Felix Baumgartner y la Física

Acabamos de ser testigos del éxito final en la aventura de Félix Baumgartner, el hombre que pretendía romper la barrera del sonido en caida libre.





Podemos hacer algunos números y estudiar el salto. Sobre todo, nos interesa responder a la pregunta del millón: ¿se ha batido finalmente la barrera del sonido? Según los datos que obtengo de la web, la velocidad máxima es de unos 1.173 km/h, que no llegan a los 1.230 km/h considerados como velocidad del sonido en la superficie terrestre.

Pero, por supuesto, el punto donde Félix Baumgartner alcanzó la velocidad máxima no estaba precisamente en la superficie terrestre. Un factor importante es que la velocidad del sonido depende de la temperatura, que a su vez varía con la altura. A 39 km de altura, la temperatura es de unos 15-20 ºC bajo cero, lo que corresponde a una velocidad de unos 1.130-1.150 km/h; a una altura inferior, digamos a 30 km, la temperatura desciende hasta los -40 ºC aproximadamente, y la velocidad del sonido disminuye hasta los 1.090 km/h.
Necesitamos, entonces, saber en qué punto se alcanzó la velocidad máxima, y si dicha velocidad es superior o no a la del sonido en esa región. Como dije en el anterior artículo, calcular analíticamente la velocidad de caída es una tarea difícil, pero resulta fácil si se dispone de una hoja de cálculo para efectuar los cálculos numéricos. Recordemos que la velocidad límite para una caída en régimen turbulento era del tipo:

V = raíz cuadrada de [(mg)/(rho*A*C)]

donde rho es la densidad del fluido (que también depende de la altura), A es la sección del objeto (es decir, la superficie de un corte hecho al objeto en dirección perpendicular al movimiento), y C es un coeficiente que depende de la forma del objeto. En mi anterior artículo supuse que A=1m^2 y C=0,1. Los datos recabados en la web (a saber: 1.173 km/h de velocidad máxima alcanzada a los 46 segundos de caída) son consistentes con un rozamiento de C=0,2. Eso significa que la fuerza de rozamiento será mayor que lo que creí, y que incluso una mayor altura (39.000 metros en lugar de los 36.000 originales) no será garantía de éxito.

Bien, vamos con los números. ¿Tenemos Mach 1?

Aparentemente, sí. La velocidad máxima de 1.170 km/h fue alcanzada a los 46 segundos, a una altura que calculo en torno a los 29.500 metros. A esa altura, la temperatura ronda los 30-40 grados centígrados bajo cero, y eso se corresponde con una velocidad del sonido de aproximadamente 1.090-1.115 km/h, lo que nos da Mach 1,05-1,08. Según eso, y a la espera de datos más precisos, me atrevo a asegurar que en efecto, el señor Félix Baumgartner se ha convertido en la primera persona que ha atravesado la barrera del sonido sin ayuda mecánica.

Hay un detalle adicional que quiero compartir con ustedes. Según mi tradicional hoja de Excel, si el salto se hubiese efectuado a 36.000-36.500 metros de altura, como estaba previsto en un principio, la velocidad máxima no hubiera superado a la del sonido, ya que se habría quedado en unos 1.050-1.070 km/h. Ha hecho muy bien en elevarse hasta los 39 kilómetros, porque así no quedarán dudas al respecto.


Desde aquí, felicito al señor Baumgartner y le deseo que disfrute de sus récords, que se los ha ganado al pulso.

Aquí les dejo los puntos mas importantes del salto:

1. Primer hombre en romper la barrera del sonido
La barrera del sonido es de 1.224 kilómetros por hora en condiciones normales a la altura del mar, pero es menor cuanto más altitud tiene. A la altura a la que ha caído Baumgartner, el sonido viaja a unos 1.100 kilómetros por hora, por lo que el austriaco la ha superado ya que alcanzó los 1.342 kilómetros por hora en los primeros 40 segundos de caída libre.

2. Sin récord en caída libre
En el descenso total de unos nueve minutos, la caída libre de Baumgartner ha sido de cuatro minutos y 20 segundos, por lo que no batió el récord anterior, de cuatro minutos y 36 segundos.
Esa marca sigue en posesión de quien ha supervisado el salto desde el control central: Joe Kittinger, de 84 años, que se arrojó en 1960 cuando era miembro de las Fuerzas Aéreas de Estados Unidos desde una altura de 31.333 metros.

3. Vuelo más alto en globo tripulado
El austríaco cumplió su sueño y saltó desde la increíble altura de 39.068 metros, muy por encima de los 36.576 previstos inicialmente.

4. Solo un contratiempo
El único contratiempo fue la avería de la placa térmica frontal de su casco, detectada durante el largo ascenso en globo y que estuvo a punto de dar al traste con la misión. Baumgartner, sin embargo, insistió en continuar, y a pesar de que durante la caída el visor se le empañó, parece que el sistema finalmente funcionó como debía.



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