P: He tenido varias conversaciones sobre esta cuestión con pilotos de todos los niveles de experiencia y conocimiento, pero aún no he recibido una respuesta que me parezca satisfactoria. En mi experiencia personal, he volado (exclusivamente con elevación de cresta) sobre dunas de arena de tan solo 1,5 m de altura vertical y sobre montañas de miles de m de altura vertical. He observado que se necesita un MÍNIMO de 24 km/h para mantenerse en el aire en las pequeñas colinas de arena, mientras que he volado en cresta sobre montañas más grandes con vientos de 13 km/h. Aunque esto probablemente no suene sorprendente, ¿a qué se debe la diferencia? En pocas palabras, ¿por qué se necesita más viento para volar sobre colinas más pequeñas?

R: ¡Esa es una GRAN pregunta! La respuesta tiene dos partes. La primera parte es que volamos en planeadores y, como tales, nos hundimos constantemente en el aire. Si nuestra tasa de caída a la velocidad mínima de caída es de aproximadamente 200 pies/min, eso es una constante. Si ves un planeador volando y no ganando ni perdiendo altitud... entonces debe estar en un aire que se eleva a 200 pies/min. El aire se eleva a 200 pies/min y el planeador desciende a esa misma velocidad, sin ganancia ni pérdida de altitud visible. Bastante simple, ¿verdad?

Podemos aplicar este principio cuando analizamos el levantamiento de crestas. Necesitamos componente vertical El componente vertical es importante para que la corriente de aire sea de 200 pies por minuto o más para poder planear. El componente vertical es una aclaración importante. 200 pies por minuto es menos de 2,5 mph… y obviamente necesitamos más de 2,5 mph de viento para planear en la cresta incluso en una pared de acantilado vertical. La razón es que el aire es un gas y los gases se pueden comprimir. El viento es realmente aire que se mueve desde un área de mayor presión a un área de menor presión, y sentimos el “viento” cuando ese aire pasa a nuestro lado. Puede ser aire que se mueve grandes distancias, como el aire frío de Canadá que sopla hacia los EE. UU., o puede ocurrir a un nivel macro en forma de una “ráfaga” antes o después de que pase una corriente térmica. La misma causa: diferencias de presión. Y el movimiento del aire es lateral… desde una presión más alta en el punto A, a una presión más baja en el punto B. El terreno simplemente se interpone en el camino de este flujo de aire lateral… y si ese terreno está orientado en la dirección correcta y tiene la forma correcta, el aire pasa sobre el terreno creando una elevación de cresta. Pero por encima de esta elevación sigue habiendo un flujo de aire horizontal, y eso provoca la compresión del flujo de aire y “aplasta” el componente vertical del flujo de aire. En pocas palabras, una pequeña colina crea un pequeño componente vertical, pero es más fácil que el aire simplemente se desvíe alrededor de la pequeña colina, por lo que se fuerza menos aire hacia arriba. Una gran montaña, por otro lado, crea un cambio mucho mayor en el flujo de aire… y ese flujo de aire tendrá un componente vertical mayor (incluso si la duna de arena y la montaña tienen exactamente la misma pendiente).

