NATURALEZA Y MATEMÁTICAS VII: Huracanes.

simonmaz (64)in #cervantes • 6 years ago

VII: Huracanes.

Para continuar con “Naturaleza y Matemáticas”, en este post quiero hablar acerca de la relación existente entre los huracanes y las matemáticas.

Un huracán o ciclón tropical es un sistema tormentoso que se caracteriza por una circulación cerrada alrededor de un centro de baja presión atmosférica y que produce vientos muy fuertes y lluvia en abundancia.

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La presión registrada en su centro es de las más bajas que existen en la superficie terrestre. Consiste en un núcleo cálido que expulsan grandes cantidades de calor latente de vaporización que se eleva, eso provoca la condensación del vapor de agua. De esta manera el calor se distribuye de forma vertical alrededor del centro de la tormenta.

Se pueden distinguir tres partes en un huracán:

El ojo, es de forma circular y puede variar desde los 3 hasta los 370 kilómetros de diámetro. Consiste en un área donde el aire circula en sentido descendente, aquí la temperatura es cálida y no hay nubes.
La pared del ojo, es una zona alrededor del ojo donde los vientos alcanzan las mayores velocidades, las nubes alcanzan la mayor altura y las lluvias son más intensas.
Las bandas lluviosas, son un anillo de tormentas externo que se mueve lentamente hacia el interior y que roba la pared del ojo para así poder captar su humedad.

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Pero lo que más me interesa es la forma de espiral logarítmica que adoptan los huracanes, ésta espiral sigue una sucesión de números que se corresponde con la sucesión de Fibonacci.

Ésta sucesión fue descubierta por matemáticos indios, pero fue Leonardo de Pisa quien lo popularizó en el siglo XIII como solución a un problema de cría de conejos.

La sucesión de Fibonacci es una secuencia infinita de números naturales que comienza con los números 0 y 1, a partir de éstos cada número es la suma de los dos anteriores, de manera que esta sucesión sería así:

0,1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144,233…

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A los números de ésta sucesión se les conoce como números de Fibonacci y aparecen en numerosas aplicaciones de diferentes áreas, como los modelos de crianza de plantas o de conejos. Además tiene muchas aplicaciones en informática, matemáticas y teoría de juegos.

También aparece en configuraciones biológicas como en la disposición de las hojas de un árbol, en las flores de los girasoles y las alcachofas, en la estructura espiral de los caparazones de los moluscos, etc.

Pero… ¿Por qué los huracanes adoptan forma de espiral logarítmica?

No todos adoptan esta forma pero bajo unas condiciones específicas sí sucede, y es debido a que la velocidad del aire forma un ángulo constante con el campo de las isobaras, que es la curva de presión constante alrededor del ojo del huracán.

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De aquí se puede desarrollar una función, la cual es el resultado del equilibrio entre la fuerza de Coriolis (es el efecto que se observa en un sistema de referencia que está en rotación, cuando un cuerpo se encuentra en movimiento respecto a dicho sistema de referencia) y la fricción de las masas de aire.

Para finalizar, decir que la mayoría de los huracanes tienen brazos espirales similares a espirales logarítmicas, este es un ejemplo más de las matemáticas que podemos encontrar ocultas en nuestra naturaleza, no por ello es necesaria la existencia de un Dios creador, ya que la naturaleza se autorregula y siempre tiende a adoptar las formas más óptimas para la supervivencia de la vida.