«Aeronautic»
FUNDAMENTOS AERONÁUTICOS
1. Introducción.
La medicina y la aeronáutica son dos ciencias muy distintas. La conjunción de estas ha dado vida a la aeromedicina, la cual ha impactado considerablemente en la expectativa de vida de la población a nivel mundial, reduciendo la mortalidad en algunas condiciones físicas y patológicas.
La adopción de programas de trasporte aéreo en el ámbito hospitalario ha ido incrementando año con año a nivel mundial, demandado profesionales de la salud y pilotos certificados para poder realizar las diligencias de manera profesional y segura.
Es deber de los profesionales de la salud que utilizan aeronaves como herramienta de trabajo, conocer muy bien los fundamentos aeronáuticos, con el fin de tener el conocimiento para salvaguardar la integridad de la aeronave porque de esto dependerá el bienestar o la vida de la tripulación, incluyendo al paciente, es por ello que le presentamos este apartado de fundamentos aeronáuticos básicos.
2. La Atmosfera. 1
La atmósfera, es la capa gaseosa que envuelve la tierra la cual denominamos aire.
La aviación se desarrolla en la atmósfera terrestre, concretamente, en la troposfera. Es el elemento donde se mueven los aviones y el espacio natural de los mismos.
2.1. El Aire.2
El aire es una mezcla de elementos y combinaciones químicas que no reaccionan entre sí. Está compuesta por el 78% de Nitrógeno y un 21% de Oxígeno, el resto está integrado por pequeñas cantidades de otros gases.
2.2. Presión Atmosférica.3-4
Se define como presión a la cantidad de fuerza aplicada por unidad de superficie.
La presión atmosférica es el peso de los gases que rodean la tierra, ésta es una función de altitud, densidad y fuerza de gravedad. A nivel del mar los meteorólogos la registran como equivalente a 101.32 Kilopascales, pero la mayor parte de las personas suelen representarla en otras cifras o valores:
Milímetros de Mercurio (mmHg)..............760
Libras por pulgada cuadrada (lb/plg2)...... 14,59
Pulgadas de Mercurio (plgHg)................. 29,92
Milibarios (mb).........................................1.013
La presión atmosférica cambia de forma inversamente proporcional a la altura, "a mayor altura menor presión".
2.2.1. Factores que varían la presión atmosferica.5
La presión atmosférica varía por la acción de factores como la altura, temperatura, la densidad del aire y la humedad. La presion, temperatura y desidad son inversamente proporcionales a la altura, a mayor altura menor presion, temperatura y densidad.
2.2.1.1 Altura: a mayor altura la presión disminuye y a menor altura, aumenta.
2.2.1.2 Temperatura: el aire caliente pesa menos que el aire frío y tiende al elevarse. Con altas temperaturas, el aire se calienta, se hace liviano, y asciende y origina baja presión. Con bajas temperaturas, el aire se enfría, se hace pesado, desciende y origina alta presión. Aquí se aplica la regla: a mayor altura, menor temperatura; a menor altura, mayor temperatura.
3.1.3. Humedad: en lugares donde hay mayor humedad, hay menor presión y viceversa, si hay menor humedad, mayor presión; esta situación está estrechamente relacionada con la altura.
3. Principios Aerodinámicos.6
La aerodinamia es la rama de la mecánica de fluidos que se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, además de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos. Como ejemplo del ámbito de la aerodinámica podemos mencionar el movimiento de un avión a través del aire.
La presencia de un objeto en un fluido gaseoso modifica la repartición de presiones y velocidades de las partículas del fluido, originando fuerzas de sustentación y resistencia. La modificación de unos de los valores (presión o velocidad) modifica automáticamente en forma opuesta el otro.
3.1. Teorema de Bernoulli.
Formulado en 1738 por el matemático y físico Daniel Bernoulli, 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, el aumento de velocidad del fluido debe verse compensado por una disminución de su presión.
El teorema se aplica al flujo sobre superficies, como las alas de un avión o las hélices de un barco. Se desprende de aquí que: presión + velocidad = constante.
3.2. Efecto Venturi.
Las partículas de un fluido que pasan a través de un estrechamiento aumentan su velocidad, con lo cual disminuye su presión. El efecto Venturi se explica por el Principio de Bernoulli y el principio de continuidad de masa. Si el caudal de un fluido es constante pero la sección disminuye, necesariamente la velocidad aumenta tras atravesar esta sección. Por el teorema de la conservación de la energía mecánica, si la energía cinética aumenta, la energía determinada por el valor de la presión disminuye forzosamente.
3.3. 3ª Ley del movimiento de Newton.
Para cada fuerza de acción hay una fuerza de reacción igual en intensidad pero de sentido contrario.
4. ¿Por qué vuelan las aeronaves? 7
Un objeto plano, colocado un poco inclinado hacia arriba contra el viento, produce sustentación. Un ala es un ejemplo de diseño avanzado de perfil aerodinámico. Un objeto dotado de perfiles aerodinámicos (alas) se mueve en el aire (dotado de presión atmosférica y velocidad), a una cierta velocidad y con determinada colocación hacia arriba (ángulo de ataque), de acuerdo con las leyes explicadas.
El ala produce un flujo de aire en proporción a su ángulo de ataque (a mayor ángulo de ataque mayor es el estrechamiento en la parte superior del ala) y a la velocidad con que el ala se mueve respecto a la masa de aire que la rodea; de este flujo de aire, el que discurre por la parte superior del perfil tendrá una velocidad mayor (efecto Venturi) que el que discurre por la parte inferior. Esa mayor velocidad implica menor presión (teorema de Bernoulli).
Tenemos pues que la superficie superior del ala soporta menos presión que la superficie inferior. Esta diferencia de presiones produce una fuerza aerodinámica que empuja al ala de la zona de mayor presión (abajo) a la zona de menor presión (arriba), conforme a la Tercera Ley del Movimiento de Newton.
Pero además, la corriente de aire que fluye a mayor velocidad por encima del ala, al confluir con la que fluye por debajo deflecta a esta última hacia abajo, produciéndose una fuerza de reacción adicional hacia arriba. La suma de estas dos fuerzas es lo que se conoce por fuerza de sustentación, que es la que mantiene al avión en el aire.
7. Bibliografía y Referencias.
1- 2. Asoc. Pasión por volar. (Oct. 2012) La atmosfera. Página web. Disponible en: http://www.pasionporvolar.com/la-atmosfera/
3,7. Miguel Angel Muños. Manual de Vuelo (S.F.) Principios básicos del vuelo. Página web. Disponible en: http://www.manualvuelo.com/PBV/PBV11.html
4. Amézcua González Luis. (jun. 2013) MEDICINA AERONÁUTICA PARA EL MEDICO DE FAMILIA. Medicina Aeronáutica: Conceptos Generales. Página web. Disponible en: http://www.semae.es/wp-content/uploads/2011/11/Ambiente-atmosf%C3%A9rico-y-de-cabina.pdf
5. Angaramo Carina, Pérez Roxana, (2008) Presión Atmosférica. Página web. Disponible en: http://www.oni.escuelas.edu.ar/2008/cordoba/1324/trabajo/presionatmosferica.html
6. JUAN ZITNIK (S.F.) Manual de vuelo del PIPER PA-11 Aerodinámica. Web cache de google. Disponible en: http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:18VqChA-tCIJ:juanzitnik1.tripod.com/sitebuildercontent/sitebuilderfiles/4_aerodinamica.pdf+&cd=1&hl=es-419&ct=clnk&gl=mx
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