Túneles de viento: de los datos a las fórmulas
Modelizando
Cuando vas en patinete, en bicicleta e incluso al caminar, debes vencer la resistencia al aire.
Esta resistencia depende de varios elementos, uno de ellos es la forma del objeto que se mueve, otro es el material del que está hecho.
La posición de tu cuerpo y la ropa que lleves influirá en el esfuerzo que debas hacer.
Estas cuestiones se estudian de forma controlada dentro de los túneles de viento.
En ellos se hace pasar el aire alrededor del conjunto y se mide cómo fluye.
Los datos se recogen con unos sensores y luego se analizan.
Vas a repasar algunas expresiones que ya conoces al tiempo que aprendes cómo aplicarlas en situaciones de la vida real relacionadas con la aerodinámica.
Los coeficientes
¿Recuerdas el significado de la palabra coeficiente? Es un número que aparece en una fórmula.
Por ejemplo, en la fórmula del perímetro del cuadrado 4l, el coeficiente es el 4, que indica que tiene cuatro lados que miden lo mismo: l.
En física, un coeficiente indica una propiedad. Habitualmente, se indica con una letra, aunque detrás hay un número, algo similar a lo que ocurre en matemáticas con el número pi, π = 3,1415...
Por ejemplo, el coeficiente aerodinámico, el Cx, mide la resistencia de un objeto al moverse a través del aire. En inglés aparece a veces como Cd (por la palabra drag, arrastre).
No tiene unidades, y se suele calcular de forma experimental, usando los túneles de viento.
El Cx
El Cx, también llamado Cd (drag, en inglés), es una medida de la resistencia que hace el coche para moverse. No tiene unidades.
Si es bajo, la resistencia es menor y, si es alto, es mayor.
Además, cuanto más bajo sea, menos combustible consume el coche, por eso es tan importante reducirlo.
La mayoría de los coches tienen un coeficiente entre 0,3 y 0,5.
Una placa cuadrada de 1 m x 1 m tiene un Cx aproximado de 1.
Sin embargo, el ala de un avión tiene un Cx de 0,05.
Estos cálculos se hacen en túneles de viento, o con simulaciones por ordenador.
Piensa... ¿qué Cx tiene un coche de carreras?
La forma ideal
Estos son distintos coeficientes de resistencia, según la forma del objeto.
Fíjate como los más bajos tienen forma de "gota de agua", por eso algunos prototipos de coche se basaron en esta forma.
Además del área frontal influye su forma tridimensional, en especial la parte trasera.
Otros elementos, como el espejo retrovisor o un alerón, pueden alterar estos valores.
¿Cuál será la forma ideal?
Túnel en Galicia
En Galicia hay varios túneles de viento, uno de ellos está en el CITEEC (Centro de Innovación Tecnolóxica en Edificación e Enxeñería Civil de la UDC).
En un reciente reportaje hecho por el periódico La Voz de Galicia", se muestra cómo funciona y su importancia para la investigación gallega.
Lectura facilitada
Cuando vas en patinete debes vencer la resistencia al aire.
También en bicicleta y al caminar.
Esta resistencia depende de varios elementos.
Uno de ellos es la forma del objeto que se mueve.
Otro es el material del que está hecho.
La posición de tu cuerpo influirá en el esfuerzo que debas hacer.
La ropa que lleves.
Estas cuestiones se estudian en los túneles de viento.