Historio De La Mecánica De Fluidos

Historia de la Mecánica de Fluido

Como la mayor parte de las ciencias, la mecánica de fluidos tiene una historia de antecedentes lejanos aislados, después de una época de descubrimientos fundamentales en los siglos XVIII y XIX, y finalmente, una época de "práctica actual", como denominamos a nuestros conocimientos ya bien establecidos. Las civilizaciones antiguas tenían conocimientosrudimentarios, pero suficientes para resolver algunos problemas. La navegación a vela y el regadío datan de tiempos prehistóricos. Los griegos introdujeron la información cuantitativa.

Arquímedes formuló las leyes de flotabilidad y los supo aplicar a cuerpos sumergidos, utilizando cierta forma de cálculo diferencial en su análisis. Los romanos construyeron multitud de acueductos, pero no dejaron escritosobre los principios cuantitativos de sus diseños. Hasta el renacimiento hubo mejoras sustanciales en el diseño de naves, canales, etc. Pero tampoco nos queda evidencia de los análisis realizados.

Leonardo Da Vinci (1452-1519) obtuvo una ecuación de continuidad para flujos unidimensionales, fue un excelente experimentalista y en sus notas dejó descripciones muy reales sobre chorros, alas,bombas hidráulicas, formación de torbellinos y diseños de cuerpos de baja y alta resistencia (cuerpos fuselados y paracaídas). Un francés Edme Mariotte (1620-1684) construyó el primer túnel aerodinámico y realizó diversas pruebas en él. Pero el definitivo impulso se debe a Sir Isaac Newton (1642-1727), que propuso las leyes generales del movimiento y la luz de resistencia viscosa lineal para losfluidos que hay denominamos newtonianos. Los matemáticos del siglo XVIII (Daniel Bernoulli, Leonhard Euler, Jean D´alembert, Joseph-Louis Lagrange y Pierre Simon Laplace) obtuvieron soluciones a muchos problemas de flujos no viscosos. Euler desarrolló las ecuaciones diferenciales del movimiento de flujos incompresibles no viscosos, y posteriormente dedujo su forma integrada, que hoy conocemos comoecuación de Bernoulli. Utilizando estas ecuaciones, D´alembert propuso su famosa paradoja: "un cuerpo inmerso en un flujo no viscoso tiene resistencia nula”.

Estos brillantes resultados deslumbran, pero en la práctica tienen pocas aplicaciones, porque la viscosidad siempre juega un papel crucial. Los ingenieros de la época rechazaron estas teorías por irreales y desarrollaron la ciencia denominada"hidráulica", que es esencialmente empírica.

Experimentalistas como: Chézy, Pitot, Borda, Weber, Francis, Hazen, Poiseuille, Darcy, Manning, Bazin y Wiesbach trabajaron en gran variedad de flujos como: canales abiertos, resistencia de barcos, flujos en tuberías, olas y turbinas. La mayor parte de los datos eran utilizados sin tener en cuenta los fundamentos físicos de los flujos.  La segundamitad del siglo XIX y los inicios del XX vieron el trabajo de dos grandes genios, Osborne Reynolds y John Strutt, tercer barón Rayleigh, que iniciaron el estudio de dos fenómenos hasta entonces inexplorados, la turbulencia y la dinámica de los gases (donde la compresibilidad no puede ser despreciada). Nuevas técnicas como el análisis dimensional fueron desarrolladas para afrontar estos retos.
Lamadurez de la fluido dinámica fue seguida por el trabajo del irlandés Osborne Reynolds (1842-1912), responsable de los Teoremas del transporte de Reynolds con los que las ecuaciones de la dinámica adquirieron su forma moderna. Más aún, Reynolds fue un pionero del estudio de la turbulencia, estudiando sus causas, dando lugar a los conceptos de flujo turbulento y laminar e introduciendo el número deReynolds como medida de la turbulencia. Con dicho número, además, nació la técnica del análisis dimensional, que desde entonces se encuentra ligada a la mecánica de fluidos. Innovador también en flujo viscoso y lubricación, su trabajo fue vital para el posterior desarrollo que se daría en dichos campos.
William Froude (1810-1879) fue un ingeniero hidráulico y arquitecto naval inglés. Froude...