Turbulencias y rebufo: accidente de tráfico sin colisión
A veces, en la investigación de accidentes de tráfico, los peritos nos podemos encontrar con accidentes de tráfico donde se produce la pérdida de control y caída de un vehículo de dos ruedas sin que sea necesaria la presencia de una colisión, lo que puede dificultar enormemente la reconstrucción del accidente al no dejar éste hecho vestigios en la calzada. Las turbulencias y la estela o rebufo creado por el paso de un vehículo, más si es un vehículo de gran tonelaje, pueden ejercer fuerzas capaces de generar la pérdida de control de un vehículo ligero con poca estabilidad como pueden ser bicicletas o motocicletas.
Para entender el comportamiento del aire alrededor de un vehículo en movimiento, se deben aclarar previamente una serie de conceptos.
Numerosos factores tales como la proximidad al suelo, dimensiones y forma de los vehículos crean un campo de flujo alrededor del automóvil que principalmente puede ser de dos tipos:
- Flujo laminar
Tipo de flujo en el que las partículas se mueven a lo largo de trayectorias uniformes en capas o láminas, deslizándose suavemente una capa sobre la adyacente, sin que exista mezcla macroscópica o intercambio transversal entre ellas. En este tipo de flujo la velocidad del fluido en cualquier punto no cambia con el tiempo, siendo la ley de Newton de la viscosidad la que rige el flujo laminar. La acción de la viscosidad puede amortiguar cualquier tendencia turbulenta que pueda ocurrir en el flujo laminar.
En situaciones que involucren combinaciones de baja viscosidad, alta velocidad o grandes caudales, el flujo laminar no es estable, lo que hace que se transforme en flujo turbulento.
- Flujo turbulento
Es el tipo de flujo más frecuente en las aplicaciones prácticas y en él, las partículas del fluido se mueven en trayectorias muy irregulares, originando un intercambio de cantidad de movimiento de una porción del fluido a otra.
Concepto de la Capa Límite
La capa límite es la zona del flujo de aire que se genera alrededor de la superficie del vehículo. Las partículas de aire que están en las capas más próximas a la superficie del vehículo, por efecto del rozamiento, se mueven prácticamente a la misma velocidad que el vehículo. Así que nos vamos alejando de la superficie, las sucesivas capas se mueven a velocidad cada vez inferior hasta llegar a la última capa la cual no se ve afectada por el paso del vehículo y permanece sin alterar su velocidad. Este espesor de aire se denomina capa límite. Su distribución se ve reflejada en la siguiente ilustración.
Esta es la razón por la que las gotas de agua que caen en el parabrisas de nuestro coche cuando nos movemos y está lloviendo no salen expulsadas rápidamente hacia el techo por la velocidad del aire ya que el aire en esta zona tiene la misma velocidad que el vehículo.
Un objeto aerodinámico de formas redondeadas, como puede ser un turismo moderno, se mueve desplazando muy poco las líneas de corriente. Lo que produce una baja resistencia de forma. El flujo de aire sigue un régimen laminar alrededor de la superficie. Sin embargo un objeto de líneas cuadradas poco aerodinámico, como sucede con los camiones, produce un gran desplazamiento de las líneas de corriente. La forma poco aerodinámica en su parte posterior genera que estas líneas de flujo, que se tienen que juntar de nuevo, lo hagan abruptamente y por culpa de este salto, formándose unos torbellinos. Es aquí donde se dice que se ha separado la capa límite.
Estas turbulencias generadas en la parte posterior del vehículo como consecuencia del salto brusco de su forma es lo que se denomina estela o rebufo. En esta zona se generan torbellinos de trayectoria errática y una zona de baja presión que hace que, un vehículo que circula por detrás de otro y que se encuentre en esta zona de baja presión, pueda desplazarse a mayor velocidad que el primero al ser “absorbido” por el primero, es lo que comúnmente se llama la zona de “aspiración”. A parte de ser “aspirado, si un vehículo entra en esta zona, percibirá fuerzas laterales bastante impredecibles. La estela o rebufo generado por un camión o vehículo articulado es mucho mayor que la generada por un vehículo turismo debido a su forma cuadrada poco aerodinámica.
Los esfuerzos para reducir la resistencia de los automóviles y por tanto reducir el consumo de combustible, influencia enormemente el diseño de la carrocería de los mismos. El fin de dar una forma aerodinámica a un cuerpo es conseguir que el punto de separación de la capa límite se mueva lo más atrás posible para reducir el tamaño de la estela turbulenta al mínimo. Se ha de prestar especial atención tanto a la forma aerodinámica en la parte posterior, como en la parte anterior del vehículo. La forma de la parte anterior del vehículo es muy importante en cuanto que determina la posición del punto de separación en la parte posterior del mismo. Se consigue la mínima perturbación de las líneas de corriente empleando un frontal redondeado, por lo que es la forma más adecuada. En el caso de los camiones, estas formas no son todo lo redondeadas que se quisiera, generando zonas de turbulencias a lo largo de todo el lateral del vehículo. Ello puede comprobarse en la siguiente figura donde se compara el flujo alrededor de un vehículo con frontal cuadrado con uno de frontal redondeado.
Circulando en un vehículo de dos ruedas, si un vehículo nos adelanta, por ejemplo un camión o vehículo articulado a gran velocidad, lo primero que notaremos será un empujón. Posteriormente notaremos como una aspiración que tirará de nosotros hacia el camión y finalmente notaremos un golpe de viento de frente, todo ello fruto del aire que rodea y que desplaza el vehículo articulado a su paso.
En el caso de un vehículo de dos ruedas, estas fuerzas pueden ser suficientes para generar la pérdida de control y caída del vehículo, una caída que no dejará vestigios en los vehículos por contacto ni en la calzada en el punto de interacción, por lo que estaremos ante un accidente sin colisión.
Jordi Rivera García
IPSUM Reconstrucción de Accidentes de Tráfico