fbpx
  • Principio de Bernoulli:

    ¿Por qué vuelan los aviones?

Una de las preguntas más frecuentes entre los interesados por todo lo relacionado con aviación es: ¿Por qué vuelan los aviones? Y es que, ¿cómo es posible que tamañas moles metálicas sean capaces de mantenerse en el aire?

Para explicar el vuelo de los aviones, debemos atender a una serie de principios básicos de aerodinámica, de los cuales ya te hemos hablado de algunos, como es el caso del empuje vectorial o la fórmula de la Sustentación.

Hoy, sin embargo, queremos hablarte del principio de Bernoulli, de la dinámica de fluidos, y de las fuerzas horizontales y verticales que permiten que un avión pueda mantenerse en vuelo.

Además, compartiremos contigo algunos ejemplos cotidianos de esta teoría que te permitirán entender mejor sus aplicaciones. ¡Comenzamos!

Qué es el Principio de Bernoulli

En el siglo XVIII, el matemático, físico y médico suizo, Daniel Bernoulli, enunció el principio que lleva su nombre y que podemos encontrar en su obra “Hidrodinámica”, publicada en el año 1738.

Este principio describe el comportamiento de los fluidos en un circuito cerrado. Concretamente, el Principio de Bernoulli promulga que cualquier líquido o gas que aumente su velocidad de movimiento, también verá disminuida su presión.

En realidad, el principio de Bernoulli es una descripción de la ley de conservación de la energía, cuya definición nos dice que, en un fluido ideal, la energía permanece constante a lo largo de todo el recorrido del conducto cerrado.

Esta situación ideal de los fluidos se presenta cuando no existe rozamiento ni viscosidad.

Ecuación del Principio de Bernoulli

Antes de analizar la ecuación de Bernoulli, es importante conocer los tres componentes de la energía que se presentan en una situación ideal, esa en la que no existe rozamiento ni viscosidad.

Son estos:

  • Energía cinética: es la que aparece gracias a la velocidad del fluido
  • Energía potencial: está relacionada con la altura del fluido
  • Energía de presión: surge con la presión que ejerce el propio fluido

La ecuación de Bernoulli es la siguiente:

Donde:

  • V = velocidad
  • p = densidad del fluido (líquido o gas)
  • P = presión
  • g = aceleración gravitatoria
  • z = altura en la dirección de la gravedad

Como ves, la ecuación está formada por tres partes que se corresponden con las energías antes citadas. La primera pertenece a la energía cinética, la segunda es la energía de presión, y la última parte de la fórmula se corresponde con la energía potencial.

La suma de las 3 energías tiene que permanecer constante. En el caso de que varíe cualquiera de ellas, de forma obligatoria habrá una modificación en las demás para que se mantenga la constante.

Por qué vuelan los aviones con el Principio de Bernoulli

El motivo principal que hace que los aviones puedan volar, son las fuerzas que actúan sobre ellos cuando están en el aire. Y son cuatro: dos en horizontal (la fuerza de empuje y su opuesta, la aplicada), y dos en vertical.

En las fuerzas verticales entra en juego, por un lado, el peso del avión que tira hacia abajo de la aeronave y, en contra de este, la fuerza de sustentación que es la que consigue levantarla.

Aquí debemos prestar especial atención a la forma de las alas de los aviones. Y es que la parte superior está más curvada que la inferior, que es más recta. Esto hace que el aire que circula por encima del ala tenga más superficie, lo que consigue que viaje a más velocidad que el aire de la parte inferior.

Y la principal consecuencia de este cambio de velocidad en el aire que circula sobre y bajo el ala de un avión, está en que se crea una diferencia de presión.

Tal y como estamos viendo en este artículo, con la definición del principio de Bernoulli, donde la suma de las presiones debe ser constante, lo que ocurre con el aire en este caso es que la menor presión de la parte superior del ala ejerce una fuerza bajo ella que la impulsa hacia arriba.

Además, tenemos otro momento en el que interviene este principio facilitando el vuelo del avión.

Cuando la aeronave se eleva y las alas están apuntando hacia arriba, la corriente del viento inferior encuentra un obstáculo, las propias alas, que están frenando la aeronave, por lo que su presión aumenta.

Y por el principio de Bernoulli, se produce una fuerza opuesta que impulsa el avión hacia arriba. Por este motivo, es mucho mejor que un avión encuentre el viento de cara cuando va a iniciar su despegue.

3 ejemplos del Principio de Bernoulli en la vida cotidiana

Más allá del despegue y vuelo de los aviones, podemos encontrar múltiples aplicaciones del principio de Bernoulli en nuestra vida cotidiana.

Y no te creas que tenemos que buscar demasiado. A continuación, te mostramos 3 ejemplos cotidianos que están basados en esta teoría:

Aerosoles y atomizadores de perfume

El funcionamiento de estos envases está basado en el comportamiento de los fluidos en movimiento. El fluido sale disparado, es decir, aumenta la velocidad, al detectar una disminución de su presión.

Tuberías

Aquí tenemos un clásico ejemplo donde podemos ver el principio de Bernoulli en acción. Y es que cuando una tubería por la que circula un fluido modifica su diámetro, la velocidad se incrementa mientras que la presión se ve reducida.

Natación

En este caso, vemos el principio de Bernoulli cada vez que el nadador introduce sus manos cortando el agua. Esto consigue disminuir la presión, por lo que incrementa la propulsión del cuerpo del deportista.

En el vuelo de los aviones influyen muchos más principios de Física

Para explicar por qué vuelan los aviones, no solo hemos de estudiar el Principio de Bernoulli, sino que se hace necesario prestar atención a muchos otros principios de la Física.

No obstante, tras el post de hoy, ahora podemos dar una mejor explicación al comportamiento de los aviones, tanto en el momento de despegar como a la hora de elevarse en altura.

Además, no solo estamos aprendiendo sobre aeronáutica porque, como has podido leer, encontramos múltiples aplicaciones de la Física en cualquier gesto de nuestra vida cotidiana.

Si te ha gustado este post, te invitamos a que eches un vistazo a nuestro blog en el que abordamos temas tan curiosos como por qué los aviones no vuelan en línea recta o hacia dónde vuela más rápido un avión.