Sin lugar a dudas, entender por qué vuelan los aviones nos permitirá volar con mayor tranquilidad. De ahí la importancia de dedicar unos minutos a entender cómo es posible que los aviones se mantengan en el aire.

¿Cómo vuelan los aviones?

Por qué vuelan los aviones: su forma

Al igual que los barcos están diseñados para flotar, los aviones lo están para volar- ¿Cuál es su truco? (Foto: Renato Serra Fonseca)

La respuesta más sencilla sería decir que los aviones vuelan porque están diseñados para volar. De la misma manera que un barco transatlántico, de más de 100.000 toneladas, tiene una determinada forma y diseño interior que le permite mantenerse a flote, un avión tiene una forma que le permite mantenerse en el aire. No se trata de algo mágico. Lo raro y mágico sería que los aviones no pudiesen volar teniendo la forma que tienen. La clave de su forma está en las alas y en el diseño que éstas tienen.

Una respuesta un poco más elaborada sería decir que un avión vuela gracias al flujo de aire que pasa por las alas. Por lo que ya podemos deducir que, para que un avión vuele, se necesita un flujo de aire, o lo que es lo mismo, una velocidad respecto al aire. Cuando el aire fluye a través de las alas se genera una fuerza hacia arriba, llamada sustentación, que si es suficiente compensa al peso del avión.

¿Tanta capacidad tiene el aire en movimiento?

De alguna forma se tiende a menospreciar la capacidad del aire. Es cierto que si tiramos una piedra al suelo parece como si hubiese un vacío, nada frena a la piedra. Lo mismo ocurre si levantamos la mano estirando el brazo y lo dejamos caer. Parece que el aire no está por la labor de evitar que los objetos caigan al suelo. Pero todos hemos comprobado lo difícil que resulta andar cuando hace bastante viento, hemos visto imágenes de los devastadores efectos de los tornados siendo capaces de levantar coches, camiones o incluso casas y, alguna vez, hemos sacado nuestra mano por la ventanilla del coche para “jugar” a mantenerla en el aire gracias a la velocidad del vehículo.

¿Cómo generan las alas sustentación?

Por que vuelan los aviones: mano sacada ventana

¿Por qué vuelan los aviones? Por el mismo motivo que la mano se mantiene en el aire: el flujo de aire. (Foto: TijanaM/shutterstock)

Siguiendo con el ejemplo anterior, uno puede comprobar cómo nos resulta más fácil mantener nuestra mano suspendida en el aire cuanto mayor sea la velocidad del vehículo. Con las alas de un avión ocurre lo mismo: cuanto mayor sea la velocidad del avión respecto al aire, mayor es la fuerza de sustentación. Por este motivo, para despegar, los aviones necesiten una pista en donde poder acelerar hasta alcanzar una determinada velocidad.

También podemos comprobar cómo variando la inclinación de nuestra mano podemos actuar sobre la fuerza que la eleva. Lo mismo ocurre con las alas de los aviones, y esa  inclinación es conocida como el ángulo de ataque. Para variar el ángulo de ataque se hace rotar todo el avión, subiendo o bajando el morro, gracias a unas superficies de control situadas en la cola: es lo que se hace en el despegue al alcanzar la velocidad de “rotación”.

Conseguir sustentación no es complicado. Lo complicado es conseguirlo de manera eficiente, que permita elevar pesos considerables sin generar mucha resistencia que nos frene. Nuestras manos no tienen la forma ideal. Sin embargo, las alas de los aviones tienen un diseño muy estudiado para lograr una gran eficiencia. Una característica muy importante en el diseño de las alas es la forma del llamado perfil alar, que consiste en una sección transversal del ala vista desde un lateral. El perfil alar no es algo fijo, dependerá de las características del avión y según el uso que se le vaya a dar (acrobacia, transporte de pasajeros, combate, recreación, etc), pero suele haber una característica común: la parte delantera (borde de ataque) redondeada y su zona opuesta (borde de salida) más afilada.

