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Las columnas de Taylor |
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IR DIRECTAMENTE AL EXPERIMENTO Las columnas de Taylor son una consecuencia de la rotación de la Tierra, o el efecto Coriolis. Reciben su nombre por Geoffrey Ingram Taylor, que fue un activo científico de comienzos del siglo XX cuya fotografía podemos ver en la imagen a continuación.
Imagen de http://www.lms.ac.uk/newsletter/335/335_12.html Taylor, de origen británico, vivió entre 1886 y 1975 e hizo significativas contribuciones científicas, particularmente en lo vinculado con aspectos teóricos y experimentales de la dinámica de fluidos. Lo que Taylor notó es que los fluidos rotantes al ser perturbados tienden a formar columnas paralelas al eje de rotación, o "columnas de Taylor". Esto tiene grandes implicancias para los fluidos naturales que rotan, como el aire de la atmósfera o el agua de los océanos. Este trabajo de Taylor fue publicado casi simultáneamente con otro trabajo de Joseph Proudman sobre cuestiones similares y pasó a ser conocido entonces como el Teorema de Taylor-Proudman. Lo que demuestran estos trabajos es que si un fluido homogéneo rota a velocidad constante en condiciones tales que su velocidad es pequeña comparada con la tasa de rotación y que la fricción es despreciable, entonces la velocidad no puede variar en la vertical. Es decir, los puntos a lo largo de una columna de fluido deben moverse todos a la misma velocidad. Si el fondo además fuera plano, entonces no podría haber velocidad vertical en el fondo (de otro modo, el fluido "atravesaría el fondo"). Como la velocidad vertical tampoco puede variar en la vertical, entonces no habría velocidad vertical en ningún nivel. Es decir, el fluido sólo puede moverse horizontalmente y, como vimos antes, a la misma velocidad a lo largo de toda la columna. La situación se ilustra en la figura a continuación:
Figura de http://paoc.mit.edu/labguide/dye_theory.html Si pensamos un poco en las consecuencias de estos resultados, notaremos que el teorema asegura no sólo que el fluido se mueve como "columnas" sino que estas columnas deben mantenerse verticales! Es decir, las columnas no pueden estirarse ni tampoco estrecharse. Es como si el fluido se comportara como un rígido! Otra consecuencia de este teorema, es que un fluido con estas características sería incapaz de atravesar una barrera topográfica, tal como una montaña, por ejemplo, ya que para hacerlo tendría que "estrecharse".
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