Aunque coloquialmente la llamemos fuerza, en realidad, la fuerza g es una medida que determina la aceleración producida por la gravedad terrestre en un objeto o individuo.
Además, debes saber que se representa mediante la letra g minúscula (para diferenciarla de la constante gravitacional, G) y cursiva (para diferenciarla del símbolo del gramo, g).
Las fuerzas g más conocidas son 0 g, que se experimenta en ambientes carentes de gravedad; y 1 g, que es la fuerza experimentada por cualquier objeto sobre la superficie terrestre a nivel del mar.
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¿Cómo funciona la fuerza g?
Para que sea más fácil de entender, vamos a utilizar de ejemplo una situación de lo más cotidiana: viajar en coche.
Cuando viajamos sentados en un vehículo, experimentamos fuerzas g cada vez que éste cambia de dirección y/o velocidad. De esta forma, cuando el vehículo acelera o frena, nuestro cuerpo soporta fuerzas g longitudinales (de atrás hacia adelante, o viceversa); mientras que, cuando cambia de dirección, experimentamos fuerzas g laterales (de un lado a otro).
Además, cuanto más brusco sea el cambio, más alta será la fuerza g que nuestro cuerpo soporte.
¿Y qué hay de las fuerzas g al pilotar un avión?
Para que un avión vuele, solo hay que aplicar una cantidad de fuerza g hacia arriba que sea equivalente al peso. Parece sencillo, ¿verdad?
En realidad, cualquier cambio en velocidad, altura o giro, sobre alguno de los ejes de un avión, provocará nuevas fuerzas g que pueden anular parte del peso o, por el contrario, aumentarlo.
De hecho, el manejo de las fuerzas g es parte del entrenamiento como piloto; adquiriendo algunos la destreza de jugar con ellas para servir un té boca abajo sin derramar ni una sola gota. ¿Quieres verlo? ¡Pues no te pierdas el vídeo!
Cómo calcular las fuerzas g
Ahora que ya sabes que son las fuerzas g, profundicemos un poco…
Cuando un piloto inicia un giro, las fuerzas g sobre su cuerpo aumentan; pero, ¿cómo sabe el piloto a cuantas g se somete? Muy sencillo.
Existe una fórmula que relaciona los grados de inclinación del avión durante el giro con las fuerzas g que se generan:
1/cos(alpha) = fuerzas g
Siendo alpha los grados de inclinación del avión
Sustituyendo valores en la fórmula, podrás comprobar que un viraje de 45 grados equivale a 1,41 g; mientras que en un viraje de 60 grados, ¡se alcanzan las 2 g!
De todas formas, no creas que tienes que hacer cálculos mientras vuelas, ¡tranquilo! La mayoría de los aviones ya están equipados con medidores de fuerzas g.
Las fuerzas g y los pilotos
Las fuerzas g tienen efectos bastante notables sobre los pilotos. Por ejemplo, si el piloto pesa 80 kg, en un viraje de 60 grados su peso se duplicará alcanzando los 160 kg. Así que, de repente, mover los brazos y las piernas será más difícil. ¡Pero no te preocupes! Los pilotos están entrenados para ello.
En casos de fuerzas g muy fuertes, podría producirse el llamado black out, que es cuando la sangre se desplaza hacia la parte baja del cuerpo provocando la pérdida de visión a penas unos segundos. Si has visto la película Top Gun: Maverick, sabes de qué hablamos.
Aunque en aviación comercial las fuerzas g son mínimas, en aviación militar los pilotos se enfrentan a ellas continuamente; es por esto que van equipados con trajes especiales que comprimen el tren inferior, haciendo que la sangre no fluya con tanta facilidad hacia abajo.
Con el entrenamiento y las técnicas adecuadas, los pilotos militares y acrobáticos son capaces de soportar hasta 10 g. Alucinante, ¿verdad?
Entrenamiento de los pilotos para soportar las fuerzas g
¿Sabes ese hormigueo que sientes en la barriga cuando bajas en ascensor rápido? Seguro que alguna vez lo has sentido. ¡Son las fuerzas g en tu cuerpo! Es lo mismo cuando montas en una atracción o bajas una rampa con el coche.
La primera vez puede que te impresione; pero, si lo repites varias veces, tu cuerpo se acostumbrará y dejarás de sentirlo. Pues lo mismo les pasa a los pilotos y en eso se basa el entrenamiento para soportar las fuerzas g. A medida que su experiencia aumenta con más y más horas de vuelo, los efectos de las fuerzas g disminuyen.
En el Ejército, tienen unas máquinas que giran sobre sí mismas a alta velocidad y que permiten a los pilotos simular los efectos de las fuerzas g. De hecho, estas máquinas son utilizadas también para entrenar a los astronautas.
Fuerzas positivas y fuerzas negativas
Y ahora que ya sabes un poco más, ¡subamos de nivel!
Las fuerzas g se clasifican en dos tipos: las fuerzas g positivas y las fuerzas g negativas.
Por un lado, las fuerzas g positivas son las que se generan durante los giros o ascensos pronunciados; provocando que la sangre se acumule en las partes más bajas del cuerpo.
Por otro lado, las fuerzas g negativas se producen cuando accionamos los controles con fuerza hacia delante o en descensos pronunciados, y, al contrario que las positivas, éstas provocan que la sangre circule hacia la cabeza.
Las g más incómodas y difíciles de soportar son las negativas, ya que no estamos tan acostumbrados a ellas en nuestro día a día.
Categorías de aviones según las fuerzas g que pueden soportar
Al igual que sucede con las personas, no todos los aviones pueden soportar las mismas fuerzas g. Por esta razón, existen varias categorías:
Normal
Máximo positivo: 3.8 g
Máximo negativo: -1.52 g
Utility
Máximo positivo: 4.4 g
Máximo negativo: -1.76 g
Acrobático
Máximo positivo: 6 g
Máximo negativo: -3 g
Avión comercial
Máximo positivo: 2.5 g (2 g si los flaps están extendidos)
Máximo negativo: -1 g
Es importante que los pilotos conozcan el límite de su avión para evitar cargas excesivas. Además, cuanto mayores son las fuerzas g a las que se ve expuesto un avión, más específico debe ser su mantenimiento.
