Cuando echamos nuestra vista al cielo, no nos sorprende en absoluto contemplar cómo enormes máquinas de acero surcan el mismo. Tal vez nos hayamos preguntado en alguna ocasión cómo es posible que máquinas que pueden llegar a pesar 300 toneladas (¡cerca de 25000 veces la masa del ave más grande conocida!), sean capaces de volar. La respuesta la encontramos en la conservación de una determinada función.

Es bien conocida la importancia de las leyes de conservación en Física. Por ejemplo, la energía se conserva en cualquier proceso; asimismo, la masa también es una variable que se suele conservar (salvo en procesos de desintegración atómica). Podríamos encontrar igualmente numerosos casos de conservación de funciones. En concreto, nos fijaremos en una función que aparece en el estudio de la mecánica de los fluidos: la función de Bernouilli.

La función de Bernouilli es una medida de la conservación de la energía por unidad de masa y es, por definición:

El primer sumando se refiere a la velocidad del fluido; el segundo sumando es una función de la presión existente en el fluido; por último, el tercer sumando es una medida de la variación de la energía potencial por unidad de masa. Esta función tiene una propiedad importante: es constante a lo largo de una línea de corriente del fluido. Las líneas de corriente de un fluido son aquellas líneas tangentes a la velocidad de las partículas; esto es, nos indican en cierto modo la velocidad y dirección de las partículas del fluido. La constancia de la función de Bernouilli a lo largo de dichas líneas tiene como consecuencia que la velocidad y la presión son dependientes, de manera que si en un punto, la velocidad del fluido aumenta, la presión debe disminuir.

Un modo de que la velocidad se incremente consiste en hacer que el fluido pase por un estrechamiento. Esto se debe a la conservación del caudal, que implica que si la sección que atraviesa disminuye, la velocidad del fluido debe aumentar para que el volumen transportado sea constante. Veámoslo:

En el estrechamiento, las líneas de corriente se acercan; como aumenta la velocidad del fluido, la presión debe disminuir para que la función de Bernouilli se conserve. De este modo se induce una depresión en aquellas regiones en las que las líneas de corriente aparecen muy próximas.

Las alas de los aviones se diseñan de tal modo que la distribución de las líneas de corriente alrededor suyo es asimétrica: dada la aerodinámica de las alas, las líneas tienden a juntarse en la parte superior y a alejarse en la parte inferior. Así, se produce una bajada de presión importante en la región inmediatamente superior al ala que succiona a la misma. De esta forma, los aviones se desplazan "colgando" del vacío, en lugar de flotando sobre el aire.

Análogamente, cuando una pelota es lanzada con efecto, es decir, girando sobre sí misma a la vez que desplazándose longitudinalmente, tiende a juntar las líneas de corriente en la parte señalada como 1, de manera que la pelota se desplazará hacia ese lado. Esto hace posible, por ejemplo, que sea posible marcar un gol desde un lanzamiento de córner.

Autor: Gema Mónica Heras Hitos.