Los aviones forman remolinos de aire al volar debido a la diferencia de presión entre la parte superior e inferior de sus alas, creando así una sustentación que mantiene el avión en el aire.
Cuando un avión vuela, sus alas separan el aire en dos flujos: uno arriba, otro abajo. La forma particular del ala hace que el aire arriba se acelere, creando una zona de baja presión, mientras que abajo, la presión permanece más alta. Esta diferencia de presión obliga al aire a querer rodear las puntas de las alas, creando así zonas de fuerte agitación en las extremidades, dando origen a vórtices llamados vórtices marginales. Como estos dos flujos de aire buscan naturalmente equilibrarse, comienzan a girar uno alrededor del otro: así es como aparecen los vórtices visibles detrás de ciertos aviones en vuelo (a veces incluso visibles bajo ciertas condiciones meteorológicas como un ambiente húmedo o brumoso). Cuanto mayor sea la diferencia de presión entre arriba y abajo, más marcados se vuelven estos vórtices. Esto es especialmente cierto cuando un avión vuela lentamente, con las alas muy inclinadas (en configuración de despegue o aterrizaje).
Cuando un avión vuela, sus alas generan automáticamente vórtices, especialmente en las puntas. ¿De dónde proviene esto? En resumen, por encima del ala, el aire circula más rápido y la presión es más baja. Debajo, es lo contrario: aire más lento y presión más alta. En el extremo de las alas, eso provoca que el aire debajo del ala "quiera escapar" hacia la zona superior, creando un movimiento giratorio: ahí tienes tus famosos vórtices marginales.
Estos vórtices no están ahí solo para verse bien — están directamente relacionados con la sustentación, es decir, la fuerza que permite que tu avión se mantenga en el aire. Al liberar energía en estos vórtices, el ala genera una reacción hacia arriba: eso es exactamente lo que sostiene al avión. No hay manera de evitar completamente estos movimientos giratorios sin sacrificar la capacidad de elevar la aeronave. Así que, aunque cuesten un poco de energía, estos vórtices son en realidad la huella inevitable y necesaria del fenómeno de sustentación.
Al final de las alas de un avión, la diferencia de presión entre el intraesfera (debajo del ala, presión alta) y el extraesfera (encima del ala, presión más baja) genera naturalmente vórtices marginales. Estos vórtices, al enrollarse en las puntas de las alas, crean una turbulencia que tira del aire hacia abajo detrás del aparato. Resultado: el avión debe producir constantemente una fuerza adicional para compensar esta corriente descendente. Esta fuerza necesaria provoca lo que se llama resistencia inducida, una resistencia aerodinámica que penaliza y obliga al avión a consumir más combustible. Cuanto más potentes son los vórtices marginales, mayor es la resistencia inducida, reduciendo así la eficiencia general del vuelo.
Los remolinos de aire dejados detrás de un avión son lo que se llama remolinos marginales, y para ser honesto, pueden ser bastante problemáticos. Estos remolinos, particularmente violentos detrás de los aviones grandes, tardan un tiempo en desaparecer en el aire. Un avión pequeño volando demasiado cerca detrás de una aeronave grande puede quedar atrapado en estas corrientes giratorias, arriesgándose a perder bruscamente el equilibrio y el control—lo cual no es realmente ideal durante el aterrizaje o el despegue. Estas turbulencias peligrosas obligan, por lo tanto, a los aviones a mantener distancias de seguridad estrictas entre ellos en pleno vuelo y durante las fases sensibles. Para facilitar la vida de los pilotos, los controladores aéreos toman muy en serio estos espaciamientos, adaptando regularmente la separación entre vuelos según el tamaño de los aviones involucrados. Algunos aeropuertos incluso utilizan instrumentos especiales para detectar estos remolinos e informar a los pilotos en tiempo real sobre los posibles riesgos.
Para disminuir estos remolinos molestos, los ingenieros aeroespaciales a menudo apuestan por la adición de winglets en los extremos de las alas. Estas pequeñas aletas inclinadas hacia arriba, visibles sobre todo en los aviones recientes, evitan parcialmente que el aire presurizado debajo del ala suba hacia el aire menos denso por encima. Esto permite reducir significativamente la resistencia inducida, lo que significa menos combustible desperdiciado y menos turbulencias. También hay estrategias operativas como aumentar ligeramente el espacio entre aviones durante las fases de aterrizaje y despegue para que estos famosos remolinos tengan tiempo de disiparse naturalmente antes del paso del siguiente avión. Otra solución a veces utilizada es adoptar alas con un perfil especialmente diseñado para distribuir mejor la presión, limitando así la creación de fuertes flujos turbulentos. Estas técnicas combinadas hacen que los vuelos sean a la vez más económicos, más cómodos y más seguros.
La formación de los vórtices de aire está directamente relacionada con el perfil específico de las alas, en particular con su forma curvada, que acelera el aire por encima del ala y lo desacelera por debajo, creando así una diferencia de presión esencial para la sustentación.
Para mitigar los vórtices marginales, algunos aviones están equipados con alerones verticales llamados winglets o sharklets. Estos dispositivos reducen eficazmente la resistencia, lo que permite ahorrar combustible.
Los pájaros migratorios, al igual que los ciclistas en pelotón, utilizan el mismo principio de los remolinos de aire para volar de manera más eficiente, reduciendo su fatiga y ahorrando energía en largas distancias.
Los vórtices marginales dejados atrás por un gran avión pueden persistir durante varios minutos después de su paso. Por eso, los aviones generalmente mantienen una distancia mínima entre ellos para garantizar la seguridad.
Los remolinos marginales pueden representar un peligro, ya que generan una turbulencia, también llamada 'turbulencia de estela', capaz de desestabilizar a otro aeronave que vuela cerca o justo detrás de la primera. Esto explica por qué se imponen espacios reglamentarios entre los aviones en fase de aterrizaje o despegue.
Los remolinos de aire formados por los aviones son a menudo invisibles, pero a veces se vuelven visibles por la condensación de humedad, especialmente en condiciones de alta humedad ambiental o durante temperaturas frescas. Entonces se pueden ver estelas blancas en espiral detrás de las puntas de las alas.
Varios dispositivos existen para reducir la intensidad de los vórtices marginales: los winglets (extremos de alas curvados hacia arriba), las alas elípticas o la optimización de la geometría de las alas. Estos elementos permiten tanto una reducción de las turbulencias de remolinos como un ahorro significativo de combustible gracias a una disminución de la resistencia inducida.
Efectivamente, un ala de gran envergadura reduce generalmente la intensidad de los vórtices formados en las puntas de las alas. Al aumentar la envergadura, la diferencia de presión entre las caras superior e inferior del ala se distribuye sobre una superficie más grande, lo que disminuye la fuerza de los vórtices creados.
Claro, aquí tienes la traducción al español: Sí, todos los vehículos voladores generan vórtices aerodinámicos, pero su tamaño e intensidad varían en función, entre otros factores, del peso, la forma de las alas y la velocidad del aparato. Cuanto más pesado y lento es un avión, más potentes suelen ser los vórtices marginales generados.
100% de los encuestados pasaron este cuestionario completamente!
Question 1/5
