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✽ 25/2/11

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Prandtl-Glauert: Una condensación súbita.

Este es un F/A F-18 Superhornet volando a través de una nube de vapor de agua. La nube no es que estuviera ahí con anterioridad y el fotógrafo tuviera la fortuna de captar una curiosa y casual instántanea. En realidad, el vapor ha sido generado por la velocidad alcanzada por el caza y era algo predecible, de manera que ocurrió justo en el momento en que tenía que ocurrir. Hablamos de la Singularidad Prandtl-Glauert.

Imagen: The Chamorro Bible
La Singularidad de Prandtl-Glauert es un efecto que se manifiesta mediante la formación de una nube por condensación del agua, ante una caída súbita de la presión en un ambiente suficientemente húmedo. Este fenómeno es habitual en aeronaves supersónicas.

Imagen: Astracanada
Creo haber entendido el proceso por el cual sucede esto, pero como mi fuerte no es la física (ni ninguna otra cosa), quedáis desde ya autorizados obligados, a matizar o corregir lo que queráis de la siguiente explicación.

A medida que un avión (o cualquier otro cuerpo) aumenta su velocidad, el aire a su alrededor va teniendo cada vez una mayor resistencia aerodinámica. Y aquí un inciso... Antes de poder comprobar lo contrario, se pensaba que este aumento de la resistencia tendría un crecimiento exponencial y que en consecuencia, nunca se podría superar la velocidad del sonido (unos 340m/seg). De ahí el término barrera del sonido, superada oficialmente en 1947.

Lo que en un punto estático serían ondas de presión concéntricas, en el avión en movimiento se convierten en circunferencias interiores desplazadas hacia su proa (1). A medida que nos vamos acercando a la velocidad del sonido, el aire y sus ondas aumentan la presión y tienden a juntarse más en su parte anterior como si de un sólo frente se tratara (2).

Cuando el avión se desplaza a mayor velocidad que la del aire (3) (en realidad la del sonido, porque este en el fondo es sólo una variación de presión en el aire), las ondas quedan por detrás de la nave, formando una estela cónica.

La Singularidad de Prandtl-Glauert se produce antes, justo en el momento en que se sobrepasa la barrera del sonido y por  lo anteriormente comentado, la presión en el morro desciende brúscamente. Entonces -además se producirse una explosión sónica- si la humedad ambiental es suficiente, el aire se condensa en la llamativa nube de vapor que podemos ver en las imágenes de esta entrada.

Imagen: The blog is mine
El efecto Prandtl-Glauert tiene el adjetivo de Singularidad, debido a que no puede ser predicho con antelación basándonos en el modelo general. Una singularidad es un comportamiento extraño de alguna función, cuando se le asigna determinado valor. El nombre se debe a Ludwig Prandtl y Herman Glauert, expertos en mecánica y aerodinámica, respectivamente, que estudiaron esta singularidad.

Cuando además confluyen otros fenómenos propios de la propagación de la luz (difracción, reflexión y refracción), entonces tenemos resultados tan coloridos como inusuales.

Imagen: Hacking BallZ

Imagen: Photoblog MSNBC

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