Re: [escepticos] RE: [escepticos] Montañas sumergidas y alas

[Enrique Reyes <conen@xxxxxxxxxxx>]

Hola,

Aquí va mensaje plasta. Es un resumen de mi posición, resultado final de 
algunos antiguos debates sobre el asunto. Asunto que está más sobado que 
el link para acceder a "blogalia.com", jarrl...

La verdad, no quiero entrar en debate sobre esto, porque tendré un deja 
vú, a pesar de lo cual os largo el tocho pa quien lo quiera (sí, ya lo 
sé, ya; pero lo largo igual):

Carlos García wrote:

> > En nombre de Enrique Reyes
> >
> > Hola,
> >
> > Eloy Anguiano Rey wrote:
> >
> >
> > > > Pero tirar en realidad es lo mismo que empujar. Si tú tiras de un asa,
> > > > lo que estás haciendo es empujar también, ya que la mano le metes por
> > > > "detrás" del asa.
> > >
> > >
> > > Noooo. Los aviones vuelan porque se crea un defecto de presión que
> > > "tira" del avión hacia arriba (entre otros muchos fenómenos.
> >
> > Quieres decir que el aire que está debajo empuja el ala hacia arriba en
> > mayor medida que empuja hacia abajo el aire de encima del ala. Eso es
> > "tirar". Y el avión se mueve porque empuja aire hacia abajo y si haz de
> > destacar un fenómeno entre varios es ese y no el defecto de presión.
>
>
> Permítaseme un comentario, sin querer desviar el tema.
>
> Lo que dice Eloy sobre la succión en el avión no vale, porque se necesita
> que el avión se mueva (los aviones quietos vuelan poco) y, sobre todo, que
> haya aire debajo del ala. Igual que en la pirámide sumergida, si debajo del
> ala hubiera vacío, por muy baja que sea la presión encima estaría empujando
> el ala hacia abajo.

Exactamente, la presión hidrostática/hidrodinámica empuja, siempre 
empuja, cualquier superficie en su seno. Lo de "tirar" es un eufemismo 
para describir el efecto global sobre un cuerpo en medio del fluido. 
Esto es cierto incluso en la situación dinámica. Dejemos aparte 
fenómenos esotéricos de cavitación, supercavitación, presión negatica y 
esas cosas, no vaya a ser que nos de un pasmo.

>  
> Pero dicho esto, estimo que lo que dice Eloy sobre el defecto de presión en
> el vuelo de un avión es legítimo y correcto.

Estoy de acuerdo, no lo dudes. Luego me explico.

> El vuelo de un ala se puede explicar por 
>
> 1.- Acción-reacción newtoniana (empujamos aire hacia abajo, luego el avión
> sube)
>
> o 
>
> 2.- Distribución de presión en el ala (la presión encima del ala es más baja
> que la ambiente, y por debajo un poco más alta que la ambiente), por
> Bernouilli. La baja presión que hay encima del ala "tira" o "chupa" para
> arriba respecto la presión ambiente y la sobrepresión debajo del ala
> "empuja" para arriba respecto a la presión ambiente. Resulta que la
> contribución de la depresión en la parte de arriba del ala es mayor que la
> de la sobrepresión en la parte de debajo, y se puede destacar legítimamente
> que "el avión vuela porque el ala "tira" o "chupa" para arriba entre otros
> muchos fenómenos". 

En realidad sólo dejo de estar de acuerdo en la expresión "respecto a la 
presión ambiente", que para mi carece de sentido en el caso en que nos 
estamos poniendo. El efecto de "chupar" proviene de que por arriba se 
empuja menos hacia abajo de lo que se empuja hacia arriba en la 
superficie inferior. El ala no está sometida en ningún punto a una 
"presión ambiente", una especie de punto de referencia que estableces 
para aclarar el asunto, pero que puede llegar a oscurecerlo, tal y como 
yo lo veo. El efecto de "tirar" es un efecto neto debido a la diferencia 
de dos empujes distintos aplicados en direcciones opuestas. Y es 
importante aprenderlo así, para no acabar cometiendo errores de análisis 
en alguna otra situación.

