De una agradable lectura veraniega de ciencia divulgativa titulada "Lo que Einstein le contó a su barbero" del autor Robert L. Wolke, extraigo los siguientes párrafos:
No se trata de Bernoulli
"...Cuando me «enseñaron» lo que hace volar a un avión, quedé confundido. A pesar del hecho de que muchos manuales de aviación atribuyen la sustentación del avión a algo llamado principio de Bernoulli, ésta no es la razón principal por la que los aviones se mantienen en el aire. Tan sólo resulta ser una explicación fácil y rápida, pero como todas las respuestas sencillas es engañosa. Primero pongamos al matemático suizo Daniel Bernoulli (1700-1782) en el estrado de los testigos y veamos qué es lo que tiene que decir.
En 1738, Bernoulli descubrió que al aumentar la velocidad de un fluido en movimiento (líquido o gas), su presión en las superficies adyacentes disminuye. Por ejemplo, el aire que sopla como viento horizontal no tiene el tiempo o la energía, puede decirse, para apretar con mucha fuerza contra el suelo.
¿ Cómo afecta esto a los aviones?
La superficie superior de un avión convencional está redondeada hacia arriba, mientras que la superficie inferior es relativamente plana. Al volar el avión, el aire pasa rápidamente por estas dos superficies. En su camino hacia el extremo trasero del ala, el aire en la superficie superior tiene más espacio que recorrer debido a la forma curvada del ala. Los defensores de la tesis «Bernoulli hace volar a los aviones» argumentan que el aire superior e inferior debe alcanzar la parte trasera del ala al mismo tiempo (esto recibe el nombre del supuesto del mismo tiempo de tránsito) y que como el aire de la parte superior debe recorrer más espacio, ha de moverse más deprisa.
De acuerdo con el señor Bernoulli, entonces, el aire más rápido de la parte superior ejerce menos presión en el ala que el aire más lento de la parte inferior, de modo que el ala es empujada hacia arriba por una fuerza neta llamada levantamiento.
Todo eso está muy bien excepto por una cuestión: el aire de la parte superior y el de la parte inferior no tienen que alcanzar el extremo trasero del ala al mismo tiempo; la asunción del mismo tiempo de tránsito es simplemente incorrecta, por mucho que muevan los brazos los profesores de física y los instructores de vuelo para intentar justificarlo. Usted y yo podemos olvidar nuestra vergüenza al no haber entendido nunca ese punto en el colegio. Simplemente no hay una buena razón por la que el aire de la parte superior tenga que llegar al extremo trasero del ala al mismo tiempo que el aire de la parte inferior. El efecto de Bernoulli sí que contribuye en algo de levantamiento al ala de un avión, pero por sí mismo requeriría un ala que o bien tuviese la forma de una ballena jorobada o bien viajase a una velocidad extremadamente alta.
Gracias, señor Bernoulli. Ya puede usted bajar del estrado. Llamamos ahora al señor Isaac Newton al estrado. Las tres leyes de Newton para el movimiento son el fundamento acorazado de nuestro entendimiento de cómo se mueven las cosas. La mecánica de Newton (a distinción de la mecánica cuántica y la relatividad) puede explicar el movimiento de cualquier objeto, siempre y cuando no sea demasiado pequeño (más pequeño que un átomo) ni se mueva demasiado rápido (cerca de la velocidad de la luz). Newton descubrió sus leyes para el movimiento de objetos sólidos, pero también puede aplicarse a las interacciones entre las alas de los aviones y el aire. Veamos cómo. La tercera ley del movimiento de Newton (de nuevo) dice que para cada acción debe haber una reacción igual y opuesta. De modo que si el ala del avión está siendo empujada o levantada hacia arriba, entonces forzosamente otra cosa está siendo empujada hacia abajo. Lo está. El aire.
El ala debe estar soplando una corriente de aire hacia abajo con una fuerza igual al levantamiento que está obteniendo...."
"...Cuando un fluido como el agua o el aire fluye a lo largo de una superficie curvada, tiende a aferrarse a la superficie con más fuerza de la que uno se espera. Este fenómeno se conoce como el efecto de Coandă. Como efecto de este agarre, el flujo de aire sobre las superficies del ala está obligado a abrazar las formas del ala. El aire de la parte superior del ala se agarra a la superficie superior y el aire de la parte inferior del ala se agarra a la superficie inferior. Las corrientes no sólo toman diferentes caminos, sino que como consecuencia de la forma de las alas terminan por fluir en distintas direcciones en la parte trasera del ala. No es como si el ala estuviera simplemente cortando el aire como una cuchilla plana, apartando el aire para pasar y a continuación devolviéndolo a la posición original tras pasar el ala. Al encontrarse el aire de la parte superior del ala con el frontal del ala, primero fluye hacia arriba por la superficie y a continuación hacia abajo conforme abandona la parte trasera del ala. Pero la forma del ala lo lleva más abajo de donde comenzó: abandona el extremo trasero del ala en dirección descendente.
En otras palabras,
el aire de la parte superior del ala está siendo realmente lanzado hacia abajo por la forma del ala. Y de acuerdo con la tercera ley de Newton, el ala es empujada, por lo tanto, hacia arriba con una cantidad de fuerza equivalente. ¡Voila! ¡Levantamiento! ¿Piensa usted que esto sólo puede ser una pequeña cantidad de fuerza, viniendo como viene sólo de un golpe del aire? ¡Ja! Piénselo de nuevo. Incluso un avión pequeño como un Cessna 172 volando a 110 nudos (204 kilómetros por hora) está bombeando de tres a cinco toneladas de aire hacia abajo cada segundo. Piense en los cientos de miles de toneladas de aire que un Boeing 747 de 360.000 kilos está bombeando hacia abajo cada segundo para levantarse del suelo y mantenerse en el aire. Todavía podemos dar más reputación a Isaac Newton por levantar aviones, porque la sustentación no viene toda de este efecto (y de una ligera ayuda del señor Bernoulli)..."
Efecto Coandă en el agua discurriendo por una cuchara
Experimentos demostrativos del efecto Coandă
Vaya, así que propulsión a chorro por el borde de salida de la vela. Artículo completo del ebook por privado. Saludos y feliz verano a todos los compañeros.
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Fuentes:
Principio de Bernoulli:
http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli)
Efecto Coandă:
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Coand%C4%83Preview de Google Books:
http://books.google.es/books?id=QL3sB2Ji9jEC&printsec=frontcover&hl=es&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false
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