Spoiler: no es magia, es aire empujado hacia abajo. En este módulo mueves los controles tú mismo: sube, baja, inclina y descubre las 4 fuerzas que deciden si tu dron vuela… o se planta.
Antes de hablar de fuerzas, ubica el escenario. La atmósfera tiene capas, y el examen pregunta cuál nos toca:
| Capa | Altura | Qué pasa ahí |
|---|---|---|
| Termosfera | > 80 km | Satélites. Sin actividad aeronáutica ni RPAS. |
| Mesosfera | 50–80 km | Aquí se desintegran los meteoritos. Sin RPAS. |
| Estratosfera | 12–50 km | Capa de ozono; la temperatura tiende a subir con la altitud. Sin RPAS. |
| Troposfera | 0–12 km | Todo el clima y TODOS los RPAS. Tu oficina. |
En la troposfera mandan dos números de referencia: la ISA (atmósfera estándar: 15 °C y 1013,25 hPa a nivel del mar) y el gradiente vertical (la temperatura baja ~6,5 °C por cada 1.000 m). Y una trampa clásica de examen sobre el viento: el viento fluye SIEMPRE de la ALTA presión hacia la BAJA presión — la afirmación inversa es falsa.
Nivel del mar: rendimiento óptimo · 1.000 m: mayor consumo · 2.000 m: rendimiento reducido · 3.000 m: eficiencia crítica. Santiago (~540 m) ya rinde menos que la costa.
Ya jugaste con ellas en el simulador. Ahora conozcámoslas en serio — porque el examen pregunta por cada una y un piloto debe poder explicarlas:
La fuerza hacia arriba. En un multirrotor nace de las hélices acelerando aire hacia abajo (acción y reacción). Depende de: velocidad de giro de las hélices, su tamaño y forma, y la densidad del aire — por eso el clima del Módulo 2 le importa tanto.
La fuerza en dirección perpendicular hacia la superficie de la Tierra (así la define el examen): la gravedad tirando de toda la masa — dron, batería, cámara, accesorios. Es la única fuerza que no puedes apagar — solo administrar: cada gramo que subes es sustentación que debes generar y batería que debes gastar.
La componente del esfuerzo de las hélices que mueve al dron en la dirección deseada. En vuelo estacionario es 100% vertical; al inclinarse, parte se vuelve horizontal y aparece el avance. Empuje total = lo que reparten sustentación y movimiento.
El aire frenando todo lo que lo atraviesa. Crece con la velocidad (¡al cuadrado!) y contra el viento se multiplica: por eso volar contra viento fuerte devora batería. El diseño del dron busca reducirla.
Todo lo que hace un dron — subir, bajar, avanzar, frenar, quedarse quieto — es el resultado de estos dos duelos. Y la versión de examen: en vuelo recto y nivelado, sin acelerar ni frenar, la sustentación es igual al peso (y el empuje a la resistencia). No hay más magia que esta.
Sobre cualquier aeronave actúan 4 fuerzas en pareja: sustentación (hacia arriba) contra peso (hacia abajo), y empuje (avanza) contra resistencia (frena). El vuelo es simplemente ganar los duelos correctos.
Cada hélice al girar acelera aire hacia abajo. Y por la tercera ley de Newton (acción y reacción), ese aire empujado hacia abajo empuja al dron hacia arriba. Más revoluciones = más aire = más sustentación.
El motor la hace girar miles de veces por minuto.
La hélice toma aire de arriba y lo lanza hacia abajo con fuerza.
El aire responde empujando al dron en sentido contrario: hacia arriba.
Newton explica la mitad del vuelo (acción y reacción). La otra mitad la explica Bernoulli (1738). El aire ejerce dos presiones: la estática (Ps) — la atmosférica local, que actúa en todas direcciones — y la dinámica (Pd) — la generada por el movimiento del fluido. Su ley: Ps + Pd = constante. Traducción: donde el aire va más rápido, la presión estática baja; donde va más lento, sube.
Ahora mira el perfil alar — la forma de gota que tienen las alas… y cada pala de tus hélices. Sus fronteras tienen nombre: borde de ataque (donde el aire entra) y borde de fuga (donde sale). Y sus dos caras hacen la magia:
Superficie más curva: el aire recorre más distancia y fluye más rápido → por Bernoulli, la presión estática baja.