(a) ángulo de ataque pequeño (b) ángulo de ataque grande
(Foto: How do wings work / Holger Babinsky)

Para entender mejor lo que ocurre en el ala de un avión, lo mejor que podemos hacer es cambiar nuestro sistema de referencia e imaginarnos un perfil alar fijo y una corriente de aire que se desplaza de izquierda a derecha incidiendo sobre él (al fin y al cabo, lo importante es el viento relativo). Esto es lo que se realiza en los túneles de viento y, añadiendo un poco de humo en distintos puntos, podemos apreciar lo siguiente:

El flujo de aire se divide tomando dos caminos, uno que pasa por encima del perfil alar y otro por debajo. La forma y la inclinación del perfil alar respecto a la corriente de aire (ángulo de ataque) consiguen que los dos caminos no sean simétricos, que las partículas de aire tomen trayectorias curvas, que varíen su velocidad y que aparezca una distribución de presiones peculiar. En concreto, debajo del perfil alar la presión aumenta y las partículas de aire se ven frenadas, y por encima del perfil la presión disminuye y las partículas aceleran. Esta diferencia de presiones entre los dos lados, más presión abajo y menor presión arriba, crea un desequilibrio que da lugar a una fuerza hacia arriba que llamamos sustentación.

diferencia de presiones: el porqué vuelan los aviones

¿Por qué aparece una “nube” encima del ala? No solo acelera y disminuye la presión del aire que circula por encima, también desciende su temperatura (descenso de presión -> descenso de temperatura). En determinadas condiciones meteorológicas, esa disminución local en la temperatura puede ser justo la necesaria para que el vapor de agua se condense. La foto no es más que una demostración de la diferencia de presiones existente, que explica por qué vuelan los aviones
(Foto: BriYYz/Flickr)

Uhm, ¿y no hay otra forma aún más sencilla de entender por qué vuelan los aviones?

por que vuelan los aviones: explicacion newton

(Foto: Bombardier)

Para generar sustentación se necesita desviar aire hacia abajo. Se trata de una explicación diferente, pero relacionada con la anterior.

Cuando el avión vuela, las alas empujan el aire que les rodea hacia abajo. Si las alas empujan aire hacia abajo (acción), según la tercera ley de Newton (Con toda acción ocurre una reacción igual y contraria), el aire, a su vez, debe empujar las alas hacia arriba (reacción). ¿Y cómo consigue empujar las alas hacia arriba? Entonces deberíamos volver a la explicación anteriormente comentada: mediante la diferencia de presión entre los dos lados del perfil alar. Todo está relacionado entre sí y una cosa no sería posible sin la otra.

Por lo tanto, una manera sencilla e intuitiva de entender la sustentación sería imaginarnos que las alas son “deflectores” de aire, que mantienen al avión arriba empujando aire hacia abajo. Cuanto mayor sea la velocidad, más partículas de aire son empujadas hacia abajo por unidad de tiempo, aumentando así la sustentación. También podemos apreciar la importancia del ángulo de ataque: aumentar el ángulo de ataque no es más que empujar el aire “más hacia abajo”, por lo tanto, la reacción se genera “más hacia arriba”.

El truco de las alas reside en ser muy eficientes empujando aire hacia un mismo lado, algo que no ocurre con otros objetos. Conviene destacar que se consigue desviar hacia abajo tanto las partículas de aire que pasan por debajo del perfil, como las que pasan por encima. Además, no solo las que están inmediatamente cerca de las alas, también las que se encuentran un poco más alejadas. Las alas son muy eficientes empujando aire hacia abajo.

Ambas explicaciones no pretenden ser explicaciones completas. Para ello tendríamos que dedicarle bastante más que unos pocos párrafos, y no vendría a cuento. Lo más destacable de todo, y con lo que una persona se debería de quedar, es que la sustentación no se genera apretando un botón que ponga en marcha algún tipo de mecanismo mágico: La sustentación aparece de manera natural mientras el aire fluya a través de las alas.

¿Hasta qué punto son importante los motores?

Para generar suficiente sustentación evitando que el avión caiga como una piedra, lo que se necesita es un flujo de aire que pase por las alas, es decir, tener velocidad respecto al aire.  A las alas les da absolutamente igual cómo se logre la velocidad respecto al aire. Una forma de lograrlo es empujando al avión hacia adelante gracias a los motores, de la misma manera que sentimos aire pedaleando en una bicicleta. Pero no es la única manera de conseguirlo.

