijo...

¿te he contado alguna vez que me encanta volar?

también me encantan los aeropuertos, pero ésa es otra historia...

Lyd dijo...

Bueno, nunca tuve muy clara la diferencia entre -ico e -ista... Muchas gracias, ahora lo corrijo! ;)

Guillermo dijo...

Es más común la fabricación de pelotas con rugosidades por el incremento del efecto Magnus que produce un mayor Re, excepto en el golf claro :)
Buen artículo.

Lyd dijo...

Gracias, Guillermo! ;)

Además, me has recordado que no he comentado nada sobre el número de Reynolds (Re) (que evalúa la velocidad del fluido frente a su viscosidad); una omisión imperdonable en un artículo sobre turbulencias. Creo que le añadiré un párrafo que hable de ello.

En cuanto al efecto Magnus, he encontrado un artículo muy recomendable que lo explica estupendamente. Según dice, a alto Re (régimen turbulento), prácticamente no se produce efecto Magnus. Es en flujo laminar donde se notan más sus efectos. La rugosidad superficial de las pelotas es debida en general a que así se disminuye la resitencia aerodinámica global, por los motivos explicados arriba.

Jorge dijo...

Encontré tu Blog!!! de potra pero lo enocntré jejje. Soy Jorge de la ETSIA, no sabía yo que había mentes aeronáuticas de vocación por la escuela. Te curras mogollón el blog, el mio da un poco de lastimita al lado del tuyo. Animo!!! un saludo

Lyd dijo...

Oye, pues a mí me gusta mucho tu blog!

No sé si definirme como aeronáutica de vocación, la verdad. Nunca me lo he considerado. El aeronáutico de vocación es Juan de la Cuerva ;)

Un saludo y mucho ánimo a ti también, compañero de penurias!

El Rober dijo...

Para un aficionado apasionado de la aviación como yo, estimo fantástico tu trabajo, fantástico el blog, y por cierto, Azena, las películas son catastrofistas, pero también son catastróficas...por lo malas que son la mayoría..jeje.



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