Publicado y Traducido por Amy Aponte (English version)
Por fin ha llegado el momento de pasar una semana relajante en un complejo turístico frente a la playa. O tal vez planeas visitar a tu familia al otro lado del país para celebrar algún día festivo. En cualquier caso, si vas a viajar una larga distancia, lo más probable es que tu medio de transporte sea un avión comercial. En 1903, los hermanos Wright hicieron historia y revolucionaron el mundo al completar el primer vuelo usando un avión con motor. Un siglo después, Estados Unidos cuenta con 18 principales aerolíneas de pasajeros y transporta 2.9 millones de personas cada día desde y hacia los aeropuertos estadounidenses. Es evidente que volar se ha convertido en una parte importante de nuestro mundo, pero ¿alguna vez te has preguntado cómo es que un avión puede volar? Abróchense los cinturones y disfruten del viaje mientras les explico la ciencia detrás de volar (en un avión).
Hay cuatro fuerzas diferentes que actúan sobre un avión: el empuje, la resistencia, la sustentación y el peso. El empuje mueve el avión hacia adelante y es generado por una hélice o un motor. Puedes pensar sobre la resistencia aerodinámica como la que frena el avión. Las alas de un avión crean una sustentación que empuja el avión hacia arriba y el peso causado por la gravedad tira el avión hacia la Tierra. Estas cuatro fuerzas no siempre actúan por igual en un avión, y estas diferencias permiten que un avión haga cosas diferentes. Por ejemplo, durante el despegue o cuando un avión intenta aumentar su altitud, el motor genera un empuje que supera la fuerza de resistencia y el avión se mueve hacia delante. Este movimiento hacia delante hace que el aire fluya sobre las alas, y esto empuja el aire hacia el suelo, generando la sustentación vertical que mueve el avión hacia el cielo. Las alas de un avión están diseñadas específicamente para este propósito, ya que tienen una forma llamada perfil alar que permite que haya diferencias de presión alrededor del ala que generan la sustentación.
Pero, ¿cómo se mantiene un avión en el cielo después del despegue? Sabemos que los aviones comerciales no suben para siempre, sino que alcanzan una velocidad y una altitud de crucero constantes, normalmente entre 33,000 y 42,000 pies sobre el nivel del mar. Durante este tiempo, las fuerzas están lo más cerca posible de estar equilibradas: la sustentación es igual al peso y la resistencia es igual al empuje. Esto permite que el avión mantenga una velocidad media de crucero entre 547-575 millas por hora antes de comenzar el descenso. ¿Qué ocurre entonces? Para que un avión vuelva a bajar al suelo, el empuje del motor es reducido y las alas deben producir menos sustentación que el peso del avión. Por último, pero no menos importante, hay otra parte de todo este proceso que aún no he mencionado: ¡el piloto! El piloto tiene el control de ciertas partes del avión (acelerador del motor, timones, alerones, elevadores) que ayudan a maniobrar la dirección y la altitud del avión. Aunque hoy en día muchos aviones comerciales tienen funciones de aterrizaje automático, los pilotos tienden a aterrizar los aviones manualmente, ya que esto les da más control de la aeronave en condiciones de vuelo menos que ideales, como los fuertes vientos cruzados.
Al igual que un carro necesita combustible para conducir, un avión comercial también requiere combustible para volar. Sin embargo, a diferencia de los automóviles que usan gasolina, el queroseno es el combustible elegido para aviones por muchas razones. En primer lugar, el queroseno tiene un punto de inflamabilidad más alto que la gasolina, lo que significa que es más estable y se enciende a temperaturas más altas que la gasolina, lo cual permite mejor eficiencia y potencia. Adicionalmente, en las altas altitudes en las que vuelan los aviones, el aire es significativamente más frío que el aire en tierra y se prefiere el queroseno a la gasolina debido a su punto de congelación más bajo. Una última razón es simplemente que el queroseno es más barato de producir que la gasolina. Actualmente, el avión comercial más producido y más común es el Boeing-737. Dependiendo del modelo, este tipo de avión de pasajeros puede contener más de 40,000 galones de combustible– ¡suficiente para el vuelo más largo sin escalas que existe de Singapur a Nueva York y que cubre 9,540 millas y tarda casi 18 horas!
Hay varios tipos de aviones y no todos son construidos de la misma manera, ya que todos sirven diferentes propósitos. Por ejemplo, el diseño de “ala voladora” y el recubrimiento especial del avión Northrop Grumman B-2 Stealth de las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos le permiten ser, lo adivinaste, lo más sigiloso posible (puedes ver un vídeo del B-2 en movimiento aquí). Otro avión, el Lockheed SR-71 Blackbird, es la aeronave más rápida de la historia. Unas entradas de aire especialmente diseñadas que traen aire al motor a velocidades subsónicas le permitieron a este avión alcanzar velocidades de más de 2,100 millas por hora, es decir, ¡más de tres veces la velocidad del sonido! A tan altas velocidades, el Blackbird generaba temperaturas de 600°F en su superficie, por lo que fue recubierto con un revestimiento externo de aleación de titanio para protegerlo de la fusión por su propio calor. El SR-71 Blackbird fue utilizado por el ejército estadounidense durante la Guerra Fría, pero ahora está retirado y en exhibición en el Centro Steven F. Udvar-Hazy de Virginia.
Volar en un avión puede ser excitante para algunos de nosotros; para otros, no tanto. Pero creo que podemos estar de acuerdo en una cosa: ¡podemos dar las gracias a las fuerzas físicas que nos llevan al cielo y nos mantienen allí mientras volamos (y al piloto, por supuesto)!
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