LA REENTRADA

El primer ser vivo que los humanos enviaron al espacio fue una perra llamada Laika. Estoy seguro de que todos los chorlitos habéis escuchado hablar de ella en alguna ocasión. La de Laika es una historia bastante triste, como la de muchos animales que tienen la desgracia de caer en manos humanas, aunque muy pocas veces esos animales terminan siendo mundialmente famosos.

La idea era que Laika, a bordo del Sputnik 2, orbitara la Tierra durante varios días y finalmente fuera sacrificada al comer comida envenenada. En la práctica sólo sobrevivió unas pocas horas tras llegar al espacio, debido a que falló el sistema de control térmico en órbita. Alrededor del mundo la gente esperaba verla descender en paracaídas desde las alturas, ya que éste era el plan que la Unión Soviética había dado a conocer al público. Pero la realidad era que el Sputnik 2 no estaba preparado para la delicada maniobra de reentrada (así son los rusos), y desde un principio se decidió que lo mejor que podían hacer era practicarle una «eutanasia» (eufemismo para «asesinato»). Cuatro años después, en 1961, Yuri Gagarin, a bordo de la Vostok 1, regresó sano y salvo del espacio tras un vuelo de 1 hora y 48 minutos. Los humanos habían conseguido superar la reentrada atmosférica (porque, como esta vez era un humano el que volvía, sí que había que tomarse la molestia de salvale la vida… así son los humanos).

Lo que piensa la mayoría de los chorlitos es que el calentamiento que sufre una nave durante la reentrada se debe directamente al rozamiento con el aire, en un proceso parecido al que se produce cuando una superficie se desliza en contacto con otra. Pero ésta es una idea equivocada. La reentrada ocurre a velocidades muy altas, en lo que se denomina régimen hipersónico (velocidades mayores de Mach 5). Ya explicamos con anterioridad por qué se producen las ondas de choque y el efecto que tienen sobre el aire. En estas condiciones se forma una onda de choque parecida a la del vuelo supersónico, aunque con efectos mucho más drásticos.

La capa de aire que rodea cualquier cuerpo en movimiento a través de la atmósfera, por efecto de la viscosidad, tiene una velocidad relativa nula con respecto a éste. Podemos imaginarlo por niveles o capas, como si el fluido de alrededor del cuerpo fuera una cebolla. Habrá una capa imediatamente en contacto con el cuerpo que estará inmóvil (desde el punto de vista de un observador que viaje con el cuerpo, claro), y capas sucesivas se deslizarán unas con respecto a otras con una velocidad cada vez mayor, hasta alcanzar toda la velocidad de vuelo lejos del cuerpo (M_∞). La zona donde se produce esta variación de velocidades, desde 0 a M_∞, se conoce como capa límite (ya la hemos nombrado en alguna ocasión). Y si la velocidad es muy, muy alta, el fluido, de alguna manera, debe deshacerse de toda esa energía cinética para llegar a la superficie del cuerpo con velocidad nula.

La onda de choque lo consigue con una transformación de energía: por delante, el fluido viaja a temperatura ambiente y muy rápido. Por detrás, su velocidad se ha reducido a cifras más racionales, pero todo el exceso de energía cinética ha sido invertido en elevar la temperatura del aire. Lejos de la onda de choque toda esta energía se va disipando en la atmósfera hasta que el aire vuelve a estar frío e inmóvil, pero cuanto más cerca nos encontremos de ella, más alta será la temperatura. Tanto, de hecho, que viene a ser del orden de los 10.000 grados Kelvin y el aire deja de comportarse como tal, y pasa a estado de plasma ionizado: sus moléculas se disocian, separándose en átomos y adquiriendo carga eléctrica.

La onda de choque está ligada al cuerpo, de modo que, forzosamente, una gran cantidad de calor se transfiere a su suferficie por conducción térmica, siendo éste el motivo de que se alcancen unas temperaturas tan altas. Inicialmente, la intuición decía a los humanos que el calentamiento era causado por la resistencia aerodinámica, de modo que diseñaban los vehículos de reentrada con forma de cuerpo esbelto, tratando de reducir el rozamiento con el aire. Pero, para su sorpresa, en cuanto llegaban a velocidades hipersónicas, se desintegraban (literalmente). La onda de choque en un cuerpo esbelto se sitúa muy cerca de su superficie, de modo que casi no hay aire que disipe toda esa energía y es el cuerpo el que tiene que hacerlo, y el que en consecuencia se calienta muchísimo.

