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Última actualización: febrero de 2016
El PorQué De Las Cosas
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CIENCIA Y TECNOLOGÍA AL ALCANCE DE TODOS...
Así funciona
El PorQué De Las Cosas EL AVIÓN 6
Texto e ilustraciones José Antonio E. García Álvarez
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CÓMO SE CREA LA SUSTENTACIÓN (I)
La
sustentación
que
mantiene
al
avión
en
el
aire
sólo
se
puede
crear
en
presencia
de
un
fluido,
es
decir,
de
la
masa
de
aire
que
existe
dentro
de
la
atmósfera
terrestre.
Ni
la
sustentación
ni
la
resistencia
se
producen
en
el
vacío.
Por
esa
razón
las
naves
espaciales
no
necesitan
alas
para
moverse
en
el
espacio
exterior
donde
no
hay
aire,
con
excepción
de
los
transbordadores
que
sí
la
necesitan
para
maniobrar
a
partir
del
momento
que
reingresan
en
la
atmósfera
terrestre
y
poder
después
aterrizar.
Teorías de Bernoulli y de Newton
Existen
dos
teorías
acerca
de
la
creación
de
la
sustentación:
la
de
Bernoulli
y
la
de
Newton.
Aunque
ninguna
de
las
dos
se
consideran
perfectas,
ayudan
a
comprender
un
fenómeno
que
para
explicarlo
de
otra
forma
requeriría
de
una
demostración
matemática
compleja.
Teoría de Bernoulli
La
teoría
del
científico
suizo
Daniel
Bernoulli
(1700-1782),
constituye
una
ayuda
fundamental
para
comprender
la
mecánica
del
movimiento
de
los
fluidos.
Para
explicar
la
creación
de
la
fuerza
de
levantamiento
o
sustentación,
Bernoulli
relaciona
el
aumento
de
la
velocidad
del
flujo
del
fluido con la disminución de presión y viceversa.
Según
se
desprende
de
ese
planteamiento,
cuando
las
partículas
pertenecientes
a
la
masa
de
un
flujo
de
aire
chocan
contra
el
borde
de
ataque
de
un
plano
aerodinámico
en
movimiento,
cuya
superficie
superior
es
curva
y
la
inferior
plana
(como
es
el
caso
del
ala
de
un
avión),
estas
se
separan.
A
partir
del
momento
en
que
la
masa
de
aire
choca
contra
el
borde
de
ataque
de
la
superficie
aerodinámica,
unas
partículas
se
mueven
por
encima
del
plano
aerodinámico,
mientras
las
otras
lo
hacen
por
debajo
hasta,
supuestamente,
reencontrarse
en
el borde opuesto o de salida.
Teóricamente
para
que
las
partículas
de
aire
que
se
mueven
por
la
parte
curva
superior
se
reencuentren
con
las
que
se
mueven
en
línea
recta
por
debajo,
deberán
recorrer
un
camino
más
largo
debido
a
la
curvatura,
por
lo
que
tendrán
que
desarrollar
una
velocidad
mayor
para
lograr
reencontrarse.
Esa
diferencia
de
velocidad
provoca
que
por
encima
del
plano
aerodinámico
se
origine
un
área
de
baja
presión,
mientras
que
por
debajo
aparecerá,
de
forma
simultánea,
un
área
de
alta
presión.
Como
resultado,
estas
diferencias
de
presiones
por
encima
y
por
debajo
de
las
superficies
del
plano
aerodinámico
provocan
que
la
baja
presión
lo
succione
hacia
arriba,
creando
una
fuerza
de
levantamiento
o
sustentación.
En
el
caso
del
avión,
esa
fuerza
actuando
principalmente
en
las
alas,
hace
que
una
vez
vencida
la
oposición
que
ejerce
la
fuerza
de
gravedad
sobre
éste,
permita
mantenerlo
en
el
aire.
Representación
gráfica
de
la
teoría
de
Bernoulli.
El
flujo
de
partículas
de
la
masa
de
aire
al
chocar
contra
el
borde
de
ataque
del
ala
de
un
avión,
se
bifurca
y
toma
dos
caminos:
(A)
un
camino
más
largo,
por
encima
de
la
superficie
curva
del
plano
aerodinámico
y
otro
camino
más
corto
(B),
por
debajo.
En
la
parte
superior
se
crea
un
área
de
baja
presión
que
succiona
hacia
arriba
venciendo,
en
el
acaso
del
ala,
la
resistencia
que
opone
la
fuerza
de
gravedad.
El
teorema
de
Bernoulli
es
la
explicación
más
comúnmente
aceptada
de
cómo
se
crea
la
sustentación
para
que
el
avión
se
mantenga
en
el
aire.
Sin
embargo
esa
teoría
no
es
completamente
cierta,
pues
si
así
fuera
ningún
avión
pudiera
volar
de
cabeza
como
lo
hacen
los
cazas
militares
y
los
aviones
de
acrobacia
aérea,
ya
que
al
volar
de
forma
invertida
no
se
crearía
la
fuerza
de
sustentación
necesaria
para
mantenerlo
en
el
aire
al
variar
la
forma
de
las
alas.
De
hecho,
las
alas
de
esos
tipos
de
aviones
son
simétricas
por ambos lados.
Secciones
transversales
de
tres
tipos
diferentes
de
alas:
(A)
ala
estándar.
(B)
perfil
típico
del
ala
de
un
avión
de
acrobacia
aérea.
(C)
ala
de
un
caza
de
combate.
Observe
que
ni
el
ala
“B”
ni
la
“C”
son
planas
por debajo.
De
cualquier
forma
la
teoría
de
Bernoulli
no
es
desacertada
por
completo,
pues
en
realidad
durante
el
vuelo
de
un
avión
el
aire
siempre
se
mueve
más
rápido
por
la
parte
de
arriba
que
por
la
de
abajo
del
ala,
independientemente
de
la
forma
de
su
sección
transversal.
Como
postula
en
parte
el
teorema,
esa
diferencia
de
velocidad
origina
una
baja
presión
encima
del
ala
que
la
succiona
hacia
arriba
y,
por
tanto,
crea
la
sustentación.
Sin
embargo,
contrariamente
a
esa
teoría,
las
partículas
que
viajan
por
arriba
de
un
plano
aerodinámico
nunca
se
llegan
a reencontrar con las que viajan por debajo.