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"Donas" sin fin: Vórtices toroidales.


Los vórtices toroidales son un movimiento increíble que sólo se aplica a fluidos (gases y líquidos). Son movimientos rotatorios en espiral, un ejemplo puede verse en los remolinos dentro del agua o en la forma que toman los huracanes. En la naturaleza algunos animales como delfines y ballenas jorobadas e incluso algunas erupciones de volcanes pueden provocar estos vórtices.

El primer trabajo publicado sobre el tema fue realizado por Helmholtz en 1858, quien estudió las interacciones entre dos vórtices con diferentes características. Sin embargo ya existían menciones en 1734 de un naturalista italiano que observó anillos de humo en las erupciones del Vesubio y se preguntaba ¿por qué estos anillos de ceniza son tan estables y resistentes a la acción del viento?. Pregunta que mantiene ocupados hasta la fecha a los investigadores que trabajan en el tema.

Durante la segunda guerra mundial, los vórtices se estudiaron pues se observó que la estabilidad que presentan les permitía atravesar toda una habitación y derribar objetos livianos, a diferencia del aire expulsado sin un patrón, el cual se dispersa en poca distancia. Se pensó en construir un máquina que pudiese generar vórtices lo suficientemente grandes para poder derribar a las tropas enemigas; la idea no funcionó en aquel entonces, aunque se consiguió hacerlo muchos años después.

Podemos imaginar el comportamiento de un vórtice toroidal si pensamos en unir los extremos de una fuerte corriente de aire, como la de un huracán por ejemplo. La corriente generada por el huracán correría tras de sí misma, enrollándose al correr su inicio tras de su final y cerrándose al final, formando una “donita”. A lo explicado se le conoce como “vórtice sin fin”, ya que no se puede distinguir su inicio y su final. Su ciclo ininterrumpido es lo que hace a un vórtice toroidal tan estable. Sin embargo el vórtice es inmaterial, una vez que las corrientes desaparecen, también lo hace la "dona".

El estudio de los vórtices toroidales es intrigante, ya que han estado presentes en la naturaleza desde siempre y guardan una estrecha relación con la geometría. Se pueden generar en el vuelo de las aves y en el nado de los peces, aunque no siempre son visibles. También se les puede apreciar en las erupciones volcánicas, el vuelo de los aviones, en los huracanes y en las corrientes oceánicas.

¿Quieres conocer más sobre vórtices toroidales? Te dejamos los siguientes links:

Redacción por: Claudia Fabian

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