En 1951 a un tal H. Julian Allen se le ocurrió hacer que el cuerpo fuera romo, aumentando la resistencia aerodinámica. En comparación con los cuerpos esbeltos, esto produce una onda de choque más fuerte (que hace que el aire se caliente más), pero también la aleja del cuerpo, aumentando el volumen de fluido entre la onda y la superficie de éste, lo que hace que gran parte de la disipación de calor se produzca a través del aire y el cuerpo se caliente mucho menos. Este descubrimiento fue tratado como alto secreto militar (cosas de los humanos) hasta el año 1958, en que se publicó este documento: el famoso informe NACA 1381 (A Study of the Motion and Aerodynamic Heating of Ballistic Missiles Entering the Earth’s Atmosphere at High Supersonic Speeds). Claro que, como lo de aumentar la resistencia aerodinámica para bajar la temperatura les parecía una burrada, los humanos que supuestamente sabían del tema necesitaron bastante tiempo y muchos experimentos para terminar de creérselo (la cabezonería también es muy típica de esta especie).

A pesar de todo esto, una nave durante la reentrada sigue calentándose mucho, de modo que son necesarios sistemas de protección térmica. El más efectivo es el de protección por ablación, que recubre el vehículo con una capa de material que al calentarse se funde y se sublima, enfriando la capa límite (escudo térmico desechable). Otro sistema es el del Shuttle, que lleva un recubrimiento de placas de espuma de sílice en las zonas más críticas a modo de aislante (escudo térmico reutilizable). Se ha utilizado y se utiliza en algunos casos el enfriamiento pasivo a base de disipadores de calor (como ciertos metales o materiales compuestos cerámicos), que reconducen y evacúan el exceso de energía a la atmósfera.

Afortunadamente no han vuelto a matar deliberadamente a nadie (de «accidentalmente» no he dicho nada, que conste) para hacer sus experimentos de vuelo espacial. Veremos si no les da por ahí cuando consigan llegar a Marte.

Si lo consiguen, claro.

Ver también: Vuelo supersónico: la barrera imaginaria

CUANDO LOS MOTORES PARECEN ESTRELLAS

Seguro que todos los chorlitos, unos más y otros menos, tenéis una idea de cómo funciona el motor de un coche. Se mete gasolina por un agujero para que aquello se mueva y haga ruido, y luego salen gases y porquerías por un tubo como resultado, ¿cierto? Algunos incluso podréis hablarme de émbolos, cilindros y válvulas, y estaréis pensando: “no hay nada nuevo que Juan nos pueda contar sobre el tema”. Bien, puede que no. Aunque también es posible que veáis alguna cosa poco convencional.

No todos los aviones funcionan con motores de combustión continua. Al principio, antes del desarrollo de los aerorreactores, utilizaban motores de explosión; e incluso hoy en día, para las avionetas pequeñas, sigue siendo más rentable volar de esta manera. Aquí debo hacer un inciso para explicar sucintamente cómo funciona un motor de explosión normal y corriente, como el de los coches, y sí: hablaros un poco de émbolos, cilindros y válvulas. Lo haremos con la ayuda de la siguiente imagen.

Éste es un motor de cuatro tiempos de gasolina (de ciclo Otto, si queréis quedar como expertos cuando habléis del tema): admisión (1), compresión (2), explosión (3) y escape (4). En la admisión entra el combustible (en azul en el dibujo) por la válvula correspondiente. El émbolo sube en el segundo tiempo, empujado por la biela, y hace que el combustible se comprima en el interior del cilindro. Cuando está comprimido, una chispa que produce la bujía provoca la reacción de combustión, en forma de explosión, que hace que el émbolo salga disparado hacia abajo impulsando la biela. La biela está unida al cigüeñal, que es el eje al que el émbolo transmite toda la energía y el que en última instancia se encargará de hacer el trabajo (ya sea mover las ruedas de un coche o la hélice de un avión). Los gases producidos en la combustión (en marrón) son expulsados por la válvula de escape en el cuarto tiempo, y luego todo el ciclo se repite.

