Dedicamos, hace ya algún tiempo, una serie de entradas dedicadas a la fuerza de Coriolis: Los Simpson, Coriolis y el agua de los retretes (I), Los Simpson, Coriolis y el agua de los retretes (y II) y La fuerza de Coriolis no existe. La fuerza centrífuga, tampoco. Hemos encontrado por ahí una serie de videos que ilustran algunas de las cosas que contábamos…y alguna más. Veamos el primer vídeo:

Lo primero que queremos destacar es, precisamente, Coriolis. Esa fuerza, tal y como explicamos en las entradas a las qu nos referíamos al inicio, hace que las borrascas giren en distinto sentido en uno u otro hemisferio. Teneis señaladas algunas borrascas en la siguiente imagen:

Un segundo detalle, tambien relaccionado con la fuerza de Coriolis, lo tenemos en el ecuador. Sobre esta linea vemos que la nubosidad es cási continua. La nubosidad prácticamente nos dibuja la linea. Pero, y esto es lo que nos interesa, no hay giro Coriolis ahí.

Otro detalle interesante lo constituye la circulación atmosférica. Es, como vemos, bastante constante. Es decir, hay una serie de corrientes de aire que se mantienen, como la famosa corriente que es aprovechada para viajar de América a Europa. Se ve bien en este otro vídeo, que simula la formación de vapor de agua y la precipitación a lo largo de un año.

Este otro vídeo nos muestra, además, una situación dramática: la falta de precipitación en algunas partes del planeta. Especialmente en dos bandas separadas por el ecuador. No es casualidas que es esas zonas se encuentren los grandes desiertos del planeta.

Esas dos bandas son consecuencia de la circulación atmosférica. Su anchura no es constante en el tiempo. Depende, entre otros muchos factores, del frío que haga en los polos. A mayor frío y hielo allí, más estrechas son estas bandas. Hace 10.000-15.000, cuando habitabamos las cuevas, el frío era más intenso. Y estas bandas eran más estrechas. En aquel entonces el desierto del Sahara, por ejemplo, era más estrecho y menos seco. Testimonio de ello son, por ejemplo, las pinturas de Tassili que nos muestran que, hace apenas 4000 años, el Sahara era bien diferente.

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El truco es bien sencillo. Se trata, sin que se note demasiado, de echar el agua por el lado que nos conviene para que gire de la manera que queremos. ¿Que queremos que el agua gire como se espera en el hemisferio sur? Pues echamos el agua así:

¿Que queremos que el agua gire como se espera en el hemisferio norte? Pues echamos el agua así:

Viendo el video o viéndolo hacer en directo es complicado de pillar el truco. Viendo las dos imágenes, es evidente. Él le da el giro que quiere al agua. El efecto Coriolis, como dijimos en la entrada a la que nos referimos antes, es demasiado débil para que se manifieste en un espacio tan reducido. Más aún si es cerca del Ecuador.

Lo realmente difícil pensamos que es que el agua entre por el orificio sin giro. En la imagen del video, cambia la perspectiva y no se aprecia. Suponemos que echa el agua centrada, pero no será fácil que esta no gire. Pero, como dijimos entonces, si ese es tu medio de vida, ¡¡¡seguro que lo consigues!!

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En el video dos jóvenes sobre una plataforma giratoria se lanzan un balón el uno al otro. Mientras la plataforma no gira, ningún problema. Pero, cuando esta gira, la pelota de desvía. Es el efecto Coriolis. Pero, ¿se desvía realmente la pelota? Pues en realidad no. Veámos el video.

En el video se muestra el lanzamiento de la pelota desde dos puntos de vista. Primero con una cámara cenital, inmóvil. Vemos que a pelota sigue en realidad un movimiento perfectamente lineal. No hay giro. Lo hacen sobre el segundo 55. Esta es la imagen.

Luego nos muestran lo mismo, pero con la cámara siguiendo el movimiento giratorio de la plataforma. Es decir, nos muestra como se ve la misma situación anterior, pero desde dentro del sistema. La pelota parece seguir ahora un movimiento curvo. Es el efecto Coriolis. Pero incluso de esta perspectiva, se puede apreciar que en realidad el movimiento de la pelota no ha sido curvo. Fijémonos desde qué punto lanza la pelota y que trayectoria sigue respecto a ese punto. Lineal. Está aproximadamente en el minuto 1 y 22 segundos.

A continuación, montan la cámara de tal manera que muestra lo que ve uno de los chicos. La pelota se desvía. Lo vemos aquí.

Eso es, exactamente, lo que sucede con los proyectiles lanzados en la Tierra a larga distancia. Se desvían. Y, para explicar lo que vemos, nos inventamos una fuerza, la fuerza de Coriolis. Volviendo al video. Los chicos, subidos a la plataforma “ven” que la pelota se desvía. La trayectoria se curva. Para explicarlo, se inventan una fuerza, la fuerza de Coriolis. Y les es útil. Al final del video se ve como, haciendo “cálculos”, se puede alcanzar el objetivo. Basta con lanzarlo en la dirección adecuada, contando con el efecto Coriolis.

