¿Qué es la aerodinámica?
Seguro muchas veces has leído o escuchado la palabra aerodinámica, y puede que tengas una leve idea al respecto, quizás no sabes lo que en realidad significa. Es que es una palabra muy usada, pero no siempre de la forma correcta. Lo cierto es que la aerodinámica es algo bastante complejo y si bien todos tenemos una idea algo vaga de lo que es, intentaremos dar una definición un poco más acabada. ¡Esperamos que les sea útil!
Una definición sencilla de aerodinámica
Básicamente, la aerodinámica es cómo se mueve el aire alrededor de los objetos. En un sentido un poco más técnico, sería cómo se mueven los gases al interactuar con cuerpos sólidos.
El estudio de la aerodinámica es, justamente, el estudio de la interacción entre un objeto que se mueve y el medio por el cual lo hace. Las características físicas del objeto, junto con las características físicas del medio, dan como resultado una dinámica específica de movimiento. Es decir, una aceleración, dirección y velocidad determinada.
¿Para qué sirve conocer los principios de la aerodinámica?
La aerodinámica es una rama de la mecánica de fluidos, que es una rama de la mecánica, que es una rama de la física. Se especializa en estudiar los principios y las leyes que rigen las interacciones entre el aire y los objetos.
Conocer los principios de la aerodinámica es útil en una larga lista de actividades. Desde elevar y pilotear un avión, hasta conducir un vehículo o patear un balón. Cada vez que nos movemos o lanzamos un objeto actúan una cantidad de principios físicos que normalmente no advertimos.
Cuanto más rápido es el movimiento, más notable es la interacción. Por ejemplo, cuando caminamos no notamos cómo el aire a nuestro alrededor interactúa con nosotros. Sin embargo, cuando corremos podemos notar cómo nos afecta la intensidad y la dirección de la corriente de aire. Lo mismo sucede si el objeto está fijo y es el aire el que se mueve, es decir, hay mucho viento. A grandes velocidades, el aire nos genera fricción, intenta frenarnos. Para reducir la fricción cuando conducimos una moto, por ejemplo, nos recomiendan inclinarnos hacia adelante. Al agacharnos, el objeto —que en este caso es la moto junto con nuestro cuerpo— se vuelve más compacto y el aire encuentra menos superficie sobre la cual generar la fricción.
La aerodinámica y la aeronáutica
Si bien la aerodinámica es algo que podemos observar en pequeñas cosas, en la actualidad su principal utilidad es en el campo de los aviones y naves espaciales. Hoy en día nuestro mundo depende de poder trasladar objetos, información y personas de forma rápida y eficiente. Gracias a los aviones lo hemos logrado, y se estima que en un día se producen más de 93.000 vuelos.
¿Cómo vuelan los aviones? La aerodinámica nos lo puede explicar. El principio básico por el que vuelan los aviones es el principio de Bernoulli, que sostiene que "la presión ejercida por un fluido es inversamente proporcional a su velocidad de flujo." A medida que el avión incrementa su velocidad, logra que el fluido que lo rodea (el aire) ejerza menos presión.
Ahora bien, ¿cómo logra optimizar su vuelo un avión? Es decir ¿cómo puede aumentar su velocidad para sufrir menos presión y volar de forma más eficiente y segura? La respuesta es sencilla: gracias a un diseño aerodinámico.
Un diseño aerodinámico implica superficies que generen la menor cantidad de fricción posible. Los ingenieros tienen en cuenta cada detalle de los aviones que diseñan, cada metro cuadrado del avión tiene que que estar perfectamente diseñado. Pero el verdadero secreto de por qué vuelan los aviones, son sus alas.
En el siguiente video veremos las fuerzas que actúan sobre un avión en movimiento, así como la explicación de por qué las alas de los aviones tienen un diseño aerodinámico.
- Ver también: «¿Por qué vuelan los aviones?»
La aerodinámica en la naturaleza
- Ver también: «La primera ley de Newton (Ley de Inercia)»
La aerodinámica no es algo propio de las alas de los aviones y los diseños de los autos. Por el contrario, gracias a la aerodinámica que podemos entender, por ejemplo, por qué vuelan las aves. Las aves son seres vivos relativamente sofisticados, por lo tanto no podemos explicar su vuelo solamente por la forma de su cuerpo. Su piel y pelo, su pico y su forma de alimentación, también son variables importantes para entender por qué vuelan.
La forma que tienen sus alas, así como la posición del cuerpo al volar, le permite a las aves elevarse y volar. Las aves no tienen turbinas debajo de sus alas, por lo tanto para mantenerse en el aire deben agitarlas de forma rápida y continua. Cuanto más rápido agitan sus alas, menos presión ejerce el aire sobre su cuerpo. A su vez la postura del cuerpo, casi totalmente horizontal, favorece el flujo de aire reduciendo la superficie de presión.
Interesante, ¿no? ¿Crees que podrías agitar tan rápido tus brazos como para elevarte y mantenerte volando? Bueno eso no es posible, pero lo dejaremos para otro artículo.