En esta unidad aprenderemos sobre las diferencias y las semejanzas entre el aire y el agua. También aprenderemos qué condujo a grandes mejoras en velocidad "sobre" el agua.

El aire y el agua son fluidos. Un fluido corre fácilmente y toma la forma de su envase. El viento y el océano, por ejemplo, se mueven con facilidad y están en movimiento constante. Si viertes leche (un fluido líquido) en un tazón, la leche toma la forma del tazón. No puedes ver el aire, pero sí puedes ver un envase o contenedor, como un globo, lleno de aire. Obviamente el aire toma la forma del globo.

Una diferencia importante entre el aire y el agua es su densidad. La densidad es una manera de expresar cuánta materia se encuentra en una determinada cantidad de aire o de agua. Las moléculas (materia) de agua se encuentran mucho más cerca una de otra que las moléculas de aire - ¡815 veces más! Por lo tanto, es mucho más difícil para un barco navegar a través del agua que para un avión volar a través del aire. Agrega a esto el hecho de que cuanto más rápidamente viaja un barco, mayor es la resistencia del agua. Es más, la adición de grandes cantidades de potencia da por resultado solamente pequeños incrementos en velocidad. Finalmente, los barcos que zurcan el agua a una profundidad considerable son afectados por las olas del océano que disminuyen la comodidad y la seguridad de pasajeros y del barco.

Se diseñaron y probaron varios tipos de casco (cuerpo del barco), pero ninguno de ellos pudo evitar el movimiento de las olas o aumentar la velocidad con éxito rotundo.

Para proporcionar velocidad y comodidad al mismo tiempo, parecía ser necesario sacar por completo del agua el casco del barco, y también desacoplarlo (separarlo) del movimiento continuo de las olas. Al final, la solución fue proporcionada por dos nuevas clases de vehículos acuáticos - los vehículos con amortiguador de aire y las hidroaletas.

Viajando en una Burbuja de Aire

En 1716 Emmanuel Swedenborg, un filósofo y diseñador sueco, construyó el primer vehículo con amortiguadores o colchones de aire. Parecía un barco al revés con una cabina de piloto en el centro. Una especie de remos (achicadores) empujaban aire por debajo del bote, durante cada movimiento descendente, elevando y sacando así al casco del agua para que pudiera deslizarse sobre el aire comprimido. Esta era una buena idea, pero un ser humano no podía continuar "remando" lo suficientemente rápido o por mucho tiempo para mantener la burbuja de aire. Esta idea tuvo que esperar hasta que un motor ligero fue desarrollado.

Más tarde, cuando un motor fue desarrollado, se probaron varios diseños. La idea básica consistía en levantar a la embarcación sobre el agua. Esto se realizaba con ventiladores que metían a la fuerza aire comprimido en una cámara o compartimiento debajo de la nave, permitiendo que la embarcación se elevara levemente sobre el agua. En 1916 se reportó un vehículo exitoso en Alemania, pero éste fue destruido en la Primera Guerra Mundial. Se realizaron otros intentos durante los 40 años siguientes, pero la escasez de fondos (dinero) retardó el progreso.

El interés internacional se despertó otra vez el 19 de julio de 1959, cerca de Dover, Inglaterra cuando un vehículo de tamaño real fue visto literalmente flotar sobre el agua, desplazarse por tierra firme, y otra vez sobre el agua. Esta extraña nave acababa de cruzar el Canal Inglés desde Francia, exactamente 50 años después de que un aeroplano había volado la misma ruta por vez primera. La diferencia entre los dos vehículos "voladores" era que éste parecía un barco, y su altura sobre la superficie era solamente de dos pies. Esta nave empleaba un chorro del aire para hace que el aire circulara. Su inventor, el inglés Christopher Cockerell, lo llamó un "aerodeslizador".

El aerodeslizador de Cockerell representaba un buen avance, pero este vehículo todavía no se elevaba lo suficiente sobre el agua. Si las olas se alzaban a más de un pie de altura, el viaje era demasiado agitado para cualquier uso práctico. Pero otro inventor inglés, C.H. Latimer-Needham, había leído acerca de los experimentos de Cockerell y decidió probar un diseño diferente. Basándose en la idea de Cockerell de utilizar un chorro de aire, Latimer agregó una especie de "falda". La falda era muy flexible: cuando tocaba las olas, las rocas u otros obstáculos, simplemente se desinflaba momentáneamente y después se volvía a inflar, recuperando así su forma normal. Los chorros de aire pasaban entre las dos paredes de la falda, la cual se inflaba, y al descargar el aire creaba un amortiguador que hacía que la nave se elevara.

Hacia 1962 una nave que contaba con faldas de 4 pies podía desplazarse a una velocidad de 50 nudos en aguas tranquilas, y ¡40 nudos en aguas donde las olas medían de 4 a 5 pies! Esto era mucho más rápido que la mayoría de las otras naves. Igualmente importante era el hecho de que la nave funcionaba con el doble de su peso original sin necesidad de aumentar el poder de sustentación. En 10 años, nuevos aerodeslizadores 50 veces más pesados y capaces de viajar a más de 60 nudos transportaron a una tercera parte de todos los pasajeros y coches a través del Canal Inglés.

