CIENCIA FÁCIL Nº 176
Serie Juguemos a los ¿por qué? / ¿Por qué los aviones vuelan?
(08/09/10 – Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por María Cristina Chaler)-. El hombre siempre copio a la naturaleza para inventar confort y tecnología, no por casualidad los aviones tiene formas de pájaros o de insectos voladores, el diseño de las alas de estos les permite volar con facilidad.
Un avión puede llegar a pesar entre 500 y 600 toneladas (1 tonelada = 1000kg) en tierra, alcanza los 1000 Km. /h de velocidad y vuela cerca de los 13000m de altura, donde las temperaturas son muy frías y las presiones muy bajas, de modo que en su diseño y en los materiales que lo constituyen hay que tener en cuenta no sólo que debe remontarse en el aire sino que se enfrentará a condiciones atmosféricas extremas que deberá superar.
Nos sorprende que un vehículo tan pesado como un avión y además cargado de personas se desprenda del suelo, venciendo la fuerza de gravedad y sea capaz de volar y es bueno preguntarnos ¿por qué lo puede hacer? Quizás lo tomamos con naturalidad sin preguntarnos por qué.
La forma del avión no es casual, sus alas están diseñadas con cálculos tales que, al igual que a los pájaros, ayudan muchísimo a que semejante mole remonte. En ellas se generan con el rozamiento del aire diferencias de presiones entre la parte superior (extradós) y la parte inferior (intradós) que a su vez generan fuerzas de abajo hacia arriba, llamadas de sustentación, que son capaces de sostener al avión en el aire.
En el momento del asenso, las fuerzas que actúan por debajo del ala lo empujan hacia arriba y las que actúan por arriba lo succionan hacia arriba. Estas fuerzas van variando según la velocidad del avión y con el control de los comandos del piloto, de modo que éste ascenderá, descenderá, se inclinará y rotará en el aire.
El aire es un fluido, es decir, materia en movimiento, de modo que a avión volando, lo podemos asemejar a un sólido qué se mueve dentro de la materia gaseosa. La parte de la física que estudia las fuerzas que aparecen en ese sólido recibe el nombre de aerodinámica.
Los físicos, que siempre se preguntan el por qué de los fenómenos físicos, han estudiado las fuerzas aerodinámicas en estas condiciones y vieron que no dependen sólo de la velocidad sino también de la temperatura, la presión y la densidad del fluido en que se encuentre sumergido. (En el caso del avión el fluido es el aire atmosférico).
Hay una serie de cálculos matemáticos que deben en cuenta los ingenieros aeronáuticos a la hora de diseñar un avión, ya que todos estos factores mencionados son de gran importancia para evitar peligros en el vuelo. Una leve variación en el diseño de las alas modifica significativamente las fuerzas de sustentación durante el vuelo.
Día a día se hacen investigaciones para modificar diseños de modo que el vuelo se torne más seguro y eficaz.
Sigamos jugando a pensar como investigadores planteándonos ¿por qué? y dudando de las verdades absolutas.