¿Cuál es el efecto Coriolis? Definición de la fuerza de Coriolis y explicación del efecto de Coriolis en el agua y el aire
Actualizado el jueves, 23 marzo, 2023
El efecto Coriolis es uno de los fenómenos más interesantes que ocurren en nuestro planeta. Es el responsable del movimiento de las corrientes marinas y del aire, así como también es importante tenerlo en cuenta para las rutas aéreas y en balística. Sin embargo, su concepto es difícil de comprender. Por ello, aquí os explicamos en qué consiste el efecto Coriolis, la fuerza de Coriolis y cómo afecta a las masas de agua y del aire, todo ilustrado con efecto Coriolis ejemplos e imágenes o esquemas.
¿Qué es el efecto Coriolis? Definición del efecto Coriolis
Aunque es fácil encontrar explicación del efecto Coriolis pdf en Internet, aquí os vamos a intentar explicar el efecto Coriolis qué es de forma sencilla y también más técnica.
De manera resumida y fácil para que se comprenda, el efecto Coriolis o efecto de Coriolis se trata del fenómeno producido debido a la rotación de la Tierra sobre su eje en el espacio y que hace que se desvíe la trayectoria de todos los objetos que se encuentren en movimiento sobre la superficie de la Tierra, de modo que en el hemisferio norte se desvían hacia la derecha y en el hemisferio sur, hacia la izquierda. Se llama así, debido al apellido de su descubridor: el científico francés Gaspard-Gustave de Coriolis.
El efecto de Coriolis ocurre cuando un objeto que viaja en línea recta se ve desde un marco de referencia en movimiento. El marco de referencia en movimiento, hace que el objeto parezca como si estuviera viajando a lo largo de una trayectoria curva.
Para que lo entendáis todos, aquí un buen ejemplo del efecto Coriolis: imaginad que os subís a una esfera giratoria de un parque como un tiovivo y otra persona se coloca enfrente de vosotros. Si vosotros le lanzáis una pelota mientras la esfera o tiovivo gira, el efecto Coriolis ocasionará que el objeto se desvíe y no aterrice en sus manos, sino a un lado o costado.
De forma técnica, el efecto Coriolis definición es el efecto que se observa en un sistema de referencia en rotación cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto a 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 las componentes radial y tangencial de 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 este. Dependiendo de la velocidad a la que se desplace el objeto, el efecto Coriolis se dará más fuerte o no. También el efecto Coriolis se vuelve más extremo a medida que se aleja del ecuador hacia los polos.
El efecto de Coriolis se determina por la masa y la velocidad de rotación del objeto y afecta cualquier objeto que se mueve libre y rápidamente, como los aviones y los cohetes, los vientos y las corrientes oceánicas.
Por ejemplo, cuando vemos un objeto en el aire que sigue un camino recto, parecerá que el objeto pierde su rumbo debido a la rotación de la Tierra. El objeto, en realidad, no se está desviando de su curso, solo parece estarlo porque la Tierra está girando debajo de él.
Un ejemplo canónico de efecto Coriolis es el experimento imaginario en el que disparamos un proyectil desde el Ecuador en dirección norte. El cañón está girando con la tierra hacia el este y, por tanto, imprime al proyectil esa velocidad (además de la velocidad hacia adelante al momento de la impulsión). Al viajar el proyectil hacia el norte, sobrevuela puntos de la tierra cuya velocidad lineal hacia el este va disminuyendo con la latitud creciente. La inercia del proyectil hacia el este hace que su velocidad angular aumente y que, por tanto, adelante a los puntos que sobrevuela. Si el vuelo es suficientemente largo, el proyectil caerá en un meridiano situado al este de aquel desde el cual se disparó, a pesar de que la dirección del disparo fue exactamente hacia el norte.
Así pues, la principal causa del efecto Coriolis es la rotación de la Tierra. A medida que la Tierra gira en sentido contrario a las agujas del reloj sobre su eje, cualquier cosa que vuele o fluya a una gran distancia por encima de su superficie se desvía. Esto ocurre porque cuando algo se mueve libremente sobre la superficie de la Tierra, la Tierra se mueve hacia el este debajo del objeto a mayor velocidad.
