Bart contra Australia

Bart y Lisa Simpsons hacen una carrera de productos de baño, y Lisa gana al correr el agua hacia la izquierda. Lisa le explica a Bart que a causa del Efecto Coriolis, en el Hemisferio Norte el agua corre a la izquierda cuando es succionada, mientras que en el Hemisferio Sur, corre hacia la derecha. Bart, sin embargo, no le cree y tras una serie de pintorescas peripecias por fin puede descubrir in situ (en Australia) si lo que le relataba su querida y sabionda hermana era cierto o no.

Bart, al llegar a Australia, es alojado en la embajada norteamericana donde lo primero que hace es comprobar el sentido de giro del agua en el inodoro. Pero no tiene suerte: el baño tiene instalado un dispositivo que obliga al agua a comportarse como en el Hemisferio Norte, para ahorrarle nostalgia al personal de la embajada.

Todo parecido con la realidad es pura coincidencia. En este episodio de The Simpsons se recrea una vieja leyenda o mito que no deja de ser otra cosa que una auténtica falacia de hoy en día que está extraordinariamente extendida. De hecho, está tan extendida que de vez en cuando se oye incluso en las clases de física de los mejores colegios, lo cual es bastante descorazonador.

El Efecto Coriolis debido a la rotación terrestre es el responsable del giro en vientos y corrientes marinas pero es demasiado débil como para influir en una escala tan chica como la pileta de un baño.

Umberto Eco también hace referencia, en boca de Amparo, al mismo mito en su libro El péndulo de Foucault: “Amparo me había dicho que en su hemisferio, cuando el agua se va por el agujero del lavabo, gira de derecha a izquierda, mientras que entre nosotros es al revés; o viceversa. No he podido verificar si es verdad. No sólo porque en nuestro hemisferio nadie ha mirado jamás de qué parte se va el agua, sino también porque después de varios experimentos en Brasil comprendí que no es nada fácil descubrirlo. El torbellino es demasiado rápido como para poder seguirlo, y probablemente su dirección depende de la fuerza e inclinación del chorro, de la forma del lavabo o de la bañera […]… Amparo se mantenía firme en su fe. ‘No importa lo que suceda en el caso empírico’, me decía, ‘se trata de un principio ideal, que debe verificarse en condiciones ideales, o sea nunca. Pero es verdad’.”

Sin embargo, tanto Lisa como el personaje de Eco aciertan cuando dicen que la desviación tiene sentidos opuestos en cada hemisferio: si miramos la tierra desde el Polo Norte, la vemos girar en sentido antihorario. Desde el Polo Sur la vemos girar en sentido horario. Y esto tuvo una curiosa consecuencia en la historia bélica. En la Primera Guerra Mundial hubo una batalla naval muy cerca de las islas Malvinas. La marina británica disparaba sus cañones sobre los barcos alemanes pero dicen que los proyectiles erraban el blanco por más de cien metros.

Esta desviación se explica, como no podía ser de otro modo, gracias al Efecto Coriolis: como en el caso del tirador en la plataforma, cuando los proyectiles llegaban a donde debía estar el barco objetivo, la rotación terrestre ya los había desplazado del lugar a donde se había apuntado. Para las distancias y velocidades en juego, el efecto Coriolis era importante.

Sin embargo, la desviación debía ser conocida por los artilleros, ya que la habrían experimentado en sus prácticas. Podemos suponer que ellos usaban tablas y miras que tenían en cuenta la desviación y permitían corregirla. De hecho, en la misma guerra los alemanes usaron cañones de muy largo alcance para bombardear París desde más de 100 kilómetros de distancia y daban en el blanco sin problemas. ¿Puede ser que unos soldados supieran cómo corregir la desviación y otros no?

¿Qué es el efecto de Coriolis?

La fuerza de Coriolis es una fuerza ficticia (asumimos que ésta actúa sobre un cuerpo cuando la realidad no es tal, ya que tan solo es una invención para explicarnos de una forma simple, y hasta cierto punto intuitiva, la aparición de efectos desacostumbrados) que aparece cuando un cuerpo está en movimiento con respecto a un sistema en rotación y se describe su movimiento en ese sistema de referencia. La fuerza de Coriolis siempre es perpendicular a la dirección del eje de rotación del sistema y a la dirección del movimiento del cuerpo vista desde el sistema en rotación.

La fuerza de Coriolis tiene dos componentes:

  • una componente tangencial, debido a la componente radial del movimiento del cuerpo.
  • una componente radial, debido a la componente tangencial del movimiento del cuerpo.

La componente del movimiento del cuerpo paralela al eje de rotación no engendra fuerza de Coriolis.

El valor de la fuerza de Coriolis es:

\vec F_c=2m \left(\vec{v} \times \vec{\omega}\right),

donde:

  • \scriptstyle{m} es la masa del cuerpo.
  • \scriptstyle{\mathbf v} es la velocidad del cuerpo en el sistema en rotación .
  • \scriptstyle{\mathbf \omega} es la velocidad angular del sistema en rotación vista desde un sistema inercial.
  • \scriptstyle{\times} indica producto vectorial.

