Sobre vórtices y superficies
Turbulencias del
viento y dinámica superficial
Gabriel Saitua 2020
Cuando el viento incide sobre una
superficie plana, como en un recipiente de agua estancada, en una piscina o en un
recipiente con agua, provoca oscilaciones y “turbulencias” sobre su superficie,
que se conocen con el nombre de “vórtices”.
Cuando el viento cambia frecuentemente
su dirección, su incidencia se genera en diferentes ángulos, muy variables, provocando
“áreas de turbulencias caóticas desorganizadas”, visibles en la superficie del
agua, las cuales podemos identificarlas gráficamente, cuando sus sombras se
proyectan sobre una superficie oscura a modo de “pantalla”.
Imagen caótica vorticiana proyectada: turbulencias centrales
Superficie de agua inerte y viento variable
Un experimento sencillo nos permite
visualizar el comportamiento caótico del viento sobre la superficie del agua y
comprender el efecto del viento sobre una superficie plana, dado que las
turbulencias sobre una superficie aumentan la resistencia al movimiento, si
ésta se desplazara a alta velocidad.
Si modificamos las características
de la superficie del agua dotándola de movimiento circular helicoidal con el
giro de una cuchara sobre la superficie, la imagen de los vórtices caóticos de
superficie se modifica adquiriendo “armonía lineal con el movimiento circular”,
reapareciendo cuando el agua se detiene.
Vídeo
de experimentación: proyección del movimiento de la superficie de agua
La observación tiene su interés
cuando tratamos de conocer la dinámica de las superficies de impacto en
contacto con el viento variable, efecto aerodinámico asociado con la
resistencia al movimiento que se incrementa con el cuadrado de la velocidad de
desplazamiento.
Si lo aplicamos al ciclismo, el
choque aéreo turbulento sobre una superficie giratoria helicoidal sería menor,
y por tanto generaría menor resistencia aerodinámica que el causado cuando
incide sobre una superficie plana.
El flujo aéreo se integra con las
líneas de flujo helicoidal de la propia rueda disminuyendo su resistencia al
giro y desplazamiento.
Los primeros ensayos comparados realizados en pista, entre una rueda con aeromotor bipala adaptado y una rueda lenticular, así lo indican. La estructura de doble helizoide del Ciclo Rotor Eólico mostró su capacidad de mejorar los tiempos de aceleración frente a una rueda lenticular.
Estructura
de la rueda lenticular y aeromotor bipala (Ciclo Rotor Eólico)
Gabriel
Saitua, Getxo 2020