Otra fuerza del mismo estilo es la fuerza centrífuga. Tampoco existe en realidad. Veámoslo con la Luna. Lo que se enseña es que la Luna se mantiene en órbita respecto a la Tierra porque la fuerza de atracción gravitatoria terrestre se equilibra con la centrífuga. Falso. La fuerza centrífuga es también una fuerza que nos inventamos para explicar por qué no cae la Luna sobre nosotros. ¿Qué sucede realmente? La velocidad tangencial de la Luna es, aproximadamente, 1 km/sg. Este movimiento tangencial, se complementa con otro de caída libre en dirección al centro de la Tierra, justo de manera que la Luna se mantiene en su órbita. Es decir, la Luna está cayendo continuamente a la Tierra. Nunca nos cae encima debido a su velocidad tangencial. Explicado más claro. El vector azul es el vector velocidad, pero supongamos que es el desplazamiento que sufre la Luna en esa dirección en un tiempo dado. En ese mismo tiempo, la Luna cae una distancia igual a la que hay del extremo del vector hasta la órbita. Como estos dos movimientos son simultáneos, la Luna se mantiene en todo momento en su órbita, aunque nunca deja de caer.

Otro ejemplo en el que podemos ver más claro que la fuerza centrífuga no existe. Supongamos que en vez de la Luna, esa bolita es nuestro coche. Hemos entrado en una curva habiéndosenos olvidado una bolsa sobre el coche. En la curva, la bolsa sigue la trayectoria de la flecha azul. A nosotros, que vamos en el coche, nos da la impresión de que la bolsa sale despedida hacia afuera. Por la fuerza centrífuga, claro. Pero, en realidad, lo único que hace la bolsa es seguir una trayectoria lineal, pues nada le obliga a trazar la curva.

Este tipo de fuerzas ficticias las tienen que “inventar” los observadores que están en sistemas no inerciales. Lo dejaremos ahí. Quizá otro día profundicemos en ello.

No me gustaría acabar sin decir que hay quien dice que la fuerza centrífuga sí que existe, pues es la reacción que a toda fuerza exige la tercera ley de Newton. Falso. La fuerza de atracción que la Tierra tiene sobre la Luna tiene, efectivamente, su par. Si la Tierra atrae a la Luna con determinada fuerza, la Luna atrae la Tierra con una fuerza exactamente igual. Esas son las dos fuerzas. Eso sí, por la formula F = ma (fuerza igual a masa por aceleración), como la masa de la Tierra es mucho mayor, la aceleración es menor. Pero eso no nos libra de estar cayendo también, continuamente, en dirección a la Luna. El sistema Tierra-Luna es, por tanto, mucho más complejo de lo que se cuenta habitualmente. Pero bueno, esa es ya otra historia.

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Seguimos donde lo dejamos en Los Simpson, Coriolis y el agua de los retretes (I). ¿Qué relacion tienen Coriolis, borrascas y anticiclones? Tema complicado. Hemos salido del lío gracias a la inestimable ayuda de Jose Felix Rojas y Ritxi Gilarte de la Agrupación Astronómica Vizcaína.

Como dijimos, además del efecto Coriolis, el movimiento del aire de zonas de alta presión a zonas de baja presión influye en esto. Sin complicar demasiado la explicación, se puede contar, simplificando, así. Partamos de un centro de altas presiones (anticiclón). La presión es más alta en el centro de este, por lo que el aire se mueve hacia el exterior. Interviene Coriolis y eso hace que el aire gire en sentido horario en los anticiclones en el hemisferio norte y a la inversa en el sur. Efecto Coriolis puro y duro. Si se crea cerca un centro de baja presión, el aire acudirá a “rellenarlo”. Pero como ya tiene el giro “tomado”, tiene velocidad tangencial, la atracción lo hace curvarse en sentido contrario, girando en sentido antihorario en el norte y a la inversa en el sur.

Para terminar, ¿que hay de lo que cuentan los Simpson? Desde luego, en un retrete imposible experimentar el efecto Coriolis. Cómo cae el agua tiene mucha mayor influencia. Eso, y no Coriolis, determinará el giro. A veces será en un sentido y otras veces en el contrario.

¿Y en los lavabos? Los números dicen que lo mismo. Si hacemos cálculos, la fuerza es tan ínfima en un espacio tan pequeño que cualquier otra cosa (forma del lavabo, ligeros movimientos que tenga el agua,…) influye más y determina el giro. Lo podéis comprobar en casa. En teoría, en un laboratorio y tomando todas las precauciones y más, podríamos quizá verlo, pero tendríamos que tomar medidas que ni siquiera podemos imaginar (lavabo PERFECTAMENTE simétrico). Y ni aún así. Hemos leído que se han realizado experiencias, pero en grandes tanques de agua y dejándola reposar mas de 24 horas.

Sin embargo, circulan por ahí videos en los que en los alrededores del ecuador ponen de manifiesto Coriolis con medios rudimentarios. Básicamente lo que hacen es hacer la experiencia a uno y otro lado de la línea del ecuador. Muestran que el agua gira en un sentido u en otro según el hemisferio en el que se encuentren. Y, lo más curioso, muestran que el agua no gira cuando se encuentran sobre la línea del ecuador. Realmente esto es cierto en la atmosfera. En el ecuador no hay borrascas al uso. Ni estas pueden cruzar de un hemisferio a otro. Pero, ¿y lo que muestran en el video?

