Aviones y la rotación de la Tierra

Volvemos a la modalidad de consultorio. Oscar Hierro me ha enviado un correo electrónico con la siguiente pregunta:

Siempre pensé que un trayecto en avión entre dos puntos volando en el mismo sentido de rotación de la Tierra (para hacerlo más sencillo, en trayectoria paralela al Ecuador) tardaría más tiempo en realizarse que si ese mismo vuelo fuera en sentido inverso, es decir, volando en contra del movimiento rotatorio ("a contra corriente"). ¿Qué hay de cierto en ello? A simple vista tiene sentido, pero quizá estoy obviando alguna ley física que lo contradice.

Bueno, en principio, la rotación de la Tierra no debe afectar directamente al vuelo de un avión. Una avión básicamente se propulsa "empujando el aire hacia detrás". Bien mediante hélices, bien mediante reactores, el avión "tira" del aire, por decirlo de alguna manera, y lo "empuja" hacia atrás. Debido a la Tercera Ley de Newton (el famoso Principio de Acción y Reacción), el avión es empujado hacia delante. Es el mismo principio físico que se aplica en un barco o en un coche. El agua o el suelo es empujado hacia detrás por el vehículo, y éste resulta empujado hacia delante.

Así que la velocidad de un avión con respecto al suelo es la velocidad del avión con respecto al aire, más la velocidad del aire con respecto al suelo. Es decir, si suponemos que un avión mantiene la misma velocidad con respecto al aire (básicamente, mantener la misma fuerza de empuje, y suponer que las propiedades del aire circundante no varían), si no hay viento, la velocidad del avión con respecto al suelo será la misma en cualquier dirección. Pero si tenemos viento, el avión irá más deprisa si el viento es a favor, y más despacio si es en contra.

