Aerodinámica I: Conceptos generales

¿Qué es la aerodinámica?

La aerodinámica es la rama de la mecánica de fluidos que estudia el movimiento del aire y de otros fluidos gaseosos además de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos. Por ejemplo un Fórmula 1 en movimiento atravesando el aire en una recta de un circuito. La presencia de un cuerpo en un fluido gaseoso varía las presiones y velocidades de las partículas del fluido creando fuerzas de sustentación y de resistencia. La variación de una de estas magnitudes modifica a la otra de forma opuesta.

Teorema de Bernoulli

Fue formulado en 1738 por el matemático y físico Daniel Bernoulli y enuncia que se produce una disminución de la presión de un fluido (líquido o gas) en movimiento cuando aumenta su velocidad. El teorema afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo uniforme permanece constante a lo largo de la trayectoria de flujo. Puede demostrarse que, como consecuencia de ello, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.

Sustentación

Es la fuerza aplicada sobre un cuerpo que se desplaza a través de un fluído de dirección perpendicular a la velocidad de la corriente incidente. La sustentación producida por un cuerpo es directamente proporcional al área total expuesta a ese flujo y al cuadrado de la velocidad del flujo que incide sobre el ala. También es proporcional a la inclinación del ángulo de ataque del eje de la superficie de sustentación con respecto al de la corriente del aire.

La sustentación negativa es la llamada carga aerodinámica que hace que el coche se pegue al suelo y sea más fácil de pilotar ya que va a ser mucho más estable.

Resistencia

Es la fuerza que sufre un cuerpo al moverse a través del aire y en particular al componente de esa fuerza en la dirección de la velocidad relativa del cuerpo respecto del medio. La resistencia tiene el sentido opuesto al de dicha velocidad por lo que se dice que ella es la fuerza que opone al avance de un cuerpo a través del aire.

Factores de la resistencia aerodinámica en los automóviles:

• Los bajos carenados son una solución muy efectiva para reducir esta resistencia pero a la vez son muy poco utilizados.
• La cantidad de superficie que se enfrenta al viento es junto con el coeficiente aerodinámico los dos factores que determinan la resistencia aerodinámica final.
• Son más importantes factores como la inclinación de los parabrisas que formas espectaculares.

Perfil Aerodinámico

Un cuerpo que posee una forma tal que permite aprovechar al máximo las fuerzas originadas por las variaciones de velocidades y presiones de una corriente de aire se denomina perfil aerodinámico.