NO ME SALEN
   (PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
   FLUIDOS
   HIDRODINÁMICA
 

desesperado

 

13) a) ¿A qué se debe que bajo los efectos del viento los techos de chapa tienden a volarse hacia arriba?
    b) Algunos productos de limpieza vienen en envases plásticos provistos de un gatillo pulverizador. Explique el funcionamiento de este dispositivo.
    c) ¿Por qué es peligroso pararse muy cerca del borde de un andén?

El principio de Bernoulli tiene algunas aristas contrarias a la intuición. Este ejercicio nos ofrece 3 ejemplos en los que se nota este aspecto en el que, si nos agarran desprevenidos, reponderíamos contariamente a lo que ocurre en la realidad, y cuya explicación descansa en la predicción de Bernoulli.

Supongamos que un día de tormenta se produce una ráfaga de viento muy violenta. En ese momento una ventana mal cerrada puede abrirse inesperadamente. Podríamos prever que el viento presiona con fuerza sobre la ventana que es abierta hacia adentro de la casa. Lo que ocurre es lo contrario, se abre hacia afuera.

Exactamente el mismo fenómeno ocurre cuando se vuelan las chapas de techo, que salen volando para desgracia de los ocupantes de la vivienda. No se trata de que el viento las enganche desde los aleros o salientes. Lo que ocurre es que se cumple el principio de Bernoulli:

print + ½ ρaire vint² = prext + ½ ρaire vext²

En esta comparación entre el interior de la vivienda y el exterior, he borrado los términos de la energía potencial, ya que en el fenómeno que voy a explicar no hay diferencias de altura.

   

Como la velocidad del viento en el interior de la vivienda es nulo podemos prescidir del segundo término:

print = prext + ½ ρaire vext²

Acá vemos claramente que la presión interior debe ser mayor que la exterior ya que debe ser igual a la suma de la presión exterior más el término de energía cinética del viento. La diferencia entre la presión exterior e interior es mayor cuanto mayor sea la velocidad del viento. Esa diferencia de presiones es la que empuja hacia el exterior techos que se vuelan o ventanas que se abren.

Fluídos - Ricardo Cabrera

   

Tenés un ejercicio cuantitativo sobre este fenómeno acá.

El asunto del pulverizador es complicado, debido a que en el mercado existen varios mecanismos que funcionan de diferente manera. Uno de ellos es éste.

   

El que utiliza el principio de Bernoulli es el mismo que el aerógrafo, que se utiliza para pintar y es el que usan los chapistas para pintar los autos. Consiste en un chorro de aire de gran velocidad que pasa por la desembocadura de un tubo cuyo extremo inferior está sumergido en el depósito de pintura, igual que estaría una chimenea con una abertura dentro de la vivienda y el otro sobre el techo. La diferencia de presión entre el interior y el exterior hace que la columna de pintura ascienda y al alcanzar la corriente de aire es arrastrado y puverizado por éste.

Todavía se consiguen aerógrafos escolares para pintar con témperas, en los que la corriente de aire se logra soplando con la boca.

Fluídos - Ricardo Cabrera

aerógrafo
   

Sin embargo, en los pulverizadores más comunes el líquido sale por una boquilla muy pequeña impulsado por el aire a presión que proviene de una conexión a un compresor..

La última pregunta nos previene de que las fuerzas producidas por la diferencia de presión, producidas a su vez por la diferencia de velocidad del aire entre un lugar y otro, pueden desplazarnos sin querer hacia lugares peligrosos.

Si vas a yuotube y buscás con este simple criterio: bernoulli, vas a encontrar cantidad de videos en los que se observan desplazamientos inesperados provocados por corrientes de aire, hacia el lado opuesto al que nuestra intuición lo hubiera previsto. Acá tenés uno: http://www.youtube.com/watch?v=P-xNXrELCmU.

   

 

   
DESAFÍO: ¿Por qué la trayectoria de la pelota adquiere comba si se la impulsa con rotación sobre sí misma?  

   

 

 
Algunos derechos reservados. Última actualización jul-12. Buenos Aires, Argentina.