miércoles, 8 de septiembre de 2010

¿Por qué se tarda más en ir a EEUU que en volver?

(Nubes recorriendo una jet stream sobre Canada)

Durante el verano, recibí el siguiente correo de Jesús con una pregunta que muchas veces me han hecho y que además corre por ahí un falso bulo sobre ella. Así que vamos a intentar aclararlo un poquito:

Buenas!

Muy interesante y esclarecedor tu blog, en especial la sección de aeronáutica, que es la más frecuento. Sobre esta materia se me han planteado varias dudas. Una de ellas respecta a la distinta duración
de los vuelos entre mismos destinos pero diferente sentido. He cruzado varias veces el Atlántico y siempre me ha parecido curioso que el vuelo dure más en sentido Europa-EEUU que a la inversa. En un primer momento podría explicarse por los vientos, pero tampoco termino de verlo claro: por un lado, la ruta es prácticamente la misma en un sentido que en otro (algo más al norte en sentido EEUU-Europa), por lo que dudo que pueda hacer una diferencia considerables en las corrientes. Además, si el viento a favor es el que favorece una mayor velocidad del avión, ¿a qué velocidad debe soplar para "impulsar" aún más a un cacharro que ya vuela a 900 kms/h?! (y ello obviando que la aerodinámica del avión no está hecha para aprovechar viento de cola, no es un velero!).

Posiblemente esté cometiendo un error de bulto en mis elucubraciones, pero es lo que tiene no tener ni idea de aerodinámica, jeje!! Pero confío en que me lo podáis aclarar. Otro día os mando más dudas.

Un saludo!!


Si echamos un vistazo a internet y miramos algunos foros, la respuesta que obtendremos será que se tarda menos debido a la rotación de la Tierra. Esta solución no tiene ni pies ni cabeza. El primer motivo es que la Tierra gira en sentido antihorario (visto desde el Polo Norte) por lo que en todo caso, los vuelos durarían menos yendo de Europa a EEUU, y no al revés! Pero imaginemos por un momento que tuviera lógica, imaginemos que el giro de la Tierra nos pudiera ayudar a acortar nuestros viajes. Si fuera cierto, bastaría con montarse en un helicóptero, elevarse unos metros del suelo y esperar a que la rotación de la Tierra nos acercara nuestro destino. De hecho, si tenemos en cuenta la velocidad de rotación terrestre, tardaríamos mucho menos de lo que tardamos ahora en avión! La realidad es que esto no es así, pero ¿qué falla? El fallo está en que nos estamos olvidando del aire.

Los aviones vuelan sumergidos en una atmósfera, que gira con la Tierra! Por este motivo, nuestro helicóptero siempre estará volando sobre el mismo punto. De no ser así, cada vez que diéramos un salto, recorrerías unos cuantos metros debido al giro de la Tierra!

Los aviones, para avanzar, deben moverse dentro de este fluido echando aire hacia atrás, de manera similar a lo que hacemos nosotros cuando buceamos. Como bien aventuraba, la solución radica en unas corrientes de aire (llamadas "jet streams" ), que existen en las capas altas de la atmósfera. Éstas corrientes de aire tienen velocidades del orden de 200 km/h y generalmente van de Oeste a Este, facilitando el vuelo en ese sentido. ¿Causa esto algún problema en la aerodinámica? Pues no, ya que el avión se mueve respecto al aire (está "montado" en él), que a su vez se mueve a los mencionados 200 km/h respecto a la Tierra. Volviendo al ejemplo de bucear, todos veis que si buceáis en un río a favor de la corriente, llegaréis antes a vuestro destino que si lo hacéis a contracorriente. Pero nunca el agua os adelantará, sino que os dejaréis llevar por ella. Pues lo mismo pasa con el avión. Ví en un foro el ejemplo de la película "Buscando a Nemo", donde unas tortugas se adentran en una corriente marina para viajar más rápido. Dentro de esa corriente, a su vez, las tortugas podrán impulsarse para ir más rápido o más lento (al igual que los motores impulsan al avión). Os dejo un fragmento de la película:



Para terminar, quisiera aclarar otro teoría que existe y que no es para nada falsa. ¿Y Coriolis? Coriolis es una fuerza ficticia que aparece cuando un objeto se mueve respecto a un sistema giratorio (como puede ser la Tierra). La dirección de dicha fuerza dependerá de nuestra trayectoria. Si realizamos un viaje Este-Oeste, sin subir ni bajar nada, esta fuerza simplemente nos empujará hacia el Norte o el Sur (dependiendo del sentido), pero no favorecerá nuestro viaje (ya que no nos empuja ni al Este ni al Oeste). Sin embargo, si volamos hacia el Noreste, por ejemplo, sí que aparece una componente de dicha fuerza que nos empujará, acortando nuestro viaje. Por este motivo, la fuerza de coriolis puede ayudarnos (o incordiarnos) siempre que nuestro vuelo no sea puramente Este-Oeste, aunque la causa más importante de la duración de los vuelos son las jet streams.

