Lectura – La ciencia detrás de la sustentación y la presión en la aviación
¿Qué es el efecto Venturi?
El efecto Venturi es un fenómeno físico que ocurre cuando un fluido en movimiento pasa a través de una región estrecha de un conducto, lo que resulta en una disminución de la presión en esa región. Este efecto fue descrito por primera vez por el científico italiano Giovanni Battista Venturi a principios del siglo XIX.
Cuando un fluido, como un gas o un líquido, fluye a través de una sección estrecha de un conducto, la velocidad del fluido aumenta en esa sección y la presión disminuye. Esta disminución de la presión se debe a la conservación de la energía: la energía cinética del fluido aumenta a medida que su velocidad aumenta, y esta energía se obtiene a expensas de la energía de presión.
El efecto Venturi tiene diversas aplicaciones en la ingeniería y la tecnología, como en la medición de caudales en tuberías, en los carburadores de los motores de combustión interna, y en la aerodinámica de los aviones. Además, se utiliza en dispositivos como los medidores de flujo Venturi para medir la velocidad del flujo de fluido en diversos procesos industriales.
¿Cómo se relaciona con los aviones?
En la aviación, el efecto Venturi se relaciona principalmente con la aerodinámica de las alas de los aviones. La forma de las alas y el perfil aerodinámico de las mismas están diseñados para aprovechar el principio de Bernoulli, que está estrechamente vinculado al efecto Venturi.
Cuando un avión se desplaza a través del aire, el diseño de las alas crea diferencias en la velocidad del aire que fluye alrededor de ellas. En particular, la parte superior del ala tiende a ser más curva que la parte inferior. Según el principio de Bernoulli, la velocidad del aire aumenta cuando pasa por encima de una superficie curva, lo que resulta en una disminución de la presión en esa región.
Esta diferencia de presión entre la parte superior e inferior del ala crea una fuerza ascendente conocida como sustentación, que es esencial para que un avión pueda elevarse y mantenerse en vuelo. En esencia, el efecto Venturi contribuye a la generación de sustentación al crear una diferencia de presión mediante la aceleración del flujo de aire sobre el ala.
¿De qué manera se relacionan el principio de Bernoulli y el efecto Venturi?
El principio de Bernoulli establece que en un flujo de fluido constante, la energía total por unidad de masa del fluido es constante. Esta energía se divide en tres componentes: energía de presión, energía cinética y energía potencial gravitatoria. Cuando el fluido se mueve a través de una región con una velocidad diferente, se produce una variación en la energía de presión y cinética.
El principio de Bernoulli proporciona la base teórica subyacente, mientras que el efecto Venturi es un ejemplo práctico de cómo este principio se manifiesta en un conducto con una sección transversal variable. Ambos conceptos están interrelacionados en la comprensión de fenómenos relacionados con el flujo de fluidos.
¿Por qué se tapan los oídos al viajar en avión?
La sensación de oídos tapados o la necesidad de equalizar la presión en los oídos durante un vuelo está relacionada con los cambios en la presión atmosférica que ocurren a medida que la altitud de la aeronave cambia. Esto está vinculado a los principios de la física de los fluidos, pero en este caso, no es directamente el efecto Venturi, sino más bien el cambio de presión atmosférica.
Cuando un avión asciende o desciende, la presión atmosférica cambia. En un ascenso, la presión disminuye a medida que la aeronave gana altitud, y en un descenso, la presión aumenta a medida que la aeronave desciende. Los oídos están conectados con la parte exterior del cuerpo a través de la trompa de Eustaquio, un conducto que se extiende desde la parte posterior de la garganta hasta el oído medio. Este conducto ayuda a igualar la presión entre el oído medio y el entorno.
Cuando hay una diferencia significativa entre la presión en el oído medio y la presión exterior (como durante un cambio rápido de altitud en un vuelo), puede causar que los oídos se sientan tapados o incluso causar dolor. Para aliviar esta sensación, se puede realizar la maniobra de Valsalva, que consiste en cerrar la boca, pinzar la nariz y exhalar suavemente para forzar la apertura de la trompa de Eustaquio y permitir que el aire fluya hacia o desde el oído medio para igualar la presión.
Continúa con la actividad “Ecuación de Bernoulli“; al finalizar podrás seguir practicando con un Kahoot!