Dinámica de Fluidos

La Dinámica Fluidos en movimiento (un fluido es cualquier sustancia que fluye; un gas, por ejemplo el aire, o un líquido, por ejemplo el agua). Incluye también el estudio de las interacciones posibles entre fluidos y objetos inmersos en ellos, cuando el objeto o el fluido -o ambos- se mueven. La dinámica de fluidos tiene por lo tanto gran importancia en la vida cotidiana; los coches que circulan o los aviones que vuelan, por ejemplo, son básicamente objetos que se mueven en un fluido (aire). Cuando se trata del aire se emplea generalmente el término aerodinámica.

Viscosidad

Uno de los conceptos más importantes de la dinámica de fluidos es el de la viscosidad. Los gases y los líquidos fluidos como el alcohol tienen una viscosidad relativamente baja, mientras que los líquidos espesos, como la melaza y el alquitrán, tienen mucha viscosidad. Ésta se debe a la fricción existente dentro de los fluidos; el coeficiente de viscosidad de una sustancia es una indicación de la fuerza de su rozamiento interno y una medida de su resistencia a circular. (El coeficiente de viscosidad, llamado generalmente viscosidad, se simboliza con la letra griega TJ y se mide en ). Los líquidos de baja viscosidad circulan fácilmente, mientras que los de viscosidad alta presentan mucha mayor resistencia a la circulación.

El aire es un fluido, y siempre que un objeto se mueve en él -o el aire en movimiento circula en tomo a un objeto (según se ve en los dibujos de la derecha)- se modifica el flujo del aire. En el caso de un objeto esférico (A) esa corriente es inicialmente laminar pero el aire forma una turbulencia en la parte de atrás de la esfera. La resistencia a la corriente se llama arrastre (flechas negras). La corriente que se forma en tomo a un objeto rectangular (B) es no laminar, con mucha turbulencia y mucho arrastre. La que se forma en tomo a un perfil como el del ala de un avión (C) es laminar, con la particularidad de que, como el aire tiene que hacer un recorrido mayor (y más rápido) sobre la parte de arriba, la presión del aire es mayor debajo del ala que sobre ella; el resultado es una fuerza hacia arriba, llamada sustentación (flecha roja). Si el ala está inclinada (D), con un ángulo de ataque mayor, se produce turbulencia y aumenta el arrastre; pero aumenta también la diferencia de presión existente entre las superficies superior e inferior del ala (hasta llegar a un ángulo de ataque crítico), siendo más que compensado el arrastre por la gran sustentación. Cuando el ángulo de ataque es muy acusado (E), no existe sustentación, y el avión se desploma.