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El efecto COANDĂ

El efecto COANDĂ

Imagínate que tienes que apagar una vela. Si soplas ante ella, la vela se apagará. Mas que evidente ¿no? Ahora en lugar de que no haya nada de por medio entre tu y la vela, coloca una caja que los separe tomando en cuenta que la caja debe ser razonablemente pequeña. Tal y como la lógica nos llevaría a pensar, y claro está que el ejercicio también, el aire se desviara hacia ambos lados al impactar la superficie de la caja y la vela no se apagara.

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Si utilizamos una botella en lugar de una caja, ¿el resultado será el mismo? La lógica nos lleva a pensar que sí, pues las partículas de aire se dispersaran al impactar la botella y no lograra apagar la vela.
La realidad, es completamente diferente. En esta situación, la vela si se apagara, y la explicación se debe al “efecto Coandă” también conocido como “boundary layer attachment”

Este principio sostiene que todos los fluidos tienden a ser “atraídos” ¿Cómo se produce este efecto? En términos sencillos, el principal causante de este efecto es la viscosidad del fluido. Cuando este impacta por primera vez con un cuerpo de contorno curvo y suave, la viscosidad del fluido hace que las partículas queden temporalmente adheridas a la superficie del cuerpo sólido, creando una lámina uniforme y paralela al contorno del cuerpo y sucesivas partículas que impactan posteriormente con el cuerpo generarán nuevas capas paralelas a la inicial, resultando en una progresiva desviación de la trayectoria del fluido.

Otra forma de explicar en qué consiste el efecto Coandă es el siguiente: supóngase una superficie curva, por ejemplo, un cilindro, tal como está en la imagen. Si sobre él se vierte algo sólido (arroz, por ejemplo) rebotará hacia la derecha. El cilindro, por el principio de acción-reacción tenderá a ir a la izquierda. Si se repite esta experiencia con un líquido, debido a su viscosidad, tenderá a “pegarse” a la superficie curva. El fluido saldrá en dirección opuesta. En este caso, el fluido será atraído hacia el cilindro.

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Imaginándose el líquido que cae como miles de capas de agua, las capas que tocan al cilindro se pegarán; las capas contiguas, por el rozamiento, se pegarán a ésta y se desviarán un poco; las siguientes capas, igualmente, se desviarán algo más.

El efecto Coandă es, por lo tanto, uno de los pilares de la aerodinámica. Y es que la posibilidad de redirigir los flujos de aire —y cualquier otro fluido— permite a los analistas, investigadores, ingenieros, diseñadores, diseñar cualquier cantidad de dispositivos para todas las industrias con aplicaciones específicas.

En la industria automotriz, por ejemplo en el automovilismo, y en especial en la Formula 1, este efecto se utiliza para canalizar el aire donde se desee en ciertas partes del chasis del monoplaza sin tener que deflactarlo, evitando gran resistencia aerodinámica.

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Otro caso de aplicación es el aire acondicionado, donde el efecto Coandă se aprovecha para aumentar el alcance de un difusor montado en el techo. Debido a que el efecto Coandă hace que el aire descargado desde el difusor se “pegue” al techo, viaje mas lejos antes de caer a la misma velocidad de descarga que si el difusor estuviera montado si el techo vecino.

En este caso a través de herramientas de CFD con FlowSimulation hacemos un experimento simple como es el efecto Coandă demostrado con una cuchara y un chorro de agua y ¡puedes comparar el experimento con la simulación!.

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