La segunda razón está relacionada con la primera, pero tiene que ver con las leyes de movimiento de Newton: una es que un objeto en movimiento permanecerá en movimiento hasta que actúe sobre él otra fuerza. En este caso, nuestro "objeto en movimiento" es el aire (sustentación de la cresta) y la otra fuerza es el ala delta que desciende (creando sustentación y "empujando" el aire hacia abajo). En mi ejemplo anterior, dije que un ala delta que desciende a 200 pies por minuto, pero que vuela en un aire que se eleva a 200 pies por minuto, permanecerá a la misma altura... y si bien esto es cierto, para que el aire que se eleva a 200 pies por minuto pase por encima del ala delta, en realidad debe estar elevándose. más rápido que antes de encontrarse con el planeador, porque el planeador que desciende ejerce una fuerza sobre el aire ascendente y lo frena. Creo que esta es la razón más importante de los fenómenos que mencionaste, donde las pequeñas dunas necesitan más viento que las grandes montañas. El componente de "elevación" vertical de ese viento es claramente un aspecto, pero un pequeño acantilado sigue siendo un acantilado, y una gran montaña inclinada sigue siendo inclinada. Lo que es diferente es el VOLUMEN del aire ascendente. La fuerza que el planeador que desciende ejerce sobre el aire por el que vuela permanece constante en ambos escenarios, pero como el momento es el producto de la masa y la velocidad (momento = masa x velocidad), un mayor volumen de aire ascendente tendrá más masa. ¡Sí, el aire tiene masa! Lo complicado de entender es que el mayor volumen de aire, con su mayor momento a una velocidad dada, ejerce una mayor fuerza sobre nuestra ala a pesar de que contiene exactamente el mismo componente vertical de aire ascendente. Un ejemplo de la vida real es que ser golpeado por una pelota de ping pong que va a 10 mph no duele tanto, pero ser golpeado por un automóvil que va a la misma velocidad puede dejar una marca.

La densidad del aire también puede ser un factor, ya que el aire más denso (menor altitud, temperatura más fría, menor humedad) tendrá más masa que el mismo volumen de aire menos denso... lo que sospecho es la razón por la que podemos volar en crestas con vientos de menor velocidad en el invierno (el aire más frío y seco tiene más masa y puede tener el impulso necesario con menos velocidad).

En tu pregunta dijiste que aún no has recibido una respuesta que te parezca satisfactoria... ¡También agradecería tu aporte! Yo también estoy dispuesto a aprender, ¿sabes?

¡Salud!

16/01/14 EDITAR : “Desafortunadamente, la física detrás de esto no es del todo correcta. En última instancia, es la densidad (masa por volumen) del aire la que afecta la presión (fuerza sobre un área). La presión en una ladera aumenta en base parcialmente a la Ley de Bernoulli y, por lo tanto, como Fuerza=Presión*Área, el aumento de la presión aumenta la fuerza. La conclusión completamente diluida es que en las colinas grandes, un volumen mucho mayor de aire se canaliza hacia un área pequeña, a diferencia de una colina pequeña, donde un volumen menor de aire se canaliza hacia un área igualmente pequeña. Nuevamente, volvemos a la Ley de Bernoulli”.

¡Gracias a Raffael Housler por eso! Admito que no soy un especialista en física y, claramente, hay MUCHAS cosas sucediendo cuando se trata del viento que golpea una colina. ¡Aprender es divertido!

Después de volver a leer mi publicación (después de leer el añadido de Raffael), veo que no tenía muy claro por qué el aire que tiene más impulso hace que sea más fácil elevarse. El flujo de aire seguirá el camino de menor resistencia. Pasa por una colina o montaña solo lo que tiene que pasar y no más. Añadir un parapente que genere sustentación desviando el aire hacia abajo ralentizará el aire que sube por la colina y/o puede cambiar el "camino de menor resistencia". Si el aire que sube tiene menos impulso, el impacto que el parapente tiene sobre él será mayor (se necesita muy poco para detener una pelota de ping pong, más para detener una pelota de béisbol, más aún para detener una bola de bolos). He notado que al volar en sitios concurridos como Point of the Mountain, añadir más parapentes parece debilitar la sustentación. Siempre pensé que eso se debía a que el aumento del tráfico implicaba compartir o ceder la mejor sustentación... pero pensándolo ahora, si pones más de 20 alas desviando el aire hacia abajo a lo largo de una cresta por la que el viento tiene que fluir, ¡eso podría tener un impacto bastante significativo en el flujo de aire! O bien el aire que intenta fluir sobre la colina se ralentizará (¿aplastando el componente vertical?) o tal vez entonces el camino de menor resistencia para parte de ese flujo de aire sea hacia arriba y por encima de todos los planeadores que vuelan a lo largo de la cresta también. ¡Cosas fascinantes!