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Miremos desde los satélites: Los vórtices de Von Kármán

Volvemos hoy nuevamente a valernos de la información satelital, que nos permite ver casi cada rincón del planeta y es capaz de mostrarnos desde otra perspectiva los fenómenos que ocurren en nuestro mundo, algunos de los cuales pasan desapercibidos desde la superficie terrestre.

En la imagen que encabeza este artículo vemos múltiples remolinos que forman una cadena, los que se conocen como vórtices de von Kármán.

Este impresionante fenómeno ocurre cuando el flujo del viento, a modo de un fluido, se encuentra con uno o varios obstáculos pequeños, como pueden ser islas de menor tamaño. En esta definición el término “pequeño” se refiere a su extensión horizontal, es decir el área que estas cubren, porque la altura de su relieve sí debe ser algo elevada.

El viento “rodea” la isla (el obstáculo) por ambos lados, “separándose” y luego “uniéndose” al pasar el objeto para continuar su camino, pero ya perturbado, porque ese leve movimiento de rodeo por cada lado del objeto le imprime un movimiento. Este proceso genera remolinos (vórtices) que quedan ordenados a cada lado de una línea imaginaria (no siempre recta) alternándose: uno que gira en un sentido, con otro que gira en sentido contrario.

Aquí se suma un elemento meteorológico, que puede acentuar la presencia de dichos patrones. Se trata de una gran estabilidad atmosférica, es decir una resistencia al ascenso del aire, a su vez que la presencia de humedad permite que estos sean visibles cuando se encuentran fuera de un campo nuboso.

Podemos encontrar este patrón usualmente en las Islas Canarias, en donde la presencia de múltiples islas y por tanto de varias estelas de remolinos nos dan un verdadero espectáculo.

Esta estela o calle de vórtices de von Kármán  puede extenderse por cientos de kilómetros, imperturbable, interactuando uno con otro, sobre todo cuando hablamos de varias calles simultáneas. En ocasiones, cuando se forman dentro de un campo nuboso muy espeso quedan embebidos en esa nubosidad, sin tomar la forma de una espiral extensa, sino como simples remolinos en un “mar” de nubes. Así lo podemos ver en los ejemplos de la imagen siguiente.

El descubrimiento y el descubridor

Como mencionamos,  este fenómeno fue descubierto y formulado matemáticamente por el ingeniero y físico húngaro (luego nacionalizado estadounidense) Theodore von Kármán, que en su carrera realizó aportes a los campos de la aeronáutica y astronáutica, derivados a su vez de formulaciones en mecánica de fluidos, teoría de turbulencia, vuelo supersónico etc.

En la década de 1910 fue que formuló dicha hipótesis desde el punto de vista matemático, basada en el comportamiento de un fluido al encontrarse con un obstáculo cilíndrico. No fue hasta los años 60 del pasado siglo que se vieron en las imágenes de satélite estas formaciones nubosas, las cuales podían ser explicadas por la teoría propuesta hacía décadas.

Por sus aportes, llevan además su nombre un cráter en la Luna y otro en Marte.

También lleva su nombre la “línea” que teóricamente separa la atmósfera del espacio exterior, pero solo a los efectos de la aviación y la astronáutica. La Línea de Kármán, que dicho científico estableció a unos 100 kilómetros de altura, es la zona en la cual la atmósfera se vuelve tan poco densa, que para que una aeronave con alas pueda continuar su vuelo, debe ir a la misma velocidad (respecto al aire) que necesitaría para orbitar la Tierra.

Vamos a poner un ejemplo más sencillo, un avión a esa altura tiene que ir a la misma velocidad que un cohete o similar para poder seguir volando, y si quiere continuar ascendiendo tiene que hacerlo más rápido, convirtiéndose en una “nave espacial”, pues ya no necesitaría sus alas, ya que no estaría volando sino orbitando alrededor del planeta.