La leyenda urbana de Coriolis y los desagües

Mi madre cuando hace el allioli sostiene que sólo se puede girar hacia el lado que marca lo que -ella no lo sabe- es justo la fuerza de coriolis.

Yo le he demostrado que se puede hacer el alioli girando hacia el otro lado e incluso cambiando el giro del mortero a volonté.

Mejor en vez de pensar realizamos un experimento con un tanque de agua de 6 pies de altura, en una habitación a temperatura uniforme, dejando el agua en reposo durante 24 horas. Experimento realizado por Ascher Shapiro experto en dinámica de fluidos. El experimento salió bien pero la conclusión es que el agua debía estar al menos 24 horas en reposo (una rotación). Más o menos nos da y nos quita la razón a todos.

Aquí lo que se intenta debatir es si es o no una leyenda urbana la relación causa-efecto entre el efecto de Coriolis y el sentido de giro del agua en los desagües. El experimento de Shapiro, lo mismo que todos esos exotismos planteados por _00_ están muy bien, pero todo eso se aleja de la realidad cotidiana.

Curioso. Ha salido el tema de Coriolis en Los Simpson, aunque Lisa lo ha llamado Corealis... No se si es un nombre aceptado 

Pero insiste en la leyenda urbana de los desagües

En mi opinión, hay dos cuestiones vitales:

1) La "fuerza/acelearación de Coriolis" es un artificio matemático. De hecho, no hay manera de medir físicamente esa fuerza. Es una cuestión derivada del cambio de base o sistema de referencia: siempre que haya un giro de un sistema con respecto al otro, nos salen los términos de Coriolis, gracias a los cuales, las ecuaciones de equilibrio se pueden cumplir. De hecho, quizá debería llamarse de otra manera, fuerza ficticia de coriolis o término de cierre de coriolis...

2) Como ha dicho Markel, todo se debe a una cuestión de escalas: análisis dimensional. En todos los desplazamientos horizontales hay fuerzas de Coriolis. El tema está en que hay otras fuerzas que pueden ser cuantitativamente muy superiores a las de Coriolis en el vaciado de depósitos. Y después que un estado de flujo turbillonar puede ser energéticamente más eficiente que el de flujo sin vorticidad. El efecto de la tensión superficial también puede afectar. Al haber interfaz aire-agua...

Desde luego, la relación entre Coriolis y el sentido de giro creo que no se sostiene ante un análisis dimensional. De hecho, yo he observado en la bañera, que a veces, se invierte el sentido de giro del vórtice, otras no. Incluso se observa cómo hay "desprendimiento de vórtices" desde el principal...

Cita de: elbuho en Jueves 21 Enero 2010 14:20:57 pm

Mejor en vez de pensar realizamos un experimento con un tanque de agua de 6 pies de altura, en una habitación a temperatura uniforme, dejando el agua en reposo durante 24 horas. Experimento realizado por Ascher Shapiro experto en dinámica de fluidos. El experimento salió bien pero la conclusión es que el agua debía estar al menos 24 horas en reposo (una rotación). Más o menos nos da y nos quita la razón a todos.

Aquí lo que se intenta debatir es si es o no una leyenda urbana la relación causa-efecto entre el efecto de Coriolis y el sentido de giro del agua en los desagües. El experimento de Shapiro, lo mismo que todos esos exotismos planteados por _00_ están muy bien, pero todo eso se aleja de la realidad cotidiana.

Pues por eso mismo digo que todos tenemos razón y todos hemos perdido. En el caso de la pica del lavabo, parece claro que Coriolis no actúa en principio. Pero si quieres que actúe solo tienes que dejar la pica llena durante 24 horas y confiar que tu pica no sea de diseño.
En el probable caso de una cisterna de lavabo donde el agua lleva 24 horas estancada, entonces si que actúa. Pero si el lavabo lo utilizan 500 personas al día Coriolis no actúa o no podemos garantizar que lo hará.
Si llenas la bañera para bañarte durante 30 minutos y abres el tapón, Coriolis no actúa. Pero si llenas la bañera para hacer el experimento y la dejas 24 horas en reposo, o porque hay una avería y no tienes agua en el piso y la utilizas como depósito,  entonces muy probablemente funcionará.
Coriolis afecta en todas las escalas, pero tiene sus condiciones.

yo lo veo más sencillo:
en una pica de 10km de diametro y 25 cms de diametro de desague, ¿influye coriolis?

El gran Rossby creó un numero adimensional para obtener los efectos de la rotación terrestre o de la fuerza de coriolis: Ro=U/Lf

Un numero de Rossby inferior a 0,1 sugiere un movimiento geostrofico, con las otras fuerzas despreciables. Aquí, no se habla de que la circulación de los desagues sea geostrofica pero si de que influya, por lo que yo a bote pronto (no he echo calculos ni nada para corroborarlo) diría que los efectos se empiezan a notar a partir de un numero de Rossby inferior a 100.

Así, que he hecho el calculo para una pica normal y para la pica que propone _00_ cogiendo parametros medios de U=5m/s y f a 40º de latitud (por supuesto, todo lo que se está debatiendo se ha de considerar según la latitud, ya que en el ecuador la fuerza de coriolis es nula) i me ha dado:

Pica normal (L=1m): Ro=53336

Pica de _00_ (L=10000m): Ro=5

Por lo tanto creo que queda claro que una pica normal no siente la fuerza de coriolis en comparación con las otras que experimenta. En cambio, el experimento de _00_  con esa pedazo pica si que llegaría a experimentarla.