> Son dos explicaciones válidas del vuelo del avión. La primera es intuitiva y
> se comprende fácilmente, la segunda es un poco más difícil de ver y es la
> que se usa en aerodinámica. Y las dos son correctas.

No es que sean correctas, es que los dos fenómenos son ciertos, 
simultáneos, correctos y están relacionados. Pero, ¿cuál es más 
fundamental, hablando informalmente?

El hecho de que el segundo sea el que se utiliza en aerodinámica es 
porque es el que permite hacer un análisis inmediato y adecuado de lo 
que ocurre con el aire que se mueve en contacto con las superficies del 
ala. La primera es una aproximación problemática: sólo puedes llegar a 
analizar la sustentación analizando el campo de velocidades del fluido 
alrededor del ala, y la cosa se complica más que del otro modo. Al menos 
en principio. Un análisis completo abarca todo eso y más y es complejo 
sin tener q compararse con nada XD

Pero veamos varias cosas:

i .- Se suelen dibujar los perfiles alares, en las explicaciones 
divulgativas ( y en algunos textos de ingeniería también, que yo los he 
visto con estos ojitos) con las lineas de corriente del flujo alrededor, 
llegando horizontalmente hasta el ala y separándose unas de otras en la 
parte alta, mientras siguen el perfil, la joroba superior, produciendo 
menos presión y las lineas que pasan por abajo se acercan (se 
"comprimen"), produciendo presiones más altas. Tras esto el dibujo deja 
que las lineas de corriente se reunan otra vez a la salida del ala, para 
recuperar su horizontalidad y separación, como si nada hubiera pasado.

Esto último es inadmisible y no puede darse. La única forma de que 
aumente la presión bajo el ala es que se desvíe aire hacia abajo, y esa 
es la dirección que deben tomar las lineas de corriente al salir del 
ala. Veamos dos dibujos, uno correcto y otro erroneo:


malo: http://www.hangar57.com/efecto%20angulo.jpg
bueno: http://html.rincondelvago.com/files/6/0/3/000456039.png

malo2: http://www.hangar57.com/efecto%20viento%202.JPG

En "malo2" se ve un vicio muy típico: dibujar un perfil con la cuerda 
alar horizontal, que no desvía el aire hacia abajo, que no produce 
sustentación alguna en la práctica y que se continúa dibujando como un 
ala práctica, que sí produce sustentación.

Resumiendo: No existe sustentación si no se desvía aire hacia abajo.


ii .- Esta última práctica se debe a que la explicación "aerodinámica" 
ayuda a perder de vista el fenómeno completo, anima a creer que el aire 
por encima del ala va más rápido porque "tiene que recorrer mayor 
camino" hasta llegar a la parte de atrás, y por lo tanto produce una 
presión inferior. Este punto de vista en gran parte erróneo se debe a 
que se asume que cuando dos porciones de aire vecinas se separan al 
llegar al ala, una proción por arriba y otra por abajo, se van a 
reencontrar cuando salgan del ala, por atrás, y esto se asume así, sin 
justificarlo. Y resulta que es falso, no ocurre necesariamente, no hay 
ningún motivo para ello. Por lo tanto, asumir que la "joroba", al 
proporcionar un camino mayor por arriba, produce una velocidad mayor del 
aire y una consiguiente pérdida de presión es falso, al menos según la 
típica simplista visión que acabo de describir; el aire puede tardar un 
tiempo distinto por arriba y por abajo. Y así ocurre en la práctica, de 
hecho. Esta versión simplista tantas veces explicada a los aprendices de 
piloto es falsa, ó, siendo muy bueno como yo soy, más que incompleta.

Resumiendo: la explicación del "camino más largo por arriba" es en buena 
manera falaz y necesita de asunciones falsas que se hacen en el contexto 
de la explicación puramente aerodinámica/Bernoulli. A esta explicación 
falaz también se la llama de "igual timepo de recorrido".

