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  • La sustentación en los aviones:

    ¿Dónde volaría mejor un avión de todo el Sistema Solar?

Hay quien piensa que los aviones vuelan por arte de magia (bueno, esperamos que no sean muchos), pero la realidad es que todo se basa en la física y seguro que tú, como fiel lector de nuestro blog, ya lo sabes.

Y es que, en algunas de nuestras últimas publicaciones, ya te hemos hablado de conceptos clave para entender por qué los aviones vuelan: el efecto Venturi, el Principio de Bernoulli e, incluso, el efecto de la fuerza g al pilotar un avión.

En el post de hoy, hablamos de la sustentación en los aviones y, para ello, es primordial hablar de densidad: qué es, cómo influye en la sustentación y cuál es su variabilidad a la hora de planificar un vuelo. ¿Listo? ¡Comenzamos!

Qué es densidad y qué tiene que ver con la sustentación

Antes de empezar a hablar sobre la densidad en la aviación, veamos el concepto genérico.

Llamamos densidad a la relación entre la masa y el volumen de un objeto, y nos referimos a ella con la letra griega rho ρ.

En el Sistema Internacional, la unidad de medida de la densidad es el kilogramo por metro cúbico, kg/m³.

La manera más sencilla de comprender el concepto de la densidad es con un ejemplo:

Imagínate dos maletas iguales en tamaño y totalmente llenas; una contiene paja y la otra contiene con plomo. ¿Cuál pesa más? Está claro que la de plomo.

Esto se debe a que el valor de la densidad del plomo es mucho mayor que la de la paja y, aún con el mismo volumen, pesa muchísimo más.

Ecuación de la sustentación

La sustentación en los aviones, o lift en inglés, se calcula con la siguiente fórmula:

Para que un avión pueda volar, la sustentación debe ser igual o superior a su peso. A iguales valores de velocidad, tamaño, forma y posición del ala, el único valor que es independiente del avión en sí, es la densidad de la atmósfera. Y es que, a mayor densidad, mayor sustentación.

Este es el motivo por el que un avión vuela con mayor facilidad a baja altitud y solo puede ascender hasta cierto punto (techo de servicio) por reducirse la densidad de la atmósfera.

Pero, ¿siempre hay la misma densidad? Qué va, ¡para nada! La densidad cambia continuamente, ya sea por las variaciones en la temperatura o por la altitud.

Cuanto más alto vuela un avión, y también cuanto más alta es la temperatura, más baja es la densidad. Por esta razón, las peores condiciones de sustentación en los aviones es volar a gran altura en un día de mucho calor.

Y es que, aunque no lo creas, las variaciones en la densidad se notan muchísimo al volar. Por ejemplo, nuestras DA20, durante el invierno, permiten una tasa de ascenso de unos 1000 pies por minuto; mientras que, durante el verano, se reduce hasta los 750 pies por minutos… ¡Es un 25% menos!

Y, ¿qué es la altitud de densidad?

En aviación, trabajamos con la altitud de densidad, un término que relaciona la densidad actual con la altitud en la atmósfera estándar.

Por ejemplo, si despegas de un aeródromo con una elevación de 2000 pies y a unos 30ºC, es normal que, al poco tiempo de despegar, el avión marque una altitud de densidad cercana a los 6000 pies. Esto quiere decir que el avión se comportará como si estuviese volando mucho más alto de lo que realmente está.

Y si en aviones generales es notable, imagina en los aviones comerciales. Por eso, es fundamental que los pilotos se aseguren de que las condiciones atmosféricas respetan los límites de performance del avión en todo momento.

Quito, un aeropuerto muy peculiar

Si le preguntas sobre altitud de densidad a cualquier piloto comercial, probablemente, el aeropuerto de Quito se convierta en protagonista.

El aeropuerto internacional Mariscal Sucre, en Quito (Ecuador), está situado a casi 9200 pies de altitud (2800 metros sobre el nivel del mar). Esto, sumado a sus casi 30ºC en verano, hace que los aviones comerciales tengan que ajustar al milímetro sus hojas de carga.

Cuál es el lugar con más sustentación de todo el Universo

Y volviendo a la ‘loca’ pregunta que te planteamos al principio de este post sobre la sustentación en los aviones. De todo el sistema solar, ¿en qué lugar volaría mejor un avión?

En la luna de Saturno, Titán, encontramos solo una séptima parte de la gravedad terrestre y una atmósfera mucho más densa, en la que un avión volaría sin ninguna dificultad.

De hecho, una persona con unas alas adosadas a la espalda, podría levantar el vuelo, fácilmente, solo moviendo sus brazos. Podemos decir, entonces, que se trata del lugar con más sustentación de todo el Universo conocido.

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