¿Se observa el efecto de Coriolis en la Tierra? Desde luego que si. Al fin y al cabo, la Tierra gira, y nosotros observamos todo lo que vemos desde ella, de modo que Coriolis aparece por todas partes: en el momento en el que te acercas al eje de giro de la Tierra o te alejas de él en cualquier porcentaje apreciable, notas el efecto de Coriolis.

Lo mismo pasa con el movimiento de las masas atmosféricas. Los ciclones y huracanes giran en un sentido en el Hemisferio Norte y en el contrario en el Hemisferio Sur. La razón, una vez más, es que en el Hemisferio Norte ir hacia el norte significa acercarse al eje de giro terrestre e ir hacia el sur alejarse, mientras que en el Hemisferio Sur ir hacia el norte significa alejarse del eje de giro e ir hacia el sur, acercarse.

Pero dejemos estos fenómenos en los que los objetos recorren miles de kilómetros durante horas y horas, para ver qué le ocurre al agua de tu lavabo o el mío.

¿Puede el efecto de Coriolis afectar al agua en un desagüe?

Una vez entendido lo que es el efecto, creo que se entenderá rápidamente por qué la afirmación es absolutamente falaz. Bien, tengo agua en un lavabo y quito el tapón. El agua empieza a bajar por el desagüe, y el agua del lavabo se acerca al desagüe y se pone a girar (a veces, muy rápido).

¿Cuánto se ha acercado o alejado el agua del eje de giro de la Tierra? Bien, hagamos un experimento mental. Visualiza la distancia que se ha movido el agua hacia el desagüe…y ahora imagina la distancia que te separa del eje de giro de la Tierra. ¿Comparamos ambas?

Pongamos que el lavabo tiene unos 50 centímetros de ancho (siendo generosos), y que tu latitud es media, de modo que tu distancia al eje de giro terrestre es de unos 3.200 kilómetros. Bien, la distancia que el agua se acerca o aleja del eje de giro es un 0,00001% del radio de giro. ¡Pero qué se va a notar ahí!

El efecto de Coriolis, naturalmente, es más intenso cuanto más rápido es el giro…y la Tierra gira muy, muy lentamente. Un avión o las nubes de una tormenta se mueven durante horas alejándose o acercándose al eje de giro, de modo que, durante ese tiempo, la Tierra se mueve “bajo sus pies” un ángulo considerable. Pero ¿cuánto gira la Tierra mientras el agua llega al desagüe? Si el agua tarda unos 10 segundos en llegar al desagüe y la Tierra da una vuelta cada 24 horas, el ángulo que ha girado la Tierra en ese tiempo es de 0,04º…es decir, prácticamente nada.

Es decir: en cualquier problema físico en el que el tiempo o la distancia son despreciables comparados con el tiempo que tarda la Tierra en dar una vuelta o la distancia al eje de giro de la Tierra, tener en cuenta el efecto de Coriolis es totalmente absurdo. Sólo lo puedes notar cuando recorres una distancia grande durante un tiempo largo. Pero es que, incluso entonces, piensa en el radio de giro de las nubes: ¡es enorme! El efecto Coriolis, en la Tierra, nunca jamás podría crear una trayectoria tan cerrada como la del agua en el desagüe. Absurdo.

Esto no quiere decir que el efecto no exista: de hecho, en un laboratorio y con condiciones absolutamente controladas, sí es posible detectar el minúsculo efecto de Coriolis incluso en el agua de un lavabo, pero es algo leve y sutil. Eso sí, te puedo asegurar que en el de tu casa no vas a notar el efecto nunca jamás.

¿Por qué entonces gira el agua en el desagüe en un sentido o en otro?

Por muchas razones, de hecho, por casi cualquier razón excepto el efecto de Coriolis. En primer lugar, las tuberías suelen tener acanaladuras (el agua baja pegada a las paredes, no por el centro). En algunos países, o incluso regiones de un país, las acanaladuras bajan en espiral en el sentido de las agujas del reloj, y en otros al revés. También afectan la forma del lavabo, el movimiento inicial del agua…en el caso de un inodoro, la dirección en la que se introduce el agua…

Si quieres colaborar en un pequeño “experimento”, haz lo siguiente:

  1. Llena un lavabo de agua, espera a que se pare lo más posible y luego quita el tapón con cuidado. Repite el experimento tres veces, si es posible en lavabos diferentes.
  2. Escribe un comentario en esta entrada del blog diciéndonos en qué país vives y hacia dónde va el agua (en el sentido de las agujas del reloj, en sentido contrario a las agujas del reloj, o no gira) en cada una de las tres pruebas que realices.

Si logramos reunir un número significativo de experimentos podemos publicas los resultados y sacar nuestras propias conclusiones.

Así que ya sabes: si realizas carreras de productos de baño en tu inodoro, no te preocupes por el Efecto Coriolis, preocupate por tirar mejor de la cadena de la cisterna.

Anuncios
Esta entrada fue publicada en Física y etiquetada , , . Guarda el enlace permanente.

2 respuestas a Bart contra Australia

  1. AlexMalagant dijo:

    Me agrada la idea del experimento, aunque creo que el desperdicio de agua será considerable…

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s