¿Cómo puede una mariposa esquivar el parabrisas de un coche que circula a gran velocidad?

Question

Mientras conducía, una desafortunada mariposa estaba a punto de chocar contra mi parabrisas. Pero en lugar de salpicar, se deslizó suavemente hacia arriba por la superficie de mi parabrisas. Estaba claro que la mariposa no estaba esquivando hábilmente el coche, porque la velocidad necesaria para hacerlo sería demasiado para ella. Había como una fuerza repulsiva entre la mariposa y el parabrisas. Aunque no tengo ninguna prueba en vídeo, supongo que al menos algunos de vosotros lo habréis experimentado.

Imagen ilustrativa

¿Cómo ocurre esto? Creo que la respuesta está en la naturaleza del flujo de aire alrededor del coche, aunque no estoy seguro de cómo exactamente. Este es un Fiat punto, y tiene una forma bastante aerodinámica con el parabrisas inclinado unos 45 grados.

Answer 1

Aunque @Nick dio una buena respuesta ("el aire fluye hacia arriba y alrededor del coche"), esa respuesta por sí sola significaría que ningún bicho llega nunca al parabrisas, y sabemos que eso es falso. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre un insecto y una mariposa?

Si consideramos el problema en el marco de referencia de un coche parado, hay una corriente de aire que se mueve hacia él, y en esa corriente de aire hay un pequeño objeto sólido (insecto, mariposa).

Desde el marco de referencia del objeto, éste se encuentra en una masa de aire que de repente se desplaza hacia arriba. La pregunta es: ¿se moverá el objeto con la corriente de aire? Esto depende del tamaño y la fuerza de las alas y de la masa del objeto.

Si eres un insecto con alas pequeñas que tienes que batir muy rápido para mantenerte en el aire, entonces la mayor parte de tu "sustentación" la genera el movimiento de tus alas. Si el aire se mueve un poco más rápido, no cambiará mucho la sustentación que experimentas (porque tus alas se movían tan rápido para empezar, que la velocidad extra del aire sobre las alas es pequeña). Así que te estrellarás.

Si eres una mariposa, consigues suficiente sustentación sin mover mucho las alas (porque las alas son grandes). Así que si el aire empieza a moverse más rápido, tenderá a llevarte con él.

Un capricho de la evolución: un cuerpo pequeño con alas grandes evitará los objetos que se mueven rápido (aunque estoy bastante seguro de que esa no fue la razón principal por la que las mariposas evolucionaron para tener alas grandes...).

Answer 2

Tienes razón en que la mariposa no esquivó hábilmente el coche. No tenía por qué hacerlo, ya que fue arrastrada por el aire que fluía alrededor del coche. Si observas la siguiente imagen del patrón de las líneas de corriente alrededor de un coche, verás que las líneas de corriente empiezan a curvarse hacia arriba antes de llegar a la parte delantera del coche. Si la mariposa estuviera a la altura del parabrisas, unos metros por delante del coche, la corriente de aire la llevaría hacia arriba y por encima del coche.

La excepción sería si la mariposa estuviera a la altura del parachoques delantero. Podemos ver en el patrón de la línea de corriente que debe haber un punto de estancamiento aquí, en cuyo caso la mariposa terminaría salpicada. Tampoco se lo pasaría bien siendo transportada bajo tu coche si estuviera incluso más abajo.

Answer 3

Depende de lo que se acerque a la ventana. Un trozo de papel es fácilmente arrastrado por el flujo de aire que surge cuando el aire se encuentra con la parte delantera del coche. Una piedra lanzada delante de la ventanilla apenas notará el flujo de aire y chocará contra la ventanilla como si no hubiera aire (si se lanza de la forma correcta).