Tercer Tema Tentativo: ¿Qué tal la Aerodinámica?

Una de las ramas derivadas o aplicadas de la mecánica de fluidos es la aerodinámica. Ella se ocupa del movimiento del aire y otros fluidos gaseosos, y de las fuerzas que actúan sobre los cuerpos que se mueven en dichos fluidos.

La idea de la aerodinámica es modelar el campo fluido y calcular, de manera aproximada, las fuerzas y momentos que actúan sobre el cuerpo que está sumergido en el fluido. En base al uso de unos coeficientes (coeficientes aerodinámicos), se relaciona la velocidad con las fuerzas, o bien, la velocidad con los momentos.

El estudio de la aerodinámica tiene aplicaciones tan cotidianas como la aeronáutica y el vuelo de los aviones, en el automovilismo y la Fórmula-1 y la náutica y el diseño de las velas. Túneles de viento y la resistencia al agua en un ducto puede ser una muy buena y sencilla manera de ilustrar la fuerza que los fluidos hacen para oponerse al movimiento de los cuerpos, por muy natural que nos parezcaen el caso de movernos en la atmósfera, por nombrar un ejemplo.

Segundo tema tentativo: La Viscosidad

Imaginemos una goma de borrar en una mesa, sobre la cual la palma de la mano empuja en dirección paralela a la mesa. Es claro que la goma opone una resistencia a la fuerza aplicada, pero se deformará de acuerdo a su resistencia. Si imaginamos que la goma de borrar está formada por delgadas capas unas sobre otras, el resultado de la deformación es el desplazamiento relativo de unas capas respecto de las adyacentes.

En los líquidos, el pequeño rozamiento existente entre capas adyacentes se denomina viscosidad. Es su pequeña magnitud la que le confiere al fluido sus peculiares características; así, por ejemplo, si arrastramos la superficie de un líquido con la palma de la mano como hacíamos con la goma de borrar, las capas inferiores no se moverán o lo harán mucho más lentamente que la superficie ya que son arrastradas por efecto de la pequeña resistencia tangencial, mientras que las capas superiores fluyen con facilidad.

Este fenómeno se puede mostrar, por ejemplo, revolviendo con una cuchara un recipiente grande con agua en el que hemos depositado pequeños trozos de corcho, donde al revolver en el centro también se mueve la periferia; o bien, comparando el escurrimiento de fludos con distinta viscosidad. Ahondaremos más en el tema en un próximo capítulo.

Acerca del proyecto y el propósito educativo

El proyecto del curso para el presente semestre consiste en diseñar y construir un dispositivo educativo de manera de mostrar y explicar un fenómeno de la mecánica de fluidos. El fin último del dispositivo es llegar a ser exhibido en el mim (Museo Interactivo Mirador).

Evidentemente, el dispositivo debe cumplir con los requisitos y desafíos que implícitamente el MIM impone al proyecto: debe ser un dispositivo educativo, no frágil y que no presente riesgo para los usuarios que lo
manipulen.

Es precisamente en el térmido educativo donde ponemos el énfasis. Creemos firmemente que la oportunidad que se nos entrega como estudiantes de contribuir con la loable y ardua labor del MIM en enseñar y educar a la gente, niños y adultos, estudiosos y no tanto, en torno a algo tan complejo y a la vez maravilloso como lo es la ciencia, y más aún, de manera interactiva, que no podemos permitir desperdiciar la oportunidad. Si bien el desafío que impone el aspirar a ser exhibidos en el MIM aumenta de cierta manera la dificultad de, al menos, el diseño y la construcción del dispositivo, son barreras que se deben superar para hacer un muy buen trabajo que esperamos perdure.

Primer Tema tentativo: ¡Cuidado con la Cavitación!

¡Hola a todos!

Ha surgido nuestro primer tema tentativo para el proyecto de este semestre: el fenómeno hidrodinámico de Cavitación, el cual es un factor fundamental en el diseño de máquinas hidráulicasLa cavitación, o también aspiración en vacío es un efecto hidrodinámico que se produce cuando el agua o cualquier otro fluido en estado líquido pasa a gran velocidad por una superficie, produciendo una gran descompresión del fluido. Si la presión baja lo suficiente, puede ocurrir que se alcance la presión de vapor del líquido de tal forma que las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implotan, esto es, que el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, aplastándose bruscamente las burbujas produciendo una estela de gas.

Como se puede apreciar, la cavitación es un factor fundamental de considerar al momento de diseñar una máquina hidráulica, ya que por lo general trae consecuencias negativas e indeseadas debido al rápido desgaste de los materiales, y por consiguiente el acortamiento de la vida útil de dicha máquina. Ahondaremos en más detalles de este tema, teoría, aplicaciones y como evitarlo en próximas publicaciones.

En el siguiente video se muestra una hélice en funcionamiento donde se puede observar claramente las burbujas o cavidades formadas sobre la superficie de la hélice debido a la baja de presión, observándose claramente el fenómeno descrito.

¡Bienvenidos!

Queremos dar la más cordial bienvenida al blog del proyecto del grupo 57 del curso ICH1102 - Mecánica de Fluidos, del primer semestre del año 2009. En este blog estaremos publicando constantemente todo lo relacionado con nuestro proyecto para la competencia del curso, desde las ideas y los temas que se pueden abordar en el curso hasta los procesos de construcción del prototipo final.

El grupo 57 está compuesto por 3 alumnos de Ingeniería, todos de en el cuarto año de la carrera. Somos Javier Contreras, Sebastián Ramírez y Felipe Rivera.

Pronto habrán más novedades sobre nuestro proyecto, acercamientos al MIM, motivaciones personales y mucho más. Por ahora, queremos dejar este video motivacional que encontramos en la web. ¡Nos vemos pronto!