Bueno, pues aunque no he leido al dedillo todos los mensajes de este curioso tema, (además algunos exceden en gran medida mis conocimientos) que por cierto, ha salido hoy en los simpson, parece claro que el sentido del giro de los desagües depende de muchas cosas, pero esta claro que no depende del hemisferio en el que nos encontremos. Para mi hay varios hechos que supongo que seran ciertos y que  prueban que en principio el efecto coriolis no es el que se aprecia en los vortices de los desagües. El primero es que, por lo que veo, los vórtices también se producen en el ecuador. El segundo, que tambien me parece cierto, es el de la relacion de periodos. Si fuese el efecto coriolis lo que apreciamos en los desagües, un desagüe en el polo tendría una revolución al día, ¿No? En resumen, pienso que en cualquier masa de agua (por poner un fluido, o material) el efecto coriolis aparece, pero tengo claro que no es el que produce el remolino ni el que determina el sentido del mismo cuando hablamos de desagües. Y además tengo que decir que hasta que no he visto este tema en el foro nunca me lo habia cuestionado desde "tan a fondo" y yo lo daba por totalmente cierto. Gracias por lo que se aprende por aqui. Un saludo a todos.

hay le has dado  Elwe (y gracias por los cálculos)

y el número de Reynolds también es influyente (relación entre turbulencia y viscosidad),

Para valores intermedios de R, tanto los efectos viscosos como los inerciales son de importancia y los cambios en la viscosidad afectan a la distribución de las velocidades y a la resistencia al flujo.

NUMERO Y EXPERIMENTO DE REYNOLDS:

añado como referencia: The Coriolis platform

un análisis del proceso, su "escala" (y por que se desprecia)  CAPITULO 4. MOVIMIENTO BALANCEADO.

...
Finalmente, el requerimiento de igualdad del número
de Rossby se puede relajar ya que, en general, la influencia de los gradientes de presión local y fuerzas de corte
son grandes con relación a las fuerzas causadas por la aceleración de Coriolis
...

(y una pregunta al filo de lo comentado, en concreto sobre el ejemplo que usualmente se usa para decir que la gravedad es "fuerza conservativa", es el ejemplo de tirar una pelota al aire, cuando vuelve a su punto de retorno no realiza ningún trabajo, bien, entendido, ¿pero acaso no ha usado el trabajo del lanzamiento?¿acaso el balance no acaba siendo -Wlanz? )

¡y aunque se desprecie está ahí (en la fórmula matemática)!

Interesante tema. Aviso: tocho inside.

El año pasado estuve en Sudamérica y aproveché el viaje para salir de dudas: los remolinos giraban en el sentido que les daba la gana .

Personalmente creo que el sentido de giro depende de muchas otras cosas, principalmente de la forma del recipiente. 

Vamos, que es una leyenda urbana. Quizá en un mundo de recipientes ideales (¿recipientes sin forma?  ) sería cierto.

Por otra parte parece que hay mucha confusión respecto a la fuerza de Coriolis. No es más que una fuerza inercial, es decir, una fuerza ficticia que surge por la elección del sistema de referencia.

Y es fácil visualizarla parcialmente, del mismo modo que es fácil visualizar la fuerza centrífuga que impulsa hacia fuera a los viajeros de  un coche en una curva.
El coche cambia de trayectoria, pero los viajeros siguen en línea recta y chocan contra los laterales del coche.

En el hemisferio norte Coriolis parece empujar los objetos que se mueven en un plano horizontal (un avión que no cambia de altura, por ejemplo) hacia la derecha.

Imaginad un avión que va de Madrid a Helsinki. La Tierra gira respecto a un eje. La distancia de Madrid a ese eje es mayor que la distancia de Helsinki a ese eje. Por tanto el suelo en Madrid se mueve hacia el este a mayor velocidad que el suelo de latitudes más cercanas a Helsinki.

El avión sale de Madrid y tiende a conservar la velocidad del suelo de Madrid hacia el este. Pero según avanza, sobrevuela zonas en las que el suelo se mueve hacia el este a menor velocidad. Por tanto el avión se encuentra con que su movimiento hacia el este tiene mayor velocidad que el movimiento del suelo, y termina ganándole la carrera al suelo. Es decir, ganando la carrera hacia la derecha, ya que el este queda a su derecha cuando se mueve hacia el norte. Es como si una fuerza lo impulsara hacia la derecha. Pero no hay tal fuerza, de ahí el nombre de fuerza ficticia.

Un observador situado en el centro de la Tierra (despreciando el movimiento de traslación alrededor del sol) no observaría nada raro que necesitase de la inclusión de una fuerza ficticia para explicar el movimiento del avión.

Lo del Principio de Match ya es otro tema diferente, que seguramente necesitaría de nuevas teorías del espacio, el tiempo y la gravedad para ser aclarado. A ver si con suerte en este hilo se llega a algo...  




 

Pues yo sigo pensando que si un experto en fluidos realiza el experimento en un tanque de 6 pies de altura y en condiciones ideales demuestra que la fuerza de Coriolis afecta incluso en escalas pequeñas, los demás deberiamos intentar aprender la lección.
Y la lección es que en condiciones no ideales Coriolis tambien afecta, pero hay otras fuerzas que son mayores que el efecto Coriolis.

Os animo a leer lo que se dice en este enlace:

http://www.librosmaravillosos.com/sabefisica/capitulo02.html#p074

La clave, como ya parecíamos vislumbrar está en una cuestión de escalas. La aceleración de Coriolis es tan pequeña comparada con la de la gravedad que.... afecta más cualquier otro tipo de irregularidad geométrica o vorticidad inicial que pueda existir en el líquido.