En aviación, como ya hemos comentado, el motor de explosión viene utilizándose desde los inicios. El Wright Flyer llevaba un motor de cuatro cilindros de aluminio diseñado especialmente para la ocasión.

El número de cilindros de un motor tiene una relación directa con su potencia, de modo que, como seguro que ya habréis imaginado, a los humanos les entró de repente la fiebre por los motores con muchos cilindros. Y claro, el problema de tener muchos cilindros es cómo colocarlos para que funcionen y además quepan todos dentro del avión. Antes del primer vuelo de los hermanos Wright, alguien ya había tenido la idea de que si los cilindros se colocaban en forma de V se reducía el peso del motor y el espacio que ocupaba. Éste es un diseño bastante común tanto en aviones como en coches.

Pero claro, ahí no quedó la cosa (y seguro que eso tampoco os sorprende). Según iba aumentando el número de cilindros, los motores se hacían también más complejos de mantener y más propensos a los fallos. Y entonces apareció el motor radial o en estrella. Este motor presenta algunas ventajas frente al motor en línea que lo hacen especialmente útil en aviación. Tiene una mecánica más sencilla y menos componentes, por lo que es más ligero. Y además, como puede colocarse en el morro del avión de manera que llegue aire a todos los cilindros y los enfríe, no necesita un circuito de líquido refrigerante como los motores convencionales, lo que lo hace más ligero todavía. Y ya sabéis que el peso es un factor determinante en aeronáutica. A cambio aumenta el área frontal del avión y su resistencia aerodinámica, aunque eso puede resolverse con un carenado adecuado.

Lo curioso de este motor es que sólo una de las bielas, la llamada biela maestra, está conectada directamente al eje. El resto está sujeto a la biela maestra, y los cilindros trabajan sincronizados en secuencia. El movimiento resultante es una especie de bailoteo muy gracioso:

Pero 7 u 8 cilindros seguían siendo pocos. Los humanos querían aviones grandes y potentes, y aún no se les había ocurrido cómo hacer un aerorreactor. Por lo que la única manera que tenían de aumentar la potencia era poner aún más cilindros en los motores. Y así fue como llegaron a bichos como éste: el Wasp Major, de 28 cilindros (en 4 estrellas en paralelo). 4300 caballos.

O como éste: el Napier Sabre, de 4000 caballos, 24 cilindros y dos cigüeñales.

Y menos mal que inventaron los motores a reacción. No puedo ni imaginar cómo habría evolucionado la cosa si no lo hubieran hecho.

Nota: La imagen del Napier Sabre está hecha por el genial Makoto Ouchi. La animación del motor V8 es propiedad de Fredrik Glöckner.

MANIOBRAS Y ACROBACIAS

Si recordáis, chorlitos, en nuestra primera lección explicábamos por qué vuelan los aviones, y llegábamos a unas cuantas conclusiones interesantes:

(1) Los humanos son unos usurpadores, (2) las aves vuelan muchísimo mejor y (3) la sustentación de un ala es función de su geometría.

Conociendo esto, estamos ya en disposición de comprender los principios que nos permiten maniobrar en el aire (y por qué nosotros superamos ampliamente a los aviones en esos temas).

La figura representa el coeficiente de sustentación, CL (la sustentación adimensionalizada), de varios perfiles frente a su ángulo de ataque, α. Aquí se ven también muy claramente cómo los distintos factores geométricos afectan a la sustentación. Analicémoslo detenidamente:

(a) Esta curva corresponde a un perfil simétrico. Por lo tanto, no hay sustentación si el ángulo de ataque es nulo (el ala está alineada con la corriente) y la curva pasa por el origen. Fijaos en que, al ser un perfil simétrico, la sustentación que producirá para ángulos de ataque negativos será igual que para ángulos positivos, pero cambiada de signo. Es decir, que, si el ala se inclina hacia abajo con respecto a la corriente, la fuerza producida tirará del avión hacia el suelo en lugar de elevarlo (así que es algo que no conviene hacer si lo que queremos es subir) (pero, por otro lado, es algo totalmente recomendable si estamos en vuelo invertido).