Los diseños de amortiguadores o colchones de aire han resultado ser muy útiles en climas donde de otra manera sería muy difícil o imposibles navegar. Los pantanos, las ciénagas, el hielo y la nieve han sido conquistados por los vehículos aerodeslizadores capaces de llevar o remolcar cargas pesadas.

Por tierra, los "super trenes" viajan sobre amortiguadores de aire, en vías especiales, a velocidades de hasta 300 mph con menos contaminación del aire y ruido que trenes regulares.

Hoy en día, un aerodeslizador pequeño se puede transportar sobre el techo de un coche; se puede ensamblar en una hora y puede transportar a una familia de cuatro a una velocidad de 40-60 mph. Reuniones de aerodeslizadores ocurren cada fin de semana por todo el mundo.

Volar a Través del Agua

El vehículo con amortiguador de aire se eleva por medio de una burbuja (que él mismo genera) de aire presurizado que empuja contra el agua. Hay otro tipo de vehículo que depende del movimiento para lograr elevación. Mezcla la aerodinámica de un avión con la hidrodinámica de un barco. A este vehículo se le conoce como hidroaleta.

El hidrodeslizador parece un barco y está construido como un avión. Es elevado sobre el agua por pequeñas aletas. Estas aletas (como las alas de un avión) funcionan bajo el principio de Bernoulli. El agua que fluye sobre la curvada superficie superior tiene que moverse más rápidamente que la que fluye por abajo. Esto causa baja presión arriba y alta presión debajo de la aleta. A cierta velocidad la elevación generada por las aletas levanta el casco del barco sacandolo del agua.

Desde el principio nombres famosos han estado asociados con los hidrodeslizadores. Enrico Forlanini (constructor de helicópteros y dirigibles), en 1905, diseñó y construyó el primer hidrodeslizador exitoso, usando aletas colocadas como los peldaños de una escalera. Su aparato podía viajar a una velocidad de hasta 38 nudos. Más adelante, Alexander Graham Bell utilizó el sistema de Forlanini de aletas en forma de escalera en Norteamérica y en 1918 estableció un récord mundial de velocidad en el agua de 70 mph.

Existían dos problemas que retardaron el progreso de los hidrodeslizadores. La estructura de metal del aparato no podía soportar los mares pesados y no había presupuesto gubernamental para la investigación.

Hanns von Schertal es considerado el padre del hidrodeslizador moderno. Con nuevos diseños él pudo superar problemas de propulsión y de estabilidad. Después de que realizó un vuelo de 230 millas bajo malas condiciones climatológicas la marina alemana lo contrató en 1940 para construir un minador de 17 toneladas que viajaba en el mar a una velocidad de hasta 47 nudos - un récord de velocidad que no había sido roto por 25 años.

No fue sino hasta 1953 que el valor comercial del hidrodeslizador fue reconocido. El hidrodeslizador de von Schertal con 10 toneladas de peso y con capacidad para 28 pasajeros se llevó apenas 48 minutos para cruzar el lago Maggiore, el cual conecta a Suiza e Italia. Los transbordadores regulares se llevaban 3 horas. En 1956, Carlo Rodriquez, jefe del astillero más grande de Sicilia, construyó varios hidrodeslizadores usando el diseño de von Schertal. Estos hidrodeslizadores transportaban a 75 pasajeros entre Sicilia e Italia. En cuatro años más de un millón de personas habían viajado por hidrodeslizador. La embarcación voladora había probado ser un vehículo seguro, rápido, y provechoso.

Hay dos tipos de hidrodeslizadores: de perforación superficial y sumergido. El tipo de perforación es muy estable en aguas tranquilas. Conforme el aparato da vuelta o se inclina hacia adelante el hidrodeslizador automáticamente endereza la nave. El modelo de perforación superficial no funciona bien en mares agitados porque la aleta tiende a seguir el el movimiento de sube y baja de las olas, lo cual pude resultar en sacudidas indeseadas. Por esta razón, los hidrodeslizadores de perforación superficial son el diseño preferido del aficionado a los pasatiempos o del deportista en los lagos y en las bahías tranquilas (generalmente un aprato más pequeño).

La hidroaleta completamente sumergida fue diseñada para limitar el "traqueteo" (sacudidas) causado por las olas. El hidrodeslizador cuenta con un complejo sistema de sensores de movimiento y profundidad (que manipulan (mueven) aletas y elevadores), que le permiten "rasar" (pasar muy cerca) las olas, lo cual resulta en un viaje tranquilo. El diseño de la aleta sumergido es muy similar a un avión de propulsión a chorro y por lo tanto se utiliza sobre todo para aparatos militares o grandes aparatos comerciales.

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Last modified: Tue Jun 2 06:22:49 PDT 1998

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