Túneles del viento ¿Qué son y para qué sirven?

Un dispositivo de prueba de flujo de aire es un instrumento que asiste a los ingenieros y creadores para evaluar la aerodinámica de distintos objetos. La aerodinámica representa el estudio de la conexión entre un cuerpo rígido en movimiento y el aire, o de una manera más general, un gas. Efectivamente, esta rama es el punto de partida de varios objetos que se usan a diario y que divisamos en la televisión, como automóviles familiares, monoplazas de Fórmula 1, de MotoGP, aeronaves, pero también inmuebles, puentes, esferas de fútbol, cascos, etc.

¿De qué modo se construye un corredor de aire?

En esencia, el corredor de aire es un tubo vacío (un corredor) por el cual circula aire a una velocidad determinada. El sitio de entrada de aire, apodado estrechamiento, se utiliza para permitir la entrada del aire y acelerar el conducto. Después, el aire atraviesa el filtro de panal, el cual ajusta el flujo y disminuye la turbulencia. La cámara de ensayo (o cámara de baja turbulencia) constituye la región donde se sitúa el objeto a probar, colocada entre el panal y el ventilador, e incorpora varios sensores que miden la velocidad del aire, densidad y humedad. La corriente de aire que sale de la cámara de ensayo entra en el sector llamado ensanchamiento, cuya misión es reducir su velocidad. El aire es impulsado por un ventilador que normalmente se ubica en el extremo último del conducto; esta medida se adopta para impedir la creación de turbulencias excesivas que puedan distorsionar las pruebas. Así, el aire no se produce por presión, sino por aspiración, al igual que una aspiradora.
Existen dos clases de corredores de aire, circuito cerrado Y circuito abierto, los cuales disponen de los mismos componentes, aunque el primero expulsa el aire, mientras que el segundo lo reincorpora al circuito.

Usos de los corredores de aire

Los corredores de circuito cerrado resultan ser los más eficientes, ya que logran alterar los parámetros y propiedades del fluido, como la presión, la temperatura y la humedad. Para grandes proyectos que necesitan una precisión elevada, como en el diseño de autos de Fórmula 1, siempre se recurre al corredor de aire circuito cerrado, como el concebido por Renzo Piano en Maranello, que incorpora una plataforma giratoria que emula las condiciones del circuito y cómo el flujo de aire impacta sobre los neumáticos en rotación.

Pero, ¿cuál es la verdadera utilidad de los corredores de aire? Como ya mencionamos, se emplean para analizar el comportamiento de los flujos de aire en los objetos: específicamente, los valores esenciales que se miden son la sustentación, la carga (sobre esto se discute en el vídeo sobre volar aeronaves) y la resistencia que el objeto debe afrontar en contacto con la corriente de aire. No obstante, te estarás preguntando cómo se visualiza el flujo de aire a simple vista. Los creadores utilizan diversas técnicas para observar el flujo, como finos hilos de lana adheridos a la superficie o poderosos láseres que inciden en el flujo, haciéndolo visible a través de una bruma muy tenue. No obstante, el método más utilizado consiste en un flujo constante de vapor de agua que se despide de una boquilla.

El flujo de aire impacta la superficie a evaluar siguiendo su contorno. Al entrar en contacto con una superficie, se originan corrientes turbulentas que se registran mediante sensores para su posterior análisis computarizado. Al procesar los datos, los diseñadores cuentan con abundante información para optimizar la forma del objeto y minimizar las turbulencias.

Si nos enfocamos en un balón de fútbol convencional, el cual está compuesto por hexágonos, podemos observar que cuando está estático, no produce tantos remolinos y el aire sigue su forma sin problemas. Sin embargo, al ponerlo en movimiento en el campo con un "tiro redondo", se generan turbulencias que frenan su trayectoria, como se ilustra en la imagen siguiente. Estos efectos también son objeto de estudio en el túnel de viento.

Es importante destacar que en los túneles de viento es factible evaluar cualquier objeto, desde el flujo de aire en una zona residencial de una gran metrópolis hasta la resistencia al viento de un viaducto. Un dato interesante es que varios atletas, como ciclistas o maratonistas, realizan pruebas en estas instalaciones para poner a prueba sus cascos o materialesresistentes; todo con el fin de potenciar su rendimiento y obtener información crucial para su preparación de cara a una competencia.