Me preguntaba el sábado de vuelta a casa si habría una manera simple de medir la presión que ejerce un flujo de aire sobre un elemento prependicular... y se me pasó esto por la cabeza.
Me queda desarrollar el diagrama de cuerpo libre y quizás darme cuenta de que no vale para nada, y desde luego buscar un sitio más digno para hacer la foto, pero hasta ahora ha sido divertido. Espero que pueda ser útil. Seguiré con ello.
Me interesa saber qué tenemos entre manos. Quién sopla allá arriba y qué motivos tiene.
Para analizar porqué y cómo se genera el viento, creo que es importante entender como se encadenan factores que generan las formas de viento que conocemos.
Primero debemos tener en cuenta que si no tuvieramos sol, independientemente de otros factores, no habría energía generadora de movimiento. La principal fuerza que mueve el aire es la existencia de un gradiente de presión, generado por el calor de la radiación solar.
Si nuestro planeta, con su atmósfera, fuera irradiado por una estrella pero no girase sobre sí mismo, la circulación generada por el calor sería muy previsible. Habría una circulación de aire frío desde los polos hacia el ecuador, y de aire caliente del ecuador a los polos. El aire frío circularía por los niveles bajos y el caliente, más liviano, por las zonas altas. Los vientos de norte y de sur predominarían.
En Venus habríamos terminado, pero en la Tierra disfrutamos de la posibilidad de trasnochar y eso complica notablemente la circulación atmosférica. La rotación "genera" la llamada fuerza de Coriolis que desvía los movimientos del hemisferio norte hacia la derecha y los del hemisferio sur a la izquierda. Se trata de una fueza débil que afecta a líquidos y gases. Esta fuerza es ficticia y la debemos considerar puesto que observamos y medimos el viento desde un sistema de referencia acelerado (rotación del planeta).
Incluso si nuestro planeta cumpliera con lo anterior, podríamos acercarnos a conocer los movimientos armosféricos con antelación. Pero lo que acaba por dispara la complejidad del sistema es la heterogeneidad de la superficie terrestre. Tanto en sus materiales, su higroscopía, su relieve, su inercia frente a las condiciones geotérmicas,... la diversidad de situaciones hace imposible con los medios de computación actuales predecir con exactitud los movimientos de nuestra atmósfera.
Llegados a este punto me planteo seriamente disminuir la escala y abordar situaciones más previsibles, relacionadas con movimientos locales. Vientos orográficos, brisas, vientos anabáticos, catabáticos, islas de calor...
Por ahora intento encontrar la manera de prever situaciones, de disponer de un marco de trabajo medianamente estable, aunque puede que la solución sea adaptarnos. Me daré un tiempo, no mucho.
'Fundamentos de Meteorología', Sendiña, Irene - Pérez, Vicente. Universidad de Santiago de Compostela. 2006.
El principio de Bernouilli aplicado a la tecnología aeronáutica, explica que una corriente de aire (o cualquier fluido) al encontrar el perfil del un ala, aumenta su velocidad en la cara superior (extradós), disminuyendo la presión del fluido, y se ralentiza en la cara inferior (intradós) aumentando allí su presión. Esta diferencia de presiones origina la sustentación del perfil.
El aire debe salir a la vez por ambos lados y evidentemente por donde recorre más distancia, va más deprisa.
La velocidad del aire que llega al borde de ataque es crucial para obtener sustentación en un ala.
Un incremento en la velocidad relativa del aire, produce un incremento en la sustentación, en definitiva de la componente vertical de la fuerza aerodinámica generada en el ala.
Grosso modo:
L = sustentación = K v² ρα
K=cte.
v=velocidad
ρ=densidad del fluido
α=ángulo de ataque
El mayor peligro es una pérdida de sustentación. Esta se produce cuando el ala no proporciona la suficiente sustentación para mantener el avión en vuelo, para vencer el peso del aparato. Y a raiz de lo expuesto, serán la velocidad relativa del aire y el ángulo de ataque, los factores determinantes de la sustentación.
