Un remolino de polvo (también conocido regionalmente como remolino de tierra ) es un torbellino fuerte, bien formado y de duración relativamente corta . Su tamaño varía desde pequeño (18 pulgadas/medio metro de ancho y unas pocas yardas/metros de alto) hasta grande (más de 30 pies/10 m de ancho y más de media milla/1 km de alto). El movimiento vertical principal es hacia arriba. Los remolinos de polvo suelen ser inofensivos, pero en raras ocasiones pueden crecer lo suficiente como para representar una amenaza tanto para las personas como para la propiedad. [1] [2]
Son comparables a los tornados en que ambos son un fenómeno climático que involucra una columna de viento giratoria orientada verticalmente. La mayoría de los tornados están asociados con una circulación principal más grande, el mesociclón en la parte posterior de una tormenta supercélula . Los remolinos de polvo se forman como una corriente ascendente arremolinada en condiciones soleadas durante el buen tiempo, y rara vez se acercan a la intensidad de un tornado.
Los remolinos de polvo se forman cuando una bolsa de aire caliente cerca de la superficie se eleva rápidamente a través del aire más frío que hay encima, formando una corriente ascendente. Si las condiciones son las adecuadas, la corriente ascendente puede comenzar a girar. A medida que el aire asciende rápidamente, la columna de aire caliente se estira verticalmente, acercando así la masa al eje de rotación, lo que provoca la intensificación del efecto de giro por conservación del momento angular . El flujo secundario en el remolino de polvo hace que otro aire caliente se acelere horizontalmente hacia el fondo del vórtice recién formado. A medida que más aire caliente se precipita hacia el vórtice en desarrollo para reemplazar el aire que asciende, el efecto de giro se intensifica aún más y se automantiene. [3] Un remolino de polvo, completamente formado, es una chimenea en forma de embudo a través de la cual se mueve aire caliente, tanto hacia arriba como en círculo. A medida que el aire caliente asciende, se enfría, pierde su flotabilidad y finalmente deja de ascender. A medida que asciende, desplaza el aire que desciende fuera del núcleo del vórtice. Este retorno de aire frío actúa como equilibrio contra la pared exterior de aire caliente que gira y mantiene estable el sistema. [4]
El efecto de giro, junto con la fricción de la superficie , generalmente producirá un impulso hacia adelante. El remolino de polvo puede mantenerse si se mueve sobre fuentes cercanas de aire caliente en la superficie. [5]
A medida que el aire caliente disponible cerca de la superficie se canaliza hacia el remolino de polvo, eventualmente el aire más frío circundante será aspirado. Una vez que ocurre, el efecto es dramático y el remolino de polvo se disipa en segundos. Generalmente ocurre cuando el remolino de polvo se mueve lentamente (agotamiento) o comienza a ingresar a un terreno donde las temperaturas de la superficie son más frías. [6]
Ciertas condiciones aumentan la probabilidad de que se formen remolinos de polvo.
En la Tierra, muchos remolinos de polvo suelen ser pequeños y débiles, a menudo de menos de 0,9 m (3 pies) de diámetro con vientos máximos que promedian alrededor de 70 km/h (45 millas por hora) y, a menudo, se disipan menos de un minuto después de formarse. En raras ocasiones, un remolino de polvo puede crecer muy grande e intenso, alcanzando a veces un diámetro de hasta 300 pies (90 m) con vientos de más de 60 mph (100 km/h+) y puede durar más de 20 minutos antes de disiparse. . [7] Debido a su pequeño diámetro, la fuerza de Coriolis no es significativa en el remolino de polvo en sí, por lo que se producen remolinos de polvo con rotación anticiclónica . [8]
Los remolinos de polvo generalmente no causan lesiones, pero en el pasado, raros y severos remolinos de polvo han causado daños e incluso muertes. [9] Uno de esos remolinos de polvo azotó el recinto ferial del condado de Coconino en Flagstaff, Arizona , el 14 de septiembre de 2000, causando grandes daños a varias tiendas de campaña, puestos y puestos temporales, así como a algunas estructuras permanentes del recinto ferial. Se reportaron varios heridos, pero no hubo víctimas mortales. Según el grado de daño dejado, se estima que el remolino de polvo produjo vientos de hasta 75 mph (120 km/h), lo que equivale a un tornado EF0 . [10] El 19 de mayo de 2003, un remolino de polvo levantó el techo de un edificio de dos pisos en Lebanon, Maine , provocando que se derrumbara y matara a un hombre que estaba dentro. [11] [12] El 18 de junio de 2008, una mujer cerca de Casper, Wyoming, murió cuando un remolino de polvo provocó que el pequeño cobertizo de un anotador en un campo de béisbol juvenil se volcara encima de ella. Ella había estado tratando de protegerse del remolino de polvo yendo detrás del cobertizo. [13] En East El Paso, Texas, en 2010, tres niños en una casa de salto inflable fueron levantados por un remolino de polvo y levantados más de 10 pies (3 m), pasando por encima de una cerca y aterrizando en un patio trasero a tres casas de distancia. [14] [15] En Commerce City, Colorado, en 2018, un poderoso remolino de polvo arrojó dos orinales portátiles por el aire; nadie salió herido. [16] [17] En 2019, un gran remolino de polvo en el condado de Yucheng, provincia de Henan, China, mató a 2 niños e hirió a 18 niños y 2 adultos cuando se levantó en el aire un castillo inflable . [18]