(b) Éste es otro caso de perfil simétrico (observad que también pasa por el origen). La diferencia con el anterior se debe a que este perfil es más grueso; tiene más espesor. Mirad los extremos de la curva. Ningún ala puede volar a un ángulo de ataque mayor que cierto valor, porque llegará un momento en que la corriente se desprenderá (es decir, ya no seguirá su geometría, sino que chocará con ella y se desviará, como si fuera un muro que le impidiera el paso) y no habrá sustentación. Este fenómeno se conoce como entrada en pérdida (stall), y en ese momento la curva de sustentación desaparece. Por lo tanto, cuando aumentamos el espesor del perfil, conseguimos retrasar la entrada en pérdida del ala, y podemos volar con mayores ángulos de ataque sin que el avión se caiga al suelo.

(c) Esta curva pertenece a un perfil no simétrico, o lo que es lo mismo, con curvatura. Observad que ahora sí que hay sustentación aunque no haya ángulo de ataque. Tiene mejor comportamiento que el perfil simétrico para ángulos de ataque positivos, pero entra antes en pérdida para ángulos negativos.

De este gráfico puede extraerse que, para un avión, volar del revés en realidad no es muy diferente a hacerlo del derecho (el que realmente lo sufre es el piloto de dentro, pero eso no nos interesa demasiado). Si el avión tiene un perfil de ala simétrico, sus alas se comportarán de igual manera esté del derecho o del revés. Si está en vuelo invertido, lo único que el piloto tendrá que hacer será dejar caer un poco la cola del avión con respecto al morro. De esta manera, las alas adoptarán el ángulo de ataque preciso para producir una sustentación negativa hacia el intradós (lo contrario que en vuelo normal), que en esta situación está mirando hacia arriba, lo que implica que la sustentación es una fuerza opuesta al peso y que el avión, por tanto, puede volar. Un perfil no simétrico también puede producir sustentación negativa, aunque, como vimos antes, entrará en pérdida con mucha más facilidad con ángulos de ataque negativos, y la sustentación producida, en general, será menor. Éste es el motivo de que la mayoría de los aviones acrobáticos tengan alas de perfil simétrico o aproximadamente simétrico.

Otra conclusión aún más interesante es que la variación de la sustentación con la geometría de los perfiles es el medio que tenemos, tanto los aviones como las aves, de controlar nuestra trayectoria y nuestra actitud de vuelo. Ya hablé anteriormente (en la primera lección también) de las superficies hipersustentadoras del ala, los flaps y los slats. Ambos se utilizan en el despegue y el aterrizaje para aumentar la sustentación a bajas velocidades (a costa de aumentar la resistencia aerodinámica), y el efecto que tienen es, principalmente, el de aumentar la curvatura del ala y su ángulo de ataque. Los spoilers persiguen justo el efecto contrario: se encuentran en el extradós del ala y, al desplegarse, producen el desprendimiento de la capa límite y la pérdida de sustentación del avión, y ayudan además a frenarlo por lo mucho que aumentan su resistencia aerodinámica (por ello se les conoce también con el nombre de "aerofrenos"). Sólo se utilizan cuando el tren de aterrizaje del avión toca el suelo. Como podéis comprobar, con todos estos artefactos desplegados, el ala del avión parece cualquier cosa menos un ala.

Además de las superficies hipersustentadoras y los spoilers, hay otras superficies móviles que permiten al avión maniobrar. Un avión debe ser capaz de moverse en las tres direcciones del espacio, o lo que es lo mismo, girar según los tres ángulos de Euler. En aeronáutica estos movimientos se conocen como balanceo (roll), cabeceo (pitch) y guiñada (yaw).

• Balanceo: se consigue moviendo los alerones, que están situados en el borde de salida de las alas y lejos del fuselaje. Cuando uno de los alerones baja (incrementando la curvatura y el ángulo de ataque del ala en esa zona y, por tanto, la sustentación), el otro sube (con el efecto contrario), lo que hace que el avión gire según su eje longitudinal.