(Foto: Ljupco Smokovski /Shutterstock)

Otra forma de conseguir el flujo de aire es intercambiando altitud por velocidad; de la misma manera que en nuestra bicicleta anterior podemos sentir, sin pedalear, el mismo aire de antes si nos desplazamos cuesta abajo. Esto permite que el avión, tenga el peso que tenga, pueda planear. Es cierto que al mantener una “cuesta” hacia abajo, sacrificando altitud por velocidad, en algún punto llegaremos al suelo. Pero el avión no cae como una piedra, sino que desciende poco a poco, y la distancia horizontal que se puede recorrer planeando desde la altitud de crucero supera los 150 kilómetros. Los descensos que se efectúan en los vuelos comerciales, en realidad, son tremendamente parecidos a los planeos; pues al querer descender, se suele hacerlo con los motores al ralentí (encendidos pero al mínimo).

Conviene quitarse de la cabeza la idea que se suele tener pensando que es muy fácil que un avión caiga como una piedra, porque eso no es así ni en casos tan extremadamente improbables de estar sin ningún motor funcionando. Debajo del avión está lleno de aire, y es precisamente el aire, junto con la velocidad, lo que impide que el avión caiga como una piedra; y para conseguir tal velocidad, basta con bajar un poco el morro del avión (como en un descenso).

Al igual que se hace en los túneles de viento, un avión estacionado en el suelo podría llegar a elevarse si el viento de cara es suficientemente alto. De hecho, en los días de viento, hay que atar al suelo a las avionetas pequeñas para evitar que se eleven, pues estas necesitan una menor velocidad respecto al aire para volar.

Curioso vídeo de un Boeing 747 estacionado en un “desguace de aviones” en un día de mucho viento. No hay pilotos, no hay instrumentación y no tiene ni los motores, pero el avión sigue manteniendo la forma y las alas (“un avión vuela porque tiene la forma para volar”), y por lo tanto, sigue queriendo elevarse si hay un flujo de aire que pasa por sus alas.

¿Cómo debería actuar?

Recordar que lo que impide que el avión caiga como una piedra es la sustentación generada por las alas.

Tener en mente que las alas generan sustentación gracias al flujo de aire que incide sobre ellas: no se trata de apretar un botón, mecanismos o algo parecido.

Recordar que, incluso, en el caso extremadamente improbable de quedarse el avión sin motores, tampoco caería como una piedra sino que descendería poco a poco planeando.

Pensar que un avión muy grande tiene dificultades en mantenerse en el aire: los aviones tienen unas alas acordes al peso y tamaño del avión.

Pensar que al ir el avión muy lleno tendrá dificultades para despegar: con más peso necesitará más sustentación, pero basta con despegar a una velocidad un poco mayor (más velocidad respecto al aire = más sustentación).

Pensar que un fallo de motor, eléctrico, despresurización, o cualquier tipo de fallo hace que las alas dejen de generar sustentación.


 

Artículo anterior
¿Cómo se supera el miedo?

Índice Próximo artículo     
¿Cómo se pilota un avión?

Subir

Comentarios

  1. maleny  Enero 31, 2015

    aun asi no entendiii bien como es k un avion vuela y no se cae

    responder
    • Pepito Grillo  Abril 17, 2015

      El que el perfil del ala arriba sea más curvado y convexo que el perfil de abajo hace que arriba tengas menos presión de air que abajo. La fuerza de sustentación depende de esa diferencia de presión y se multiplica con la velocidad. Por ello a una velocidad de 700kmh el avión no tiene ningún problema en volar. Qué pasa si la fuerza del motor desaparece? La velocidad va decayendo poco a poco. Que hace el piloto? Baja el morro y gana la velocidad pero pierde altura. Así sin motores puede mantener la velocidad perdiendo altura hasta encontrar al aeropuerto más próximo. De hecho, los planeadores no tienen motor y vuelan, ¿cómo es posible? Pues, así mismo, aprovechan la velocidad del viento para planear y si no hay viento ganan la velocidad perdiendo altura, hasta que pueden.

      responder
      • Josue  Septiembre 27, 2016

        Al dejar de funcionar los motores se pierde velocidad sin velocidad no hay sustentación considerando si el piloto fuera en la misma altura, a la hora que se pierde un motor siempre hay otro por lo cual casi todos los aviones pueden volar con un motor sin ningún problema en caso de que fallen los dos los pilotos inician un maniobra muy entrenada en la cual van bajando de manera inconstante para no perder tanta atura y disminuir la perdida de velocidad hasta que los controladores aéreos les den indicaciones, despejen las pistas de aterrizaje en casos extremos zonas urbanas como campos y en zonas urbanas como autopistas.