Los remolinos de polvo han estado implicados en alrededor de 100 accidentes aéreos. [19] Si bien muchos incidentes han sido simples problemas de rodaje, algunos han tenido consecuencias fatales. Los remolinos de polvo también se consideran un peligro importante entre los paracaidistas y pilotos de parapente , ya que pueden provocar el colapso de un paracaídas o un parapente sin previo aviso, en altitudes consideradas demasiado bajas para cortarlo , y contribuir a lesiones graves o la muerte de los paracaidistas. [20] [21] [22] Tal fue el caso el 1 de junio de 1996, cuando un remolino de polvo provocó que el paracaídas de un paracaidista colapsara a unos 30 pies (9,1 m) sobre el suelo. Posteriormente murió a causa de las heridas que sufrió. [23] Los remolinos de polvo también pueden contribuir a los incendios forestales. Un caso ocurrió en Engebæk, municipio de Billund , Dinamarca , en 1868, donde un remolino de polvo arrojó un mechón de nieve a un calentador, provocando un incendio forestal que posiblemente se extendió de 10.000 a 50.000 hectáreas o más. [24]
Los remolinos de polvo, incluso los más pequeños (en la Tierra), pueden producir ruido de radio y campos eléctricos superiores a 10.000 voltios por metro. [25] Un remolino de polvo recoge pequeñas partículas de suciedad y polvo. A medida que las partículas giran, se cargan eléctricamente mediante contacto o carga por fricción ( triboelectrificación ). Las partículas cargadas que giran también crean un campo magnético que fluctúa entre 3 y 30 veces por segundo. [26]
Estos campos eléctricos pueden ayudar a los vórtices a levantar material del suelo y llevarlo a la atmósfera. Los experimentos de campo indican que un remolino de polvo puede levantar 1 gramo de polvo por segundo de cada metro cuadrado (10 lb/s por cada acre) de suelo sobre el que pasa. Un gran remolino de polvo que mide unos 100 metros (330 pies) de ancho en su base puede levantar unas 15 toneladas métricas (17 toneladas cortas) de polvo en el aire en 30 minutos. Las gigantescas tormentas de polvo que azotan los desiertos del mundo aportan el 8% del polvo mineral de la atmósfera cada año durante las pocas tormentas que ocurren. En comparación, los remolinos de polvo significativamente más pequeños que se retuercen a través de los desiertos durante el verano levantan aproximadamente tres veces más polvo, teniendo así un mayor impacto combinado sobre el contenido de polvo de la atmósfera. Cuando esto ocurre, se les suele llamar pilares de arena . [27]
Los remolinos de polvo marcianos son vórtices atmosféricos convectivos que se producen en la superficie de Marte . Fueron descubiertos a partir de datos reportados por las sondas Viking de la NASA y han sido fotografiados por satélites en órbita y vehículos de superficie en misiones posteriores.
Aunque comparables a los remolinos de polvo terrestres en formación y apariencia, los remolinos de polvo marcianos pueden ser muchas veces más grandes que los que se encuentran en la Tierra . Pueden ser lo suficientemente poderosos como para representar una amenaza para los rovers y otras tecnologías, [28] aunque algunos encuentros documentados en realidad han beneficiado a los rovers al limpiarlos de polvo.En Australia, un Dust Devil se conoce más comúnmente como "Willy Willy". [29] En Irlanda, los demonios del polvo se conocen como "sí gaoithe" o "viento de hadas". [30] [31]
Las cenizas calientes debajo de las cenizas recién depositadas en áreas recientemente quemadas a veces pueden generar numerosos remolinos de polvo. El peso más ligero y el color más oscuro de la ceniza pueden crear remolinos de polvo que son visibles a cientos de pies de altura.
Los remolinos de ceniza se forman de manera similar a los remolinos de polvo y a menudo se ven en días inestables en áreas con cicatrices de incendios recientes.
Los demonios del carbón son comunes en la ciudad carbonífera de Tsagaan Khad, en la provincia de Gobi del Sur , Mongolia . Ocurren cuando los remolinos de polvo recogen grandes cantidades de carbón almacenado. Su color oscuro los hace parecerse a unos tornados.
Los remolinos o remolinos de fuego, a veces llamados diablos de fuego o tornados de fuego, se pueden ver durante incendios intensos en estructuras de edificios combustibles o, más comúnmente, en incendios forestales o de matorrales. Un remolino de fuego es una formación en forma de vórtice de gases ardientes que se liberan del material combustible. La génesis del vórtice es probablemente similar a la de un remolino de polvo. A diferencia del remolino de polvo, es improbable que la altura alcanzada por el vórtice de gas de fuego sea mayor que la altura visible de las llamas verticales debido a la turbulencia en los gases circundantes que inhiben la creación de una capa límite estable entre los gases en rotación y en ascenso. en relación con los gases circundantes. [32]
Un "diablo de heno" es un suave torbellino que se forma en el aire cálido sobre los campos de heno recién cortado . Un vórtice se forma a partir de una columna de aire caliente que se eleva desde el suelo en días tranquilos y soleados, lanzando y haciendo girar tallos y matas de heno inofensivamente en el aire, a menudo para el deleite de los niños y los espectadores. [33] [34] [35]
Las mismas condiciones pueden producir un torbellino de nieve , un diablo de nieve o, a veces, lo que se conoce como "snownado", aunque el calentamiento diferencial es más difícil en áreas cubiertas de nieve. [36]
Los remolinos de vapor son una pequeña columna de vórtice de aire saturado de altura variable pero de pequeño diámetro que se forma cuando el aire frío se encuentra sobre una masa de agua mucho más cálida o una superficie saturada. [37] También se observan a menudo en el vapor que sale de las centrales eléctricas . [38]