A medida que aumenta la latitud y disminuye la velocidad de rotación de la Tierra, aumenta el efecto Coriolis. Un piloto que vuele a lo largo del ecuador podría continuar volando a lo largo del ecuador sin ninguna desviación aparente, ya que el efecto Coriolis ecuador es nulo. Sin embargo, un poco al norte o al sur del ecuador, el piloto se desviaría. A medida que el avión del piloto se acerca a los polos, experimentaría la mayor desviación posible.
No obstante, también hay componentes verticales del efecto Coriolis que son significativos. Los objetos que viajen hacia el este a gran velocidad se desviarán hacia arriba (parecerán más ligeros), mientras que los que lo hagan hacia el oeste, se desviarán hacia abajo (parecerán más pesados). Esto se conoce como “efecto Eötvös”. Este componente vertical del efecto Coriolis, es mayor en el ecuador y se reduce a cero en los polos.
¿Qué es la fuerza de Coriolis?
Antes, al efecto de Coriolis también se le solía denominar (erróneamente) fuerza de Coriolis, debido a que se creía que este era debido a una fuerza. De hecho, su descubridor, Gaspard-Gustave de Coriolis, en 1835, en su artículo “Sur les équations du mouvement relatif des systèmes de corps”, describió matemáticamente el efecto Coriolis como una fuerza componente suplementaria a la fuerza centrífuga (la cual tampoco existe realmente), experimentada por un cuerpo en movimiento relativo a un referencial en rotación (como hemos explicado antes). El razonamiento de Coriolis se basaba sobre un análisis del trabajo y de la energía potencial y cinética en los sistemas en rotación. Ahora, la demostración más utilizada para enseñar la fuerza de Coriolis utiliza las herramientas de la cinemática.
Debido a que el objeto sufre una aceleración desde el punto de vista del observador en rotación, es como si para este existiera una fuerza sobre el objeto que lo acelera. A esta fuerza se le llama Fuerza de Coriolis, y no es una fuerza real en el sentido de que no hay nada que la produzca. Se trata pues de una fuerza inercial o ficticia que se introduce para explicar, desde el punto de vista del sistema en rotación, la aceleración del cuerpo, cuyo origen está, en realidad, en el hecho de que el sistema de observación está rotando.
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, debida a la componente radial del movimiento del cuerpo, y
- una componente radial, debida a la componente tangencial del movimiento del cuerpo.
La fuerza de Coriolis fórmula es: Fc = 2mw Vt, donde
- m: es la masa del cuerpo.
- Vt: es la velocidad del cuerpo en el sistema en rotación.
- w: es la velocidad angular del sistema en rotación vista desde un sistema inercial.
Uno de los fuerza de Coriolis ejemplos cuando una persona puede sentir este efecto como una fuerza, es cuando trata de caminar siguiendo una trayectoria radial en un tiovivo (o carrusel). Cuando la persona se aleja del eje de rotación, sentirá una fuerza que la empuja en el sentido contrario a la rotación.
Las dos causas principales de la fuerza Coriolis o efecto Coriolis son el movimiento hacia el este y la velocidad en función de la latitud, que causa que las partes de la Tierra se muevan a velocidades distintas.
Y como hemos dicho antes, la fuerza de Coriolis en el ecuador o efecto Coriolis en el ecuador, es nula o mínima, siendo máxima en los polos. La Tierra es más ancha en el ecuador que en los polos y, además, gira sobre su mismo eje de oeste a este. Cuanto más lejos está un objeto del ecuador, más lento es el movimiento, puesto que la Tierra gira más rápido en la línea ecuatorial, por lo que la desviación es mayor en los polos y nula en el ecuador.
Ahora bien, cuando la Tierra gira sobre sí misma, la fuerza actúa en dirección norte-sur, por lo que en el hemisferio norte los vientos se desvían hacia la derecha y en el hemisferio sur hacia la izquierda, sin importar si son permanentes, locales o de corta duración. Sin embargo, el efecto Coriolis no influye en la velocidad de los mismos.