Espero haber solucionado la duda de Jesús y la de seguro muchos más. Recordaros que podéis enviar vuestras preguntas y curosidades a: los.porques@gmail.com.


PARA QUIEN QUIERA SABER MÁS:

Cuando una aerolínea planifica una ruta transoceánica, siempre piensa en las jet streams. Estas corrientes pueden ahorra mucho dinero a la compañía por la gran cantidad de combustible que se ahorran. Llega hasta tal punto, que los aviones llegan a modificar sus rutas, haciéndolas más largas incluso, con tal de aprovechar estas corrientes. Merece la pena alejarse unos kilómetros, con tal de ahorrarse tiempo y combustible.

De la misma manera, los aviones que van en sentido Este-Oeste, intentarán alejarse y evitar dichas corrientes con tal de no volar contra corriente.

Por cierto, estas corrientes no se dan sólo en el Atlántico, sino también en el Pacífico, por lo que a los vuelos entre Asia y América, les ocurre lo mismo.

¿Cómo se tira con efecto?
¿Por qué se pueden romper las copas cantando?

4 comentarios:

Rafalillo dijo...

Buenas, tu post me ha resultado interesante y lo he enlazado en la entrada que acabo de publicar en mi blog. Aquí te dejo el enlace:
http://elmundoderafalillo.blogspot.com/2010/09/no-es-mio-pero-es-interesante-xvii.html

Espero que te guste ;)

Jesús dijo...

Muchas gracias Rafalillo y me alegro de que te haya gustado!!!

airqui84 dijo...

"La realidad es que esto no es así, pero ¿qué falla? El fallo está en que nos estamos olvidando del aire."

Si haces el experimento del helicóptero en la luna, tampoco te mueves del sitio, y allí no hay atmósfera. Se debe a la inercia.

Es verdad lo que dices de las corrientes de aire intervienen en la duración del vuelo, pero tu explicación no está muy acertada.

Jesús dijo...

Hablemos un poco de la inercia. Hemos dicho que el sentido de giro de la Tierra es de EEUU a Europa. La rotación de la Tierra, por lo tanto, "lanza" los aviones hacia el Este, concretamente a una velocidad de 465 m/s (unos 1600 Km/h) en el caso de estar en el Ecuador.

Una vez despegado el avión del suelo, y asumiendo tu hipótesis de que el aire no interviene (y no gira con la Tierra), el avión será frenado súbitamente (por muchos motores que tenga) y verá cómo la Tierra (el suelo) se aleja a 465 m/s (velocidad inalcanzable para ningún avión comercial actual). De esta manera, ¡jamás se podría volar hacia el Este!

Veamos tu ejemplo de la Luna. Como no se puede volar en helicóptero en la Luna, porque, como bien apuntas, no hay aire, imaginemos que damos un salto hacia arriba. La velocidad con la que nos "lanza" la Luna será menor que la de la Tierra, sin embargo, seguro que si permanecemos aunque sólo sea un segundo en el aire, deberíamos recorrer varios cientos de metros. Entonces, ¿por qué en los vídeos de los astronautas, cuando dan un salto, no les pasa? Simplemente, porque efectivamente la inercia los lanza (ojo, que yo nunca he negado que la inercia, o este efecto, exista en la Tierra), pero en este caso, no hay aire que los frene (siguiendo tu hipótesis) y seguirían con esa velocidad (la misma que la del suelo) indefinidamente sin frenarse.

En resumen, claro que la inercia existe! Y en efecto, "lanza" a los aviones (y cualquier objeto que tiremos) hacia el Este. Sin embargo, si suponemos que el aire no interviene y está parado, se frenaría en seguida. Y ¿qué es lo que hace girar al aire con la Tierra? Yo no lo llamaría inercia, pero ten por seguro que si el aire no girara con la Tierra, los vuelos serían imposibles.

Espero haberme explicado, siempre por palabra y sin fotos es un poco difícil. Cualquier duda, no dudéis en preguntar!