Añadir que hay perfiles alares simétricos, con igual recorrido por 
arriba y por abajo, y que no pueden ser explicados con esta visión 
simplista. Típicos perfiles alares de los aviones acrobáticos, que 
consiguen sustentación simplemente como con cualquier otro perfil; 
básicamente: girando el perfil, de manera que desvíe el aire hacia 
abajo. El comportamiento de estos perfiles en vuelo invertido es el 
mismo que de la otra manera, siempre q se ponga el mismo ángulo de ataque.

Item último: sí, soy consciente que esta visión simplista no es la que 
describió Eloy y Carlos, pero a veces se confunden y relacionan en un 
caos horroroso.

iii .- Cualquier cosa que se mueva en medio de un fluido con un efecto 
neto de desviar aire hacia abajo a su paso recibe sustentación. Ni 
perfiles alares ni leches. Cualquier objeto. No sólo es una explicación 
intuitiva, sino que es más definitiva que la otra, y no suele dar lugar 
a falacias, aunque hay que reconocer que está lejos de describir la 
situación al completo. Pero esto último también le pasa a la explicación 
aerodinámica en buena medida. Tenemos más ventajas que inconvenientes.

iv .- Aunque la visión newtoniana (llamo así a la que yo propongo como 
más destacable porque se refiere a las velocidades del fluido y no a sus 
presiones) pueda pecar de simplista al olvidarse de la parte alta o 
"posterior" del ala, hay que recalcar que tanto la superficie que 
enfrenta el aire como la superior o posterior contribuyen a desviar el 
aire hacia abajo. Por encima del ala (que está inclinada hacia abajo 
segun vamos de alante a atrás)se produce una expansión del aire, un 
"vacío", donde una buena porción se desvía hacia abajo al expandirse. La 
parte de abajo del ala desvía el aire hacia abajo directamente. Por 
supuesto, todo es muy complicado, y nos hace falta una pizarra. XD

Creo que podría añadir más puntos en plan caprichoso, pero sólo añado 
uno más:

v.- La descripción según Bernoulli es siempre inexacta, porque el perfil 
alar siempre tiene algún grosor, y eso produce un efecto que es el 
siguiente: a partir del borde de ataque (que separa el aire entre arriba 
y abajo del ala y según la versión aerodinámica simple separa presiones 
altas abajo de presiones bajas arriba) y hacia la parte superior, 
obtenemos presiones más altas durante una parte del recorrido, y no más 
bajas. Esas presiones más bajas comienzan cuando superamos "la joroba, 
la parte más alta del ala". Estas nimiedades habría que explicarlas 
siempre para no inducir al error, como en el caso del punto i. Sin 
embargo, la versión de que el ala se sustenta desviando el aire hacia 
abajo es más simple, es más intuitiva, como decía Carlos y no contiene 
en sí misma ninguna inexactitud; se cumple siempre y es útil de recordar 
si te pasa un avión por arriba muy cerca: te vas a caer de culo pero fácil.

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Por todo esto, si tengo que destacar una de las dos explicaciones 
inmediatas, me decanto por la más simple y menos engañosa. Visto desde aquí.


Por supuesto, para analizar como funciona un ala hay que analizar las 
velocidades del flujo y también las presiones alrededor del ala, 
incluídos puntos bastante alejados, porque los fluidos son realmente 
jodidos. Hay que usar las ecuaciones de Euler y Navier-Stokes, y ningun 
atajo va a suplir ese análisis necesario, como no sea cálculo numérico, 
que tiene q recurrir a lo mismo.



Saludos y siento el rollo,

Enrique Reyes

P.D.: Y pensar que todavía me queda otro por escribir...


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Deseo proponer a la favorable consideración del lector una doctrina que,
me temo, podrá parecer desatinadamente paradójica y subversiva. La
doctrina en cuestión es la siguiente: no es deseable creer una
proposición cuando no existe fundamento para suponer que sea cierta.

Bertrand Russell
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