¿Qué es la similitud?

La similitud es el estándar utilizado para medir la precisión con la que un modelo en particular representará las condiciones de la vida real. Se dice que un modelo tiene similitud si cumple los tres requisitos básicos de igualdad geométrica, cinética y dinámica. Si estos tres parámetros coinciden con los del sistema que se está modelando, entonces el modelo tiene similitud. El concepto se utiliza con mayor frecuencia en ingeniería hidráulica y aeroespacial.

En ingeniería, los modelos de sistemas se utilizan para representar cómo se comportará el sistema en determinadas condiciones. El modelo puede ser mucho más pequeño que el sistema real, como un modelo de una presa hidroeléctrica, o puede ser mucho más grande, como un modelo de un nanobot. El propósito del modelo es permitir que los ingenieros prueben el sistema sin construir uno a gran escala, lo que puede ser costoso y laborioso. Para ser útil, este modelo debe comportarse exactamente como lo haría el sistema de tamaño real.

Los ingenieros utilizan tres criterios para medir la precisión de un modelo. La similitud geométrica se refiere a la forma del modelo. Todas sus líneas, curvas y ángulos deben ser más pequeños o más grandes que el sistema real en una proporción determinada. Por ejemplo, si un ingeniero está construyendo un modelo de una presa en escala 1:72, entonces cada una de las compuertas no puede estar en escala 1:55 o tergiversará la física involucrada.

La segunda prueba de similitud es la similitud cinemática. Esto significa que el fluido o aire que se mueve alrededor y a través del modelo debe moverse de la misma manera que lo haría a través y alrededor del sistema a gran escala. La atención se centra en recrear el movimiento sin preocuparse por las implicaciones del mismo.

Finalmente, un modelo debe tener similitud dinámica. Aquí el ingeniero se ocupa de las fuerzas. Las fuerzas que actúan sobre el modelo deben ser versiones a escala de las fuerzas que actuarían sobre la versión a gran escala. Entonces, la presión del agua que actúa sobre la presa a escala 1:72 debe ser una proporción de 1:72 de la presión que actúa sobre la presa de tamaño completo.

No siempre es posible lograr una similitud absoluta con un modelo. Cuanto más complejas sean las fuerzas que actúan sobre un sistema, más difícil será modelarlo, especialmente si la versión a gran escala estará sujeta a varias condiciones simultáneamente. En ocasiones, los ingenieros pueden superar este problema creando varios modelos, cada uno de los cuales está diseñado para probar un aspecto específico de la versión de la báscula y luego combinar los resultados.