lunes, 4 de junio de 2012

Efecto Coriolis. Origen de un mito

Existe una creencia popular sobre el giro del agua en los desagües. Ésta afirma que en el hemisferio Sur, al quitar el tapón de una bañera, el agua gira en el sentido de las agujas del reloj, y en sentido contrario en el hemisferio Norte.

Esta creencia está tan extendida, que incluso en un episodio de la sexta temporada de Los Simpson, se trata este tema erróneamente. En él, tras jugar en la bañera, Lisa le explica a Bart que en el Hemisferio Norte el agua gira hacia la izquierda cuando es succionada, mientras que en el Hemisferio Sur gira hacia la derecha. Bart, sin embargo, no le cree, y para comprobarlo decide llamar a países del Hemisferio Sur. Al final, acabarán viajando a Australia.



El origen de esta creencia está en el llamado "Efecto Coriolis", descrito en 1836 por el científico francés Gaspard-Gustave Coriolis.

Esta es la definición del Efecto Coriolis que podemos leer en la Wikipedia:

Es el efecto que que se observa en un sistema de referencia en rotación (y por tanto no inercial) cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto de dicho sistema de referencia. Este efecto consiste en la existencia de una aceleración relativa del cuerpo en dicho sistema en rotación. Esta aceleración es siempre perpendicular al eje de rotación del sistema y a la velocidad del cuerpo.

El efecto Coriolis hace que un objeto que se mueve sobre el radio de un disco en rotación tienda a acelerarse con respecto a ese disco según si el movimiento es hacia el eje de giro o alejándose de éste. Por el mismo principio, en el caso de una esfera en rotación, el movimiento de un objeto sobre los meridianos también presenta este efecto, ya que dicho movimiento reduce o incrementa la distancia respecto al eje de giro de la esfera.

Quizás con esta definición no lo tengamos del todo claro. Tenemos que tener en cuenta que este efecto se produce al observar el movimiento de un objeto desde un sistema de referencia en rotación.

Pongamos el ejemplo de un disco que gire alrededor de su centro, como podría ser un antiguo disco de vinilo. El disco completo gira conjuntamente, de una pieza, pero observamos que cualquier punto cercano al centro describe un círculo pequeño y se mueve despacio, mientras que en la parte más externa del disco, los surcos describen círculos mucho más grandes y se mueven a mayor velocidad.

Si pudiéramos caminar por un disco gigante que esté girando con una velocidad angular constante y comenzamos a caminar en línea recta desde el centro hasta un extremo, nos parecería que el suelo se mueve bajo nuestro pies cada vez a mayor velocidad a medida que nos alejamos del centro.

Pero si alguien situado en cualquier punto del disco nos observa, le parecerá que no caminamos en línea recta, sino haciendo una curva. Ese efecto, es decir, el hecho de que la trayectoria de un objeto que se acerca o se aleja del centro de giro parezca curvarse si se mira desde el sistema que gira, se llama efecto de Coriolis.

En esta animación se puede ver gráficamente lo explicado anteriormente.

Efecto Coriolis

En la imagen superior podemos ver el movimiento real (visto desde fuera del disco). La línea amarilla muestra la trayectoria real de la bola.

En el disco inferior tenemos lo que un observador situado sobre el disco vería.

Veamos un vídeo para tener esta idea más clara:



Como podemos comprobar, si observamos el disco desde el exterior, no hay ninguna curva en el movimiento de la pelota, pero observando desde el propio disco, si podemos apreciar dicha curva.

Respecto a la Tierra y su movimiento, nosotros somos espectadores desde dentro de ella. Por este motivo, vemos el efecto Coriolis en todas partes. Si nos alejamos en un porcentaje considerable del eje de giro de la tierra, apreciaremos mejor el efecto.

¿En qué afecta esto al sentido del movimiento de los ciclones, huracanes, etc?

En el Hemisferio Norte, si nos desplazamos hacia el norte nos estaremos acercando al eje de giro terrestre y alejando si vamos hacia el sur. Análogamente, si vamos hacia el norte en el Hemisferio Sur, nos estaremos alejando del eje de giro, y acercando si nos dirigimos al sur.

Eje giro Tierra

El efecto Coriolis también es tenido en cuenta en la navegación aérea y en balística, sobre todo en misiles de largo alcance.

Está claro que las tormentas giran en sentido contrario en un hemisferio y en otro, pero ¿influye el efecto Coriolis en el agua de un lavabo?

Veamos una demostración realizada justo en pleno ecuador terrestre:


¿Entonces influye?

La respuesta es no. Hay un pequeño truco, que quizás alguno hayáis descubierto.

El vídeo comienza con el agua ya en la bañera y tiene mucho cuidado de no perturbar el agua al quitar el tapón. El agua está claramente en reposo, puesto que no vemos el momento en el que vierte el contenido del cubo en la bañera, ni tampoco sabemos cuanto tiempo transcurre mientras reclama la atención de la gente para realizar el experimento.

Después se dirige al Hemisferio Sur y.... vierte el agua por la izquierda, no dejando que el agua repose lo suficiente. Luego, se dirige al otro hemisferio y vierte el agua por la derecha. De esta manera consigue simular el efecto.

Pero resulta que en el lavabo de mi casa (en el Hemisferio Norte) el agua gira en sentido contrario a las agujas del reloj. ¿Está actuando el efecto Coriolis?

Imaginemos que una lavabo tiene unos 50 centímetros de diámetro, y que la distancia desde mi casa al eje de giro terrestre es de unos 3200 kilómetros. En este caso, la distancia a la que el agua se acerca o aleja del eje de giro es un 0,00001% del radio de giro. ¿De verdad creéis que se notaría algo?

Si la fuerza de Coriolis (que en realidad es una fuerza ficticia) pudiera influir en el giro del agua en un lavabo, ¡qué no podría hacer con nosotros, con nuestros vehículos circulando a más de 100 km/h, etc...!

Entonces, ¿por qué gira el agua en una dirección? Por múltiples motivos. Las tuberías suelen tener acanaladuras (el agua baja pegada a las paredes, no por el centro). En algunos países las acanaladuras bajan en espiral en el sentido de las agujas del reloj, y en otros al revés. Afecta también el diseño del lavabo, el movimiento inicial del agua, etc...

Realizar la prueba es fácil. Llenar un lavabo, dejar reposar el agua y quitar cuidadosamente el tapón. Hacer la prueba en varios lavabos diferentes. ¿Hacia dónde gira el agua? ¿el sentido es el mismo en todos?

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4 comentarios:

Yo vi una vez un documental en la televisión realizada justo en el ecuador, no recuerdo que pais era, posiblemente Africa.

Y pasando la acera el agua al colarse en un tipo de embudo el agua giraba en un sentido y pasando a la otra giraba en el otro sentido.

La explicación no la sé pero era visible al pasar el ecuador.

una vez me reí mucho con mi hijo mayor porque poníamos y quitábamos el tapón de la bañera -en España- y unas veces giraba hacia un lado y otras hacia otro, era como viajar a velocidad supersónica sin salir del baño!!

Nueva entrada de InvestigaBlog: "Coriolis en mi baño: desmontando el mito"->goo.gl/3XXyN

COMENTARIO DE PERU, EN REALIDAD EL EFECTO DE CORIOLIS SE DA CON MAYOR PRESENCIA EL EFECTO CUANDO ES A LARGAS DISTANCIAS. NO SE PUEDE DEMOSTRAR EN UNA BAÑERA EL MOVIMIENTO PUESTO QUE LA INERCIA O LA FUERZA QUE REALIZA ES MAYOR,


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