El ángulo de ataque de un ventilador de techo

En un aspa común de perfil plano, los trayectos del aire de la parte superior e inferior son iguales, y por tanto también sus velocidades y presiones. ¿Cómo se genera, entonces, la presión de aire?. La explicación la encontramos en un parámetro cuyo valor es decisivo en la eficiencia aerodinámica: el ángulo de ataque. 

Si orientamos ligeramente el perfil de ala anterior hacia arriba, éste deflecta la trayectoria del aire, y por el principio de acción y reacción el aire ejerce una presión sobre la parte inferior del ala que provoca una fuerza de sustentación y resistencia. Cuanto mayor es el ángulo de ataque, mayor es también la presión de aire que produce un ventilador de techo.

Ángulo de ataque (foto: Wikipedia)

En el gráfico adjunto (fuente: Bleier 1998, Fan Handook: Selection, Application and Design) podemos observar cómo impacta el ángulo de ataque (eje horizontal) sobre la fuerza de sustentación CL (en verde), la fuerza de resistencia CD (en rojo) y el coeficiente de las dos C/L (en amarillo). 

Siempre nos interesará una fuerza de sustentación máxima, una de resistencia mínima y un coeficiente entre las dos máximo, siendo este último parámetro un indicador de la eficiencia aerodinámica.

Por este motivo, el rango operativo del perfil siempre estará entre el máximo del L/D (línea amarilla) y el máximo de CL (línea verde). En este caso particular, esto sería entre unos 2º y 17º. Dentro de este rango, podemos priorizar la eficiencia o costa de una menor fuerza de sustentación (menor ángulo de ataque) o viceversa (mayor ángulo de ataque). 

Como podemos observar, si aumentamos el ángulo de ataque la fuerza de resistencia aumenta invariablemente. Sin embargo, la fuerza de sustentación aumenta hasta un máximo y despues decae. ¿Por qué sucede esto?

La razón es un fenómeno físico denominado desprendimiento de la capa límite, y que a pesar de su nombre es muy fácil de entender. Lo explicamos en el siguiente apartado.

Ventiladores de techo silenciosos con motor DC: