Lavabos y aviones, un poco de física con Coriolis

Hace mucho que no escribo en el blog, y para retomarlo, voy a empezar por algo que no es informática ni electrónica, sino de física.



He estado de viaje de trabajo por Centroamérica, y los amigos me pidieron fotografiar el lavabo para ver hacia donde gira el agua, ya que está muy extendida la idea de que giran al contrario en cada hemisferio terrestre,  tiene que ser cierto, ya que ¡ha salido en Los Simpson y en Expediente X! (no entiendo por qué eso tiene que convertirlo en cierto, si por lo menos fuese en BigBang Theory que tiene físicos entre los guionistas).

Dejando aparte que Centroamérica está en mismo hemisferio que España (mis amigos no son buenos en física ni tampoco en geografía según parece, pero les quiero igualmente), esto solo es un mito falso, uno de los muchos que circulan, y voy a comentar este y otro relacionado, los aviones viajan más rápido de América hacia Europa que al contrario, ya que la tierra se mueve bajo ellos.

Lo primero a considerar es que debería ser justo al contrario, ya que cuando viajamos de España a Centroamérica la tierra se mueve acercando a Centroamérica, y cuando viajamos al contrario la tierra se mueve alejando a España del avión, por lo que es fácil pensar que esto no es correcto.

Por fortuna, la gravedad hace que cualquier cosa sobre la tierra, incluyendo su atmósfera y los objetos que se mueven por ella, se comporte como un sistema cerrado de referencia, nos atrae hacia abajo, lo que hace que giremos con ella, a los aviones les atrae hacia abajo, pero al estar girando les tira a la vez hacia su sentido de rotación, eso hace que aunque un helicóptero permanezca quieto en el aire, mantenga la misma perpendicular con la tierra, por muchas horas que esté en el aire. Hay un experimento sencillo, si nos subimos a un tren que se mueva en línea recta aunque viaje a 300 por hora por ser un AVE, si saltamos caeremos en el mismo lugar, a pesar de que si nos mantenemos un segundo en el aire el tren ha recorrido 80 metros en ese tiempo, por muy rápido que sea el tren permanecemos unidos a él por las fuerzas de la inercia. De la misma forma, cuando el avión vuela permanece sólidamente unido a la superficie terrestre, aunque de manera invisible, comportándose como un coche sobre la superficie.

Solo si el avión abandona la atmósfera y sale al espacio, la atracción de la tierra es lo suficientemente débil para poder separarse de la tierra, y las naves espaciales van girando por el espacio de manera independiente del giro de la tierra.

Entonces, que hace que el avión corra más en una dirección que en otra si va de oeste a este, la respuesta la dio un físico francés llamado Gaspard-Gustave Coriolis en 1836, que estudió las fuerzas que se producen en un cuerpo en rotación cuando otro objeto se mueve en su superficie, demostrando la existencia de una fuerza perpendicular al movimiento de los dos objetos influyendo al objeto móvil, esto hace que cuando viajamos en una dirección norte a sur  se produzca un desvío de la trayectoria del objeto hacia la izquierda, y si viajamos de sur a norte hacia la derecha, este impulso adicional es mayor contra mas se mueva hacia el este o el oeste el objeto, y es máximo justo cuando viaja de oeste a este o al contrario, solo que es a favor del movimiento del objeto cuando es de oeste a este, y contrario cuando es de este a oeste, lo que hace que los aviones se muevan un poco más rápido o un poco más lento, ya que la fuerza de Coriolis es bastante pequeña. Y no solo los aviones, la propia atmósfera y el océano se ven influidos, formando remolinos gigantescos en la atmósfera, y formando las corrientes marinas, que giran en sentidos opuestos al tirar de ellos las fuerzas de Coriollis en direcciones contrarias según esten al norte o al sur del ecuador.

Cuando eso mismo lo llevamos al lavabo, la distancia entre ambos bordes del mismo no es tan grande como para influir de ninguna manera en su sentido de giro. El sentido de giro del agua proviene del flujo laminar y el flujo turbulento en las tuberías, y se ve afectado por cualquier pequeño desnivel o por las curvas de la tubería, siendo completamente aleatorio.

Hay muchas webs de física donde se ha pedido a la gente que mire su lavabo, y se verifica que aproximadamente la mitad gira en un sentido y la otra mitad en otro, el que quiera puede poner como comentario el sentido de giro que tiene en sus lavabos, o en las tazas del excusado, o en las pilas del fregadero, o en sus bañeras o duchas, y a lo mejor ve que alguno de estos gira en dirección contraria al resto, cosa que contradice inmediatamente la afirmación del giro en ambos hemisferios.

PD1: Para Marcos, con cariño

PD2: Lo que realmente hace que los aviones ganen media hora a una hora son las corrientes de aire, que viajan de oeste a este, la fuerza de coriolis les impulsará para ganas pocos minutos en un vuelo largo, y los pilotos la compensan, de igual manera que compensan las diferencias en la alineación de los elementos de control, los vientos laterales, etc, cada x tiempo verifican donde están realmente y compensan el desvio producido sobre su posición teórica.