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Coriolis e leggende

MeteoSvizzera-Blog | 12 gennaio 2023
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È comune credere che il senso di rotazione dei liquidi verso lo scarico di vasche o lavandini sia antiorario a nord dell’equatore e orario a sud per effetto della forza di Coriolis. Oggi sfatiamo questa leggenda metropolitana.

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La forza di Coriolis è una forza apparente causata dalla rotazione terrestre. Un corpo in movimento verrà spostato verso destra nell'emisfero boreale e verso sinistra nell’emisfero australe.  La forza di Coriolis è zero all'equatore e aumenta in grandezza verso i poli.  L'effetto Coriolis ha un ruolo molto importante nella dinamica atmosferica e sulla meteorologia, poiché influisce sui venti, sulla formazione e rotazione delle tempeste, così come sulla direzione delle correnti oceaniche.

Ma la forza di Coriolis può effettivamente influenzare la rotazione di liquidi verso lo scarico del vostro lavandino, vasca da bagno o quant’altro?

Per rispondere affermativamente dovremmo presupporre che la forza di Coriolis sia predominante sul drenaggio dell’acqua.  È però provato che per avere un effetto Coriolis importante il movimento di un corpo deve permanere per un periodo di tempo significativo, alcune ore almeno, e non è probabilmente il caso del vostro scarico.

La risposta è quindi no, l’acqua di scarico gira in entrambe le direzioni in entrambi gli emisferi perché influenzata maggiormente da altre forze, come quella centrifuga, che non dalla forza di Coriolis.

In altre parole l’acqua del vostro lavandino scende troppo velocemente verso lo scarico per essere influenzata dalla rotazione terrestre per effetto della forza di Coriolis.

Eppure molti turisti tornando da Quito potranno assicurarvi che, effettivamente, il fenomeno è ben presente, sembra infatti che il mulinello nel lavandino magico scenda in rotazione inversa a destra o sinistra dell’equatore spostandosi semplicemente di qualche metro, oppure cola senza rotazione a cavallo dell’equatore. Sapiente, e furbesca, tecnica nel versare l’acqua o l’influsso di Coriolis?

Proponiamo un’ulteriore teoria per sfatare questo mito:

Vogliamo quindi capire se l’effetto che predomina nel vostro lavandino è dovuto alla forza centrifuga o Coriolis. Carl-Gustaf Rossby, pioniere nella ricerca dei movimenti atmosferici, ha calcolato il rapporto fra queste due forze denominandolo numero di Rossby, Ro.

Quando il numero di Rossby è molto piccolo la forza di Coriolis predomina su quella centrifuga, influenzando la rotazione a dipendenza dell’emisfero terrestre. Nel caso dello scarico del nostro lavandino la spirale che si forma è da considerare come una zona di bassa pressione, per l’effetto di Coriolis dovrebbe quindi girare in senso antiorario sull’emisfero nord (notato l’errore nei disegni del fumettista Dilbert?).

Se invece il numero di Rossby è grande sarà la forza centrifuga a predominare permettendo così di prendere un qualsiasi senso di rotazione, indipendentemente dall’emisfero terrestre in cui vi trovate, al vortice nel vostro lavandino.

Proviamo quindi a calcolare il numero di Rossby del vostro lavandino:

  • V è la velocità lineare dell’acqua in movimento nel lavandino, supponiamo 1 m/s
  • f è la frequenza di Coriolis che per la latitudine di Locarno (46.1709°) è di 0.000105 1/s
  • L è la lunghezza su cui avviene il fenomeno, approssimiamo ad 1 metro

Il numero di Rossby è quindi di Ro = 9532.8

Questo ci dice con certezza matematica che la rotazione del vortice di deflusso del nostro lavandino non è correlata principalmente alla forza di Coriolis e potrà quindi avere un senso orario o antiorario indipendentemente dalla posizione rispetto all’equatore.

Delusi?

Beh, se piazzate una grande vasca perfettamente rotonda, con uno scarico molto piccolo posto esattamente nell’asse, in un locale ermeticamente chiuso e protetto da qualsiasi influsso esterno per diversi giorni e togliete il tappo senza influire sul liquido o l’ambiente circostante, lasciano defluire l’acqua molto lentamente, la rotazione che ne seguirà sarà dettata pricipalmente dalla forza di Coriolis, avendo isolato le altre possibili forze.

Liberamente tradotto e adattato da: Understanding the Atmosphere, Steven A. Ackerman and John A. Knox, Jones & Bartlett Learning, Third Edition.