• Cabeceo: es responsabilidad del timón de profundidad, situado en el estabilizador horizontal (en la cola del avión). El timón de profundidad funciona de manera parecida a los alerones, disminuyendo o aumentando la sustentación en la cola, y haciendo que ésta baje o suba en consecuencia. El avión gira con las alas como eje.


• Guiñada: el timón de dirección, en el estabilizador vertical (en la cola también), hace que el avión gire según un eje perpendicular a su plano, produciendo de igual manera que los anteriores la fuerza adecuada para obtener el giro.

Con estos tres giros un avión es capaz de moverse libremente por el aire. Sin embargo, nosotros como aves tenemos una ventaja muy grande en este terreno, ya que nuestras alas no se limitan a hacer un amago de movimiento, sino que REALMENTE se mueven, lo que nos da un control mucho mayor de lo que hacemos en el aire. A pesar de lo espectaculares que puedan ser sus vuelos acrobáticos (muchos países incluso tienen su equipo de bandera de vuelo acrobático, como es el caso de la Patrulla Águila en España), cualquiera de nosotros puede superarlos sin gran dificultad (ésta es otra de las muchas espinitas que tienen clavadas los humanos en lo más profundo de su orgullo). No hay más que fijarse en la primera golondrina que pase o en el espectacular ritual de cortejo de algunas rapaces. Realmente, los humanos están todavía muy lejos de alcanzar la verdadera excelencia aérea.

Ver también: ¿Por qué vuelan los aviones? (de verdad de la buena)

SOBRE VIBRACIONES

Se suele decir que la industria de las lavadoras es el sector en el que más futuro tiene un ingeniero aeronáutico español al terminar la carrera. Y el motivo no es que se esté desarrollando un nuevo prototipo de lavadora voladora, qué va. El motivo es que las lavadoras, además de lavar la ropa de los humanos, hacen otra cosa: vibran. En este país, los ingenieros que más saben (o deberían saber) sobre vibraciones son los ingenieros aeronáuticos.

El efecto de las vibraciones sobre una estructura debe ser tenido en cuenta siempre, ya que suponen un problema serio (ésta es otra de las cosas que los humanos han aprendido por las malas). No sólo pueden causar un fallo por fatiga (una vibración, en términos muy generales, es una fuerza aplicada cíclicamente). Puede ocurrir que se produzca una resonancia y, en ese caso, los efectos suelen ser fulminantes. En el siguiente vídeo podemos ver el típico ejemplo de una soprano (Ainhoa Arteta) que rompe una copa al cantar un agudo. No es, estrictamente hablando, la potencia de la voz de la soprano lo que la rompe, sino el hecho de que la nota que está cantando hace que la copa entre en resonancia (el sonido es, a fin de cuentas, una vibración).

Cuando se aplica una vibración a cualquier objeto, ésta se transmite por toda su estructura, haciéndola vibrar a la misma frecuencia (y si la frecuencia de la vibración está en el rango de audición de nuestro oído, estamos hablando de un sonido).

Pues bien, cualquier objeto presenta unas frecuencias determinadas, propias de su geometría y composición, a las que se produce una resonancia. ¿Y qué es una resonancia? Pues una oscilación amplificada. Es decir, que a dicha frecuencia de resonancia (o frecuencia propia o natural del objeto), la respuesta a la vibración es mucho mayor en amplitud que a cualquier otra, llegando el caso, si la vibración aplicada tiene la intensidad suficiente, en que se produce el fallo catastrófico de la estructura (vamos, que se rompe, como la copa de la Ainhoa Arteta). Y esto puede ocurrir con varias frecuencias diferentes para un mismo objeto (es decir, puede tener distintas frecuencias de resonancia). Un diapasón, al vibrar, da la nota LA porque su frecuencia propia son 440 Hz (en este caso no es una vibración lo que se aplica al diapasón, sino una percusión, en términos físicos; por lo que, al permitir su oscilación libre, éste adopta de forma natural su frecuencia de resonancia). Así funcionan la mayoría de los instrumentos musicales.