A mayor velocidad => menor águlo de ataque
A menor velocidad => mayor ángulo de ataque
Ahora bien, existe un ángulo de ataque crítico que una vez superado provoca la ausencia de sustentación y la entrada en pérdida. El ángulo de ataque crítico depende de la sección del ala y para evitarlo a bajas velocidades, o bajas densidades (a grandes alturas por ejemplo o altas humedades), se debe modificar la curvatura del ala con lo que se condigue mayor sustentación con el mismo ángulo de ataque. Para ello se usan "flaps" y "slats" que actúan en el borde de salida o de ataque respectivamente.
¿Podríamos modificar las solcitaciones generadas por las concargas de una edificación usando el viento?
¿Podríamos actuar sobre las sobrecargas?
Si somos capaces de elevar 300 personas "sólo" con con viento...
Un ejemplo de la utilidad de lo explicado antes, a la hora de recuperar la energía del viento.
Aerodinámica Básica. Materias no específicas del control de tráfico aéreo. AENA 2002.
1. m.Mar. El muy flojo y que sopla con intermisión.
~ cardinal.
1. m. El que sopla de alguno de los cuatro puntos cardinales del horizonte.
~ de bolina.
1. m.Mar. El que viene de proa y obliga a ceñir cuanto puede la embarcación.
~ de proa.
1. m.Mar. El que sopla en dirección contraria a la que lleva el buque.
~ en popa.
1. m.Mar. El que sopla hacia el mismo punto a que se dirige el buque.
2. loc. adv. Con buena suerte, dicha o prosperidad. Ir, caminar viento en popa.
~ entero.
1. m. Cada uno de los cardinales y de los cuatro intermedios.
~ escaso.
1. m.Mar. El que sopla por la proa o de la parte adonde debe dirigirse el buque por alguno de los rumbos próximos, de modo que no pueda caminarse directamente al rumbo o en la derrota que conviene.
~ etesio.
1. m.Mar. El que se muda en tiempo determinado del año.
~ frescachón.
1. m.Mar. El muy recio, que impide llevar orientadas las velas menudas.
~ fresco.
1. m.Mar. El que llena bien el aparejo y permite llevar largas las velas altas.
~ largo.
1. m.Mar. El que sopla desde la dirección perpendicular al rumbo que lleva la nave, hasta la popa, y es más o menos largo según se aproxima o aleja más a ser en popa.
~ maestral.
1. m.Mar. El que viene de la parte intermedia entre el poniente y tramontana, según la división de la rosa náutica que se usa en el Mediterráneo.
~ marero.
1. m.Mar. El que viene de la parte del mar.
~s alisios.
1. m.pl. vientos fijos que soplan de la zona tórrida, con inclinación al nordeste o al sudeste, según el hemisferio en que reinan.
~s generales.
1. m.pl. Los que reinan constantemente en varios climas o partes del globo durante ciertas estaciones o número de días.
~ solar.
1. m.Fís. Radiación emitida por el Sol de forma continua y en todas las direcciones, constituida principalmente por protones.
~ terral.
1. m.Mar. El que viene de la tierra.
a buen ~ va la parva.
1. expr.coloq.U. para dar a entender que un negocio, pretensión o granjería va por buen camino.
afirmarse el ~.
1. loc. verb.Mar. Fijar su dirección.
alargar el ~.
1. loc. verb.Mar. Soplar más largo, o más para popa, de lo que soplaba respecto a la embarcación que navega en derrota.
a los cuatro ~s.
1. loc. adv. En todas direcciones, por todas partes.
a mal ~ va la parva.
1. expr.coloq.U. para dar a entender que un negocio, pretensión o granjería no va por buen camino.
beber alguien los ~s por algo.
1. loc. verb.coloq. Desearlo con ansia y hacer cuanto es posible para conseguirlo.