Pues me temo que hay truco. Veamos, sino, el siguiente video. La misma experiencia, pero realizada en Ecuador, cerca de Quito. En el curioso Museo Intiñan. Sobre la línea del ecuador, por supuesto.Veamos el video.

¿Véis el truco? Primero lo hacen con el agua en reposo. No hay giro. Pero cuando se traslada a uno y otro lado de la línea, echa el agua del lado que le conviene para lograr el giro esperado. De hecho, lo dice al final. El efecto Coriolis se empieza a notar a unos 20 km de la línea del ecuador. Se refiere al atmosférico, por supuesto, no al falso de los lavabos. Lo que hacen es sólo para ilustrar el efecto Coriolis.

Veamos ahora un último video sobre este tema. Quizá el que más gracia nos ha hecho, por lo sencillo y porque muestra el supuesto efecto viendo salir el agua. ¿Cual es el truco? Pues vaya usted a saber. Pero si fuera posible hacerlo de esa manera, sin trampas, tengamos por seguro que en Museo Intiñan no harían la trampa que hacen.

Para terminar, otro “truco” ecuatorial. Supuestamente allí es más fácil poner el huevo en equilibrio que en otras partes. Culpa de Coriolis, como no. ¿No estará cocido el huevo? ¿No saldrá igual en otras partes?

ACTUALIZACIÓN: Interesante página la que nos deja Jon en la sección de comentarios. Nos explica como podemos hacer la trampa de los giros. Si no os arregláis en inglés, podéis hacer que, por ejemplo Google lo traduzca:

http://www.ems.psu.edu/~fraser/Bad/BadCoriolis.html

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A fuerza de repetirlos una y otra vez, no creo que haya mucha gente que no haya visto el capítulo de los Simpson “Bart contra Australia”. Al menos a este lado del Atlántico. Desde luego, si surge el tema de Coriolis en clase mis alumnos, automáticamente nombran a los Simpson. Para bien o para mal, saben de lo que hablamos. ¿O no? Para empezar, clickad en este enlace para ver de lo que hablamos. Es corto.

¿Qué es el efecto Coriolis?

Lo explicaremos de una manera sencilla e intuitiva. Supongamos que estamos en el hemisferio sur, en Ushuaia, en el extremo sur argentino. Y que lanzamos desde allí una bala de cañón en dirección norte. Además de la velocidad que damos a la bala, esta tiene la propia del lugar en que se encuentra. Debido a la rotación terrestre, Ushuaia, describe en un día una circunferencia, su círculo de latitud. Y nuestra bala tiene también esa velocidad lateral, además de la que le damos nosotros. Pero, a medida que nos acercamos al ecuador terrestre, esos lugares describen un círculo de latitud mayor. Eso hace que nuestra bala, que no tiene esa velocidad, se vaya “retrasando”, lo que le hace “desviarse” en sentido antihorario (contrario a las agujas del reloj. En el hemisferio norte, por la misma razón y como se puede entender por el primer dibujo, la desviación se produce en sentido horario.

Hay otra manera de verlo, ilustrada en la siguiente imagen. Lanzamos una bala de cañón desde el Polo Norte en dirección sur. Esperaríamos que fuera “recta” la bala, según el primer dibujo. Y, efectivamente, va recta, pero como la tierra “bajo sus pies” se mueve por la rotación terrestre, visto desde la Tierra, se desvía.

En el caso de que mandemos la bala en sentido contrario, es decir, desde el ecuador en dirección norte, la desviación se produce en sentido horario. Podemos ver todos los casos posibles en el siguiente video. Fijémonos en que, una vez lanzado el proyectil, el vector que indica su dirección no se desvía. Es respecto a la Tierra, por su rotación, como se ve este giro aparente.

El efecto Coriolis lo tienen que tener muy en cuenta los militares en disparos de largo recorrido. Sin tenerlo en cuenta, es imposible dar en el blanco. Y se ve en más casos. Las borrascas, por el efecto Coriolis, giran en sentido horario en el hemisferio norte y en sentido antihorario en el hemisferio sur. Veámoslo en estas imágenes de ciclones.

Ciclón Indlala, Madagascar (Hemisferio Sur), marzo 2007

Ciclón Gordon, Islas Azores (Hemisferio Norte), septiembre 2006

Imágenes tomadas de esta sección de Meteored, donde encontrareis gran cantidad de ciclones de ambos hemisferios.

Es evidente que el giro es contrario en un hemisferio y en el otro. La razón no es otra que el efecto Coriolis. Pero aquí algo no cuadra. Hablábamos de “giro” antihorario en el hemisferio sur y de horario en el norte. Como los ciclones se van “enroscando” el giro de estos es, entonces, el contrario al que preveíamos. ¿Que sucede? Pues que el tema es más complejo. Mañana, segunda entrega sobre el tema.

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