        En caso de ser un acuatizaje deben bajar los mas rápido que puedan y con los flaps perder lo mas que se puede de velocidad para a la hora de amerizar no tener una colisión tan fuerte ya que el agua los frenaría muy drásticamente. Los aviones también están diseñados para flotar. En caso de ser un avión de un solo motor te mentiría si te digo que hacer me imagino que se hacen procedimientos mas complejos y mas rápidos en los cuales se aterriza mas rápido debido a que algunos de estos generan menos potencia a menos que sean aviones a reacción

        responder
  2. marilu negron  Marzo 1, 2015

    ENTENDI BASTANTE

    responder
  3. evelyn  Marzo 23, 2015

    es una maravilla entender como vuelan estos enormes aparatos

    responder
  4. Babou  Mayo 2, 2015

    Me encanta de haberlo sabido como vuelan estos gigantes pero sigo teniendo deuda como aterrizan En el suelo sin desequilibrarse

    responder
  5. carlos  Mayo 14, 2015

    Muy buena explicacion, pero discrepo en que el avion pueda planear tranquilamente sin motores desde su altura maxima hasta el atterizaje, ya que se necesita un velocidad minima para planer, si no el avion entra en perdida (no hay suficiente velocidad para planear, y caeria en picado).

    Saludos

    responder
    • Enrique M.  Mayo 14, 2015

      Hola Carlos

      Precisamente, el artículo trata de explicar que esa mínima velocidad (para no entrar en pérdida) puede conseguirse intercambiando altitud por velocidad, sin necesidad de los motores, por lo que el avión planearía sin problemas. De la misma manera que en una bicicleta ganas velocidad si te dejas caer cuesta abajo, un avión gana velocidad si se desplaza “cuesta abajo”, es decir, descendiendo.

      De hecho, a lo largo de la historia de la aviación se han dado unos pocos casos de aviones comerciales que han descendido planeado, por haberse quedado sin motores. Un ejemplo es el vuelo 236 de Air Transat o el vuelo 143 de Air Canada; en internet encontrarás más información sobre esos vuelos.

      Los aviones, antes de todo, son planeadores.

      Un saludo

      responder
      • Fon  Diciembre 7, 2015

        Ese es el que aterrizo en las Azores. Ojala hubiera sido piloto y no la mierda de profesion esta que tengo.

        responder
    • Facundo  Julio 17, 2016

      La velocidad la ganas poniendo nariz abajo al avión. Así ganas velocidad perdiendo altura. Hay una velocidad estimada de planeamiento para ganar más velocidad y perder lo menos posible de altura. Por ejemplo en un cessna 172 a 75kts perdes 1mts de altura y ganas 9mts en recorrido. Un saludo grande espero que te haya sacado la duda.

      responder
  6. Lorena  Mayo 25, 2015

    Que alivio poder entender como vuelan y no pensar que caen en plan al vacío , ese era mi miedo por eso lo pasaba tan mal, sinceramente estoy aprendiendo mucho con vuestra página. Muchas gracias por toda esta información que se nos brinda, el mes que viene tengo mi primer vuelo tan largo Madrid-Bangkok , creo que iré mucho mas tranquila y espero no pasar tanta angustia.. Saludos y mil gracias!!

    responder
  7. luis  Junio 3, 2015

    y como aria el piloto para aterrizar si el avion pierden los motores(osea no funcionan ) , es necesario tener los motores encendidos prendidos para aterrizar

    responder
  8. alex Muñoz mejia  Junio 12, 2015

    Siempre me preguntaba porque vuelan los aviones una respuesta fácil de entender

    responder
  9. Carmen  Julio 8, 2015

    Hasta ahora bien, pero me planteo que pasaría si hay un fallo en las alas?

    responder
    • yob  Abril 3, 2017

      ajja yo también me pregunto lo mismo!! aun así muy bueno el blog me esta convenciendo poco a poco a volver a volar . Gracias. un saludo.