Superficie más plana: el aire fluye más lento → la presión estática se mantiene alta y empuja el perfil hacia arriba.
La sustentación NO se genera "por el peso del aire sobre el ala": nace de la diferencia de presión (baja arriba, alta abajo) que crea el flujo alrededor del perfil.
Un multirrotor no tiene motor "de avance". Su truco: inclinarse. Al inclinar el cuerpo, parte del empuje de las hélices deja de apuntar solo hacia arriba y empieza a empujar también hacia el lado. Física simple, resultado elegante.
Cuando muevas los sticks en la práctica, estarás controlando tres rotaciones con nombre propio. Aprenderlas ahora hace que el día de vuelo todo "haga clic":
Inclinar la nariz hacia abajo o arriba: el dron avanza o retrocede. Es la inclinación que probaste en el simulador de la fase anterior.
Inclinar el cuerpo hacia un costado: el dron se desplaza lateralmente, sin girar la nariz. Ideal para encuadres finos.
Girar sobre su propio eje vertical, como un trompo: cambia hacia dónde mira el dron (y la cámara) sin moverse de lugar.
¿Cómo logra esto sin timones ni alerones? Con control diferencial de RPM: acelera unas hélices y frena otras. Cada motor genera un par de torsión (torque de reacción), y por eso los motores se alternan CW ↻ y CCW ↺ — dos giran con reloj y dos contra reloj — para neutralizarlo. Para hacer yaw, el dron desequilibra ese balance a propósito. El orden que examina la DGAC: eje lateral = cabeceo · eje longitudinal = alabeo · eje vertical = guiñada.
Un consejo de seguridad que viene de esta física: evita los descensos verticales rápidos y prolongados. Al bajar en picada recta, el dron puede meterse en su propio aire turbulento descendente y perder sustentación de golpe (los pilotos lo llaman anillo de vórtice). La solución es simple: desciende en diagonal, avanzando levemente — aire limpio para las hélices todo el camino.
Las hélices empujan aire — y hay días (y lugares) con menos aire que empujar. Con altura y calor, el aire se vuelve menos denso: tus motores trabajan más para lograr lo mismo, y la batería lo paga.
Muy cerca de la superficie, el aire que las hélices lanzan hacia abajo rebota y se comprime entre el dron y el piso: se forma un colchón que regala sustentación extra. Lo sentirás al aterrizar — ese último medio metro donde el dron "no quiere bajar".
El colchón frena el descenso: baja con decisión suave, no te asustes ni cortes motores en el aire.
Cerca del piso todo parece fácil; el verdadero rendimiento se ve al salir del colchón. Despega decidido.
Hay tres conceptos de aerodinámica "de avión" que el examen DGAC también le pregunta a los pilotos de drones. Conócelos y no te sorprenden:
El flujo de aire que incide sobre el perfil en sentido opuesto a la trayectoria de vuelo. Si avanzas hacia el norte, tu viento relativo viene del norte — aunque el día esté calmo. Contra él se genera la sustentación.
El ángulo entre la cuerda del perfil (la línea imaginaria del borde de ataque al de salida) y el viento relativo. Más ángulo = más sustentación… hasta un límite donde el flujo se desprende.
El punto donde se concentra todo el peso. CG adelantado = más estable pero menos maniobrable · CG atrasado = inestable, tiende a cabecear · CG fuera del rango del fabricante = posible pérdida de control. Verifica la distribución de carga (batería, cámara, accesorios) antes de cada vuelo.
Y la resistencia tiene dos apellidos que el examen distingue: la resistencia inducida — la que aparece como consecuencia de generar sustentación (más ángulo de ataque → más sustentación → más resistencia inducida) — y la resistencia parásita — la de la forma y fricción de todo lo que no produce sustentación: chasis, brazos, tren de aterrizaje, cámara. La parásita crece con el cuadrado de la velocidad. Volar es, literalmente, administrar esos dos cobros.
Si aumentas el ángulo de ataque, la sustentación aumenta… hasta el ángulo crítico, donde el flujo se desprende y el perfil entra en pérdida. Y la fuerza aerodinámica es la resultante de la sustentación y la resistencia inducida que actúan sobre el perfil — no de la fuerza centrífuga ni del peso (así lo responde el banco).
6 preguntas estilo examen DGAC sobre las 4 fuerzas, la densidad y el vuelo del multirrotor. 75% para aprobar.