La barrera del sonido

Todos hemos oído hablar de "la barrera del sonido". Pero ¿cuántos sabríamos explicarla? Sabemos que hay aviones supersónicos, que se viaja más rápido que el sonido, velocidades que se miden en Mach (Mach 2, Mach 3, etc.), pero seguro que es una de esas cosas de las que hablamos sin entenderlas realmente. 

De hecho, la barrera del sonido es más o menos como una pared, físicamente. ¿cómo puede ser eso, si hablamos de aire?

Primer dato: el aire es un fluido. Sí, eso ya lo sabíamos todos. ¿Y qué? Pues que si es un fluido, posee una propiedad llamada amortiguación: ofrece una resistencia al avance proporcional a la velocidad del avance. Despacio no hay resistencia a entrar en una piscina; saltando desde 30 m la zambullida es a tal velocidad que el agua se comporta casi como un muro de piedra. Eso es una manifestación del fenómeno del amortiguamiento. Y en el aire ocurre lo mismo. Caminando no hay resistencia, cuando la velocidad crece la cosa cambia. Se nota claramente, por ejemplo, viajando en moto o sacando la mano por la ventanilla en un coche.

Al principio se pensaba que esta resistencia crecía indefinidamente con la velocidad, pero ya en el siglo XIX el amigo Ernst Mach descubrió que no iba a ser así: existía un pico de resistencia y por lo tanto una velocidad con resistencia máxima, pasado el cual el aire se comporta de una manera diferente y la resistencia disminuía. Ese pico se produce a la velocidad de transmisión del sonido en el aire. En condiciones normales y a ras de suelo, más o menos 1200 km/h.

Claro, antes el hombre no tenía acceso a desplazarse a esas velocidades. Pero la aviación cambió las cosas, y ya en la Segunda Guerra Mundial los aviones a reacción empezaban a volar cerca del pico de resistencia. El problema era que ya cerca de ese pico la fuerza de resistencia era tal que les descuajeringaba los aviones; los pilotos lo describían como estrellarse contra un muro. Era "la barrera del sonido". Hasta que por fin un caza militar lo consiguió. Lo que ocurrió entonces fue muy curioso.

En primer lugar, se produce una onda de choque cónica. Esta onda de choque la percibimos como un estallido, así suena. Además, la onda de choque implica una disminución violentísima de la presión, y el vapor de agua que contiene ese aire se condensa inmediatamente. Se ve como una nube aparecida de repente, más o menos así:

 Esquemáticamente sería:

(esquema: archivo de Wikimedia Commons, un depósito de contenido libre hospedado por la Fundación Wikimedia, bajo la licencia Creative Commons Genérica de Atribución/Compartir-Igual 3.0)

Y ya está. Se podría seguir hablando mucho más, pero creo que es un conocimiento básico suficiente. Espero que lo hayáis encontrado interesante.