Consecuencias del efecto Coriolis en la Tierra
Como ya hemos indicado, el efecto Coriolis afecta a objetos grandes y que viajan largas distancias a través de la Tierra (como aviones y cohetes), así como a masas de aire o agua, afectando a los patrones del clima.
El ejemplo más notorio de manifestación del efecto Coriolis se da cuando masas de aire o de agua se desplazan siguiendo meridianos terrestres y su trayectoria y velocidad se ven modificadas por él. En efecto, los vientos o corrientes oceánicas que se desplazan siguiendo un meridiano, se desvían acelerando en la dirección de giro (este) si van hacia los polos o al contrario (oeste) si van hacia el ecuador.
Con respecto al efecto Coriolis vientos, las borrascas tienden a girar en el hemisferio sur en el sentido de las agujas del reloj y, en el hemisferio norte, en sentido contrario. Esto, generalmente, hace que los vientos del oeste que se mueven desde las áreas subtropicales hacia los polos. También ocasiona que, en el hemisferio norte, alrededor de las zonas de baja presión los vientos soplen en sentido antihorario y en sentido horario en las de alta presión, y lo contrario sucede en el hemisferio sur. Por eso, los ciclones y huracanes en el norte giran en el sentido opuesto a las manecillas del reloj, contrario a lo que sucede debajo del ecuador. Sin embargo, esto no ocurre con los tornados que, comparados con los huracanes, son pequeños (no así su intensidad) y su afectación es local.
Los huracanes miden muchos kilómetros y se puede dar el caso de que sus extremos se encuentren en hemisferios distintos. Al ocurrir esto, girarán en sentido contrario en cada hemisferio, ya que cada extremo tendrá una velocidad diferente a medida que la Tierra va girando. Por ello, los huracanes acaban tomando forma de espiral.
Así, el efecto de Coriolis es utilizado en meteorología para la predicción de estos fenómenos, lo cual puede observarse en los mapas meteorológicos, donde se puede ver su movimiento hacia la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio sur.
Y en cuanto al efecto Coriolis agua, debido a que las corrientes son impulsadas por el viento a través de las aguas del océano, el efecto Coriolis también afecta el movimiento de las corrientes del océano. Muchas de las corrientes más grandes del océano circulan alrededor de áreas cálidas de alta presión llamadas giros. El efecto Coriolis crea el patrón en espiral en estos giros. Asimismo, en las cuencas que tienen la forma apropiada (como por ejemplo, la cuenca del Atlántico norte y la del Atlántico sur), el efecto Coriolis desvía a las corrientes marinas hacia la derecha en el hemisferio norte y hacia la izquierda en el hemisferio sur, de la misma manera que sucede con la circulación general de los vientos.
Además, el efecto de Coriolis también se utiliza para explicar que los icebergs tengan una trayectoria a la derecha o a la izquierda, aunque esto depende del hemisferio, en cuanto a la dirección del viento que los impulsa.
Así pues, el efecto de la fuerza de Coriolis deberá considerarse siempre que se estudie el movimiento de fluidos y también el de cualquier objeto móvil sobre esferas o superficies planas en rotación. Esto incluye a los planetas gaseosos del sistema solar, el Sol y todas las estrellas y, en el planeta Tierra, el movimiento de las aguas de los ríos, los lagos, los océanos y, por supuesto, de la atmósfera. El efecto de Coriolis predice que siempre que se observen los movimientos giratorios de esos cuerpos, los vórtices seguirán la norma descrita para las borrascas y anticiclones terrestres.
Finalmente, el efecto Coriolis también es importante para los objetos hechos por el hombre, especialmente cuando viajan largas distancias sobre la Tierra. Debido a este, el piloto tiene que corregir constantemente el movimiento de la Tierra debajo del avión.
Por último, en cuanto al rumor sobre el giro de los retretes en Australia debido al efecto Coriolis, esto es totalmente falso. No giran en sentido contrario como lo hacen en el resto del mundo debido a este efecto. Si esto se llega a producir, se debe a que los fabricantes los construyen para que giren de esa forma.
Fuentes: Wikipedia, GeoEnciclopedia, MeteorologíaenRed y Greelane