      responder
  10. marlin  Septiembre 11, 2015

    entendi bastante

    responder
  11. Edgar  Noviembre 2, 2015

    Maravilloso este sistema de la sustentación, era lo único y mas importante que necesitaba saber para entender perfectamente que es el medio de transporte mas seguro que existe. gracias

    responder
  12. rafael  Noviembre 4, 2015

    Los aviones son como las aves llevadas a metal con maquinas para moverlas.por lo tanto disponen de unos mecanismos llamados alerones que el piloto usa para maniobras.en cuanto a aterrizar hay alerones en las puntas de las alas que son estibilizadores las aves usan las puntas de sus alas para estabilizar

    responder
  13. L  Noviembre 15, 2015

    Muchas gracias, está muy claro.

    responder
  14. david cueto  Noviembre 30, 2015

    gracias a esta pagina

    responder
  15. Juan  Diciembre 27, 2015

    Esta claro lo de la sustentacion y estadisticamente el transporte mas seguro, el problema es q cuando caen no tienes altetnativa y no se ha hecho nada para mejorar ese aspecto

    responder
  16. Maria  Enero 2, 2016

    En primer lugar, enhorabuena por la pagina, he entendido muchas cosas que antes desconocia y ni me planteaba. Yo era de la idea de pensar que cuando despega un avion es muy facil que las cosas vayan mal y tener un accidente ( vamos, practicamente cuestion de “suerte” que no pase nada), el curso me ha ayudado mucho. Solo tengo una duda, que me pone bastante nerviosa a la hora de despegar: por qué a veces en el despegue, cuando se ha elevado x metros parece que el avion para o baja un poquito de altitud y despues sigue ascendiendo? No ocurre en todos lls despegues, pero lo he vivido varias veces y me crea bastante angustia hasta que veo que continua el ascenso y empieza la velocidad crucero. Muchas gracias!

    responder
  17. JOHANA  Enero 6, 2016

    Y si le pasa algo a las alas?? quedé un poco más asustada pues siento que las alas son más vulnerables y que le pase algo a alguna de ellas puede hacer que irremediablemente se caiga el avión?

    responder
  18. María Sánchez  Marzo 23, 2016

    Qué bien explicado!! Muchas gracias, es fascinante el mundo de la aviación.

    responder
  19. erbom  Junio 4, 2016

    y como cojen velocidad al despegar? porque no veo ningun tipo de transmisio de los motores a las ruedas.

    responder
  20. Carmen  Octubre 22, 2016

    Gracias por las explicaciones pero qué pasaría si una de las alas se rompiera o ambas

    responder
  21. Orlando  Octubre 25, 2016

    Quizás haya sido el mejor método para que desaparezca mi miedo al vuelo… mil gracias por este pequeño curso!

    responder
  22. Germán García  Noviembre 22, 2016

    Gracias, esto me va a servir para mis clases de ciencias con los niños

    responder
  23. neptali  Diciembre 2, 2016

    he salido de la duda que como se mantenia un avion en el aire y gracias a sus explicaciones me enterado de la forma de sustentacion del avion

    responder
  24. horacio luis lopez  Enero 20, 2017

    excelente explicación, con ejemplo claro. Sin desperdicio. muchas gracias, si tienen mas por favor enviemelo

    responder
  25. Maximiliano  Febrero 28, 2017

    La duda que tengo es como hacen las alas que son tan finas para soportar todo el peso del avión sin quebrarse. Cuando viajo no puedo mirarlas porque como se mueven me parece que en cualquier momento se quiebran. Gracias por la explicación igual. Muy buena

    responder
  26. Gloria  Marzo 2, 2017

    Me gustaría hacer la siguiente consulta: a veces he tenido la sensación de que el avión volaba “lento”, lo que me ha provocado mucho miedo, pues pensaba que por algún los motores estaban perdiendo su potencia. y que el avión se podía caer. ¿Puede ser que haya percibido esto en un momento distinto al del decenso (en el que según se ha explicado los motores funcionan al ralentí? Y en eso caso, ¿cuándo o con que intención se reduce la velocidad del avión durante el vuelo? Muchísimas gracias.

    responder
  27. Ricardo Béjar Gómez  Marzo 15, 2017

    Me parece muy bien todo la que he leído.Pero esto me genera una duda,dicen y lo creo los dispositivos que lleva el avión para volar seguros,me pregunto por los accidentes ,esque todos son fallos humanos.Porque siendo cierto todo esto no debía de haber casi ningún accidente,desde luego se que es el medio de transporte mas seguro

    responder

 Añadir un comentario