Visto a través del tiempo, el desarrollo de la aviación ha sido vertiginoso. En Kitty Hawk los hermanos Wright lograron volar apenas unos pocos metros, actualmente existen aviones con autonomía para hacerlo entre continentes, se mantienen unas veinte horas en el aire sin tomar combustible; los de las fuerzas aéreas que pueden recargarse volando no sabemos cuánto tiempo lo pueden hacer en total, pero se ha publicado que en caso necesario el Presidente estadounidense estaría en el aire hasta que pase el peligro, lo que podría implicar varios días.

Los aviones se mueven en un medio, aire, que tiene sus características propias, los barcos y los submarinos lo hacen en el agua, también con sus propias especificidades. Siendo ambos fluidos, los principios que se utilizan para lograr la sustentación son distintos, aunque no excluyentes. En los aviones predomina la ecuación de Bernouilli o de Euler que es a fin de cuentas de donde proviene la primera, en los barcos y submarinos se aplica el principio de Arquímedes, el gran matemático y sabio griego del que todos hemos oído hablar.

Un navío, barco grande o pequeño, debe tener un volumen que desplace agua con un peso mayor que el suyo. Los globos o zepelines también utilizan Arquímedes pero los aviones tienen requerimientos diferentes que afortunadamente cumplen con la ecuación de Bernouilli. Una combinación de velocidad y presión los mantiene en el aire, pues resulta difícil, por ahora, y probablemente antieconómico, hacer una avión tan grande que desplace un volumen de aire cuyo peso sea mayor que el del avión.

El aire tiene peso, eso ya lo descubrió hace un buen tiempo Torricelli cuando hizo su conocido experimento de la columna de mercurio a la orilla del Mediterráneo. Toda la atmósfera pesa 760 milímetros de mercurio, es decir, varios kilómetros de aire pesan lo que la columna, sin embargo, resulta que el aire varía su peso entre otras cosas con la temperatura, a más frío más peso de aquí que los sótanos normalmente son más frescos que los demás pisos. Hablar de peso es similar a decir densidad del aire, más calientes menos densos y pesan menos.

Si vamos a entender el porqué vuelan los aviones conviene resumir la ecuación de Bernouilli que es sencilla y efectiva. Esta nos muestra que para un punto en un fluido en movimiento, hay dos variables que definen su energía: velocidad y presión; la suma de los aportes de las dos se mantiene constante, luego si la velocidad a que se mueve el fluido aumenta la presión en el punto disminuye.

La sección transversal del ala de un avión tiene una forma característica: cuasi plana en la parte inferior y curva en la superior, esta forma se obtiene usando la transformada de Joukovsky que también se usa en Hidráulica para problemas de golpe de ariete. En fin, cuando el aire pasa por el ala lleva mayor velocidad en la parte superior que en la inferior, en consecuencia, la presión en la superior es menor que en la inferior, esta diferencia de presiones resulta en un empuje hacia arriba que se denomina sustentación. Si la sustentación es mayor que el peso del avión, se mantiene en el aire, vuela.

Los motores o las turbinas proporcionan al avión la velocidad de traslación, cuando el avión carretea para despegar va aumentando su velocidad con lo que aumenta la diferencia de presiones y con ello la sustentación hasta que supera el peso de la aeronave y despega. El resto es dirigir la nave hacia su destino lo que se logra con los alerones y el timón de cola.

En las pasadas semanas se dio la noticia de que el aeropuerto de Phoenix tuvo que prohibir la llegada y salida muchos vuelos por las altas temperaturas del ambiente: ¿cómo se explica esto? Pues no es difícil de entender luego de los párrafos anteriores. ¿Qué sucedió? Veamos, al aumentar la temperatura el aire se dilata, por tanto, disminuye su densidad; así las cosas el volumen de aire debajo del avión ya no puede sustentarlo para las velocidades adecuadas a aterrizaje o despegue y puesto que el avión está por aterrizar o despegar, no puede aumentar la velocidad porque se estrellaría, lo procedente es pues cerrar temporalmente el aeropuerto. Fue lo que hicieron las autoridades aeronáuticas de Phoenix, Arizona.