En el siguiente vídeo se ve muy claramente otro de los efectos asociados a la resonancia (bajad un poco el volumen antes de verlo):

¿Por qué el arroz forma esas figuras tan curiosas sobre la tabla? Lo que están haciendo los humanos del experimento es un barrido de frecuencias, de grave a agudo. Cada frecuencia de resonancia tiene asociado lo que se llama un modo propio de vibración, es decir, una forma particular de moverse que depende de las propiedades del objeto (geometría, masa, estado de carga, condiciones de contorno, etc). Oscila siempre de forma armónica (es decir, como una función sinusoidal). Por ello, hay puntos donde la amplitud de la vibración es máxima y otros puntos donde ésta se anula (nodos). El arroz tiende a acumularse en las zonas donde no hay vibración, llamadas líneas de nodos, y a quedarse quieto ahí, ya que son las únicas zonas de la tabla donde no hay movimiento.

Los modos de vibración se ordenan según la frecuencia propia (primer modo, segundo modo, etc., en orden ascendente de frecuencias). A frecuencias bajas el número de nodos es pequeño, y según nos movemos hacia los agudos aparecen cada vez más (por eso el número de líneas del dibujo aumenta). Si os fijáis, además, cuando el barrido de frecuencias pasa por una de las frecuencias propias y se forma la figura correspondiente, la intensidad del sonido también aumenta (ya que la resonancia multiplica la amplitud de la oscilación) y se escucha más fuerte.

En ingeniería, y particularmente en el diseño de naves espaciales, la identificación de las frecuencias de resonancia es crítica, ya que los satélites suelen llevar instrumentos muy delicados que no soportarían una vibración de esas magnitudes y hay que evitarlas a toda costa. Los aviones tampoco escapan a este problema: bajo ciertas condiciones de carga podría ocurrir que un avión entrara en flameo (flutter), es decir, que las oscilaciones producidas por las cargas aerodinámicas (turbulencias o ráfagas de aire) encontraran una resonancia en la estructura y se amplificaran hasta su límite de resistencia (y normalmente esto ocurre en unos pocos segundos). Hoy en día ningún avión es certificado para el vuelo sin antes haber pasado un exhaustivo análisis de vibraciones.

Pero claro, todo esto no se les ocurrió a los humanos por las buenas. Por suerte para la supervivencia de su especie (aunque no para la supervivencia del resto de las especies del planeta), son capaces de aprender algunas cosas de sus grandes meteduras de pata. Casos como el del famoso puente de Tacoma Narrows (uno de los ejemplos más gráficos de los efectos del flameo), en 1940, les ayudaron a comprender cómo funciona la resonancia y a desarrollar las teorías que actualmente permiten que los aviones no se estrellen por este motivo.

Observad atentamente, chorlitos. ¿Podéis identificar la línea de nodos del puente de Tacoma Narrows?

EL COMETA QUE SE ESTRELLÓ

Hoy, chorlitos, hablaremos sobre una de las cosas que más dolores de cabeza dan a los ingenieros en general, y a los ingenieros aeronáuticos en particular: la fatiga de materiales. Los que no hayáis escuchado nunca hablar de ella os estaréis preguntando, lógicamente extrañados, si los materiales pueden cansarse. Pues sí que se cansan, y es un problema muy serio y que por desgracia no se soluciona con unas buenas vacaciones.

Hablando con algo más de propiedad, la fatiga es un fenómeno asociado al crecimiento de grietas que al principio son de poca importancia, pero que con el paso del tiempo pueden llevar a un fallo catastrófico. Seguro que todos habéis escuchado alguna vez hablar de lo preocupantes que son las grietas en los aviones (cito como ejemplo la noticia referente al Concorde de hace unos cuantos años).

La fatiga se produce cuando un material está sometido a fuerzas cíclicas (es decir, que se repiten). Imaginad que cogemos a un humano y lo colgamos de un gancho metálico, por ejemplo, de aluminio (supongamos como hipótesis que el humano se deja colgar y que no se mueve mientras está colgado). El gancho no tiene ningún problema para soportar el peso del humano, puesto que su resistencia máxima le permite aguantar cargas mucho mayores. Pero si descolgamos al humano y lo volvemos a colgar unas cuantas veces (pongamos 3000), es posible que aparezca una microgrieta (no visible a simple vista) en algún punto del material. Una vez que esto ocurra, si continuamos colgando y descolgando al humano, con cada uno de los ciclos de carga la grieta crecerá un poco más, hasta hacerse visible y, por último, causar la rotura del gancho (con lo que el humano caerá estrepitosamente al suelo).

La fatiga implica siempre una deformación elástica del material; es decir, tras liberar la carga, la pieza volverá a su posición original. Cuando rompemos la anilla de una lata de refresco doblándola repetidas veces (que es quizá un ejemplo más cercano que el anterior, ya que normalmente es muy difícil encontrar a un humano que deje que lo cuelguen de un gancho), la deformación a la que la estamos sometiendo es plástica (una vez doblada, la anilla se queda así). Aunque tras varios ciclos de carga la anilla terminará rompiéndose, en este caso se trata de una sobrecarga cíclica y no de fatiga. No sólo se producirá una grieta en la zona de rotura; además habrá una deformación permanente del material en los alrededores.

Los metales, y el aluminio en particular, son especialmente propensos a sufrir fatiga. En algunos materiales compuestos, como los de fibra de carbono, sin embargo, las fibras frenan el crecimiento de las grietas, por lo que son inmunes a este problema. La campana de la foto es la famosa Liberty Bell americana, hecha en bronce. La aparición de grietas de fatiga en las campanas es muy común.

Un caso de fallo por fatiga tristemente famoso en aeronáutica es el del De Havilland Comet. Todos los aviones presurizados están sometidos a ciclos de carga y descarga entre los despegues y los aterrizajes, al aumentar y disminuir la diferencia de presiones entre el exterior y el interior del avión con las variaciones de altitud. Las esquinas, en cualquier estructura, siempre son lugares de concentración de esfuerzos, así que unas ventanas muy cuadradas en el fuselaje se convertirán en puntos críticos sometidos a un estrés mucho mayor que el resto de la estructura. El Comet tenía este defecto. En un solo año, tres de estos aviones estallaron en pleno vuelo, sin que al principio nadie supiera la razón (los humanos, allá por el año 1954, eran todavía muy novatos en eso de presurizar los aviones). Finalmente llegaron a la conclusión de que la causa había sido la fatiga y que las grietas se habían iniciado en las ventanas, por lo que rediseñaron el avión con ventanas redondeadas y lo llamaron Comet-2, para que la gente supiera que ya habían solucionado el problema (aunque aquello tampoco disparó demasiado las ventas del avión, y sólo lo compró la compañía de bandera británica, BOAC, porque era un avión inglés) (los ingleses son los más chovinistas de los humanos).

Aunque el Comet es un ejemplo clásico cuando se habla de fatiga, no es el único. Trenes, puentes, motores, barcos e incluso tanques de melaza terminaron por sucumbir a sus efectos. Son famosos los barcos Liberty de la Segunda Guerra Mundial.

Y el hundimiento del Prestige, que tanto traumatizó a la población de aves marinas española, pudo estar causado también por una grieta de fatiga.

La fatiga es un enemigo implacable y silencioso, que muchas veces aprovecha el despiste humano para actuar subrepticiamente hasta que ya es demasiado tarde. Por ello, los humanos han inventado un montón de sistemas para ir a la caza de la grieta en estructuras susceptibles de sufrir este tipo de fallo: ultrasonidos, magnetismo, pintura, microscopios… No se debe confiar en las estructuras diseñadas por humanos sin antes haberlas inspeccionado cuidadosamente (al menos ellos mismos son conscientes de eso). Nunca se sabe cuándo un humano especialmente torpe puede haber estado a cargo del diseño de una pieza crítica, así que toda precaución es poca.

NOTA: Anteriormente había puesto a la lata de refresco como ejemplo de rotura por fatiga, pero no lo es. Es un caso de rotura por sobrecarga cíclica. Ya está corregido.

RITUAL DE CORTEJO (II)