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Presión máxima del ventilador o por qué un avión cae en barrena

Cuando al aire fluye a través de un perfil de ala, normalmente lo hace de manera ordenada, es decir, en capas paralelas que no se mezclan y que envuelven el perfil. Es lo que se conoce como flujo laminar. En estas condiciones, la diferencia de velocidades entre la parte superior e inferior del perfil -líneas más o menos juntas- genera un diferencial de presiones que a su vez produce una fuerza de sustentación (efecto Bernouilli).

 

 

Perfil laminar

 Flujo laminar (foto: Wikipedia)

 

 

 

Veamos ahora qué sucede cuando incrementamos el ángulo de ataque:  

 

Separación de la capa laminar

Separación de la capa laminar (foto: Wikipedia / NASA)

 

 

Como puedes observar en la ilustración de arriba, con un ángulo de ataque pequeño, únicamente existe una pequeña turbulencia en la parte posterior del ala. A medida que incrementamos el ángulo de ataque, esta turbulencia empieza a desplazarse hacia la parte delantera. En la zona turbulenta el aire ya no sigue el contorno del ala y se comporta de una manera desordenada. Cuando un fluido deja de ser laminar para pasar a ser turbulento, decimos que se produce un desprendimiento de la capa límite o una separación de capa.

 

En este primer intervalo de ángulos de ataque, la fuerza de sustentación crece hasta llegar a un máximo. En este punto el ventilador de techo genera la máxima presión de aire, y constituye el límite de operación del ventilador.

 

Si continuamos incrementando el ángulo de ataque, el punto de separación de capa continua desplazándose hacia adelante, hasta que toda la parte superior del ala se comporta de manera turbulenta. En esta zona, la presión del ventilador disminuye bruscamente y aumenta la resitencia y el ruido. En el caso del avión, la pérdida de fuerza de sustentación provoca que el avión entre en pérdida y empiece a caer en barrena.

 

Este es el motivo por el cual el ángulo de ataque de un ventildor de techo es un parámetro esencial en su diseño. Normalmente, para ventiladores de uso doméstico su valor suele estar entre los 8º y los 15º.

 

Como conclusión, podemos afirmar que un mayor ángulo de ataque requerirá un motor más potente, pero también permitirá que el ventilador gire más lentamente, y por lo tanto sea más silencioso. Por contra, un ángulo de ataque pequeño obligará al ventilador a girar más rápidamente para generar el mismo caudal, siendo más ruidoso y menos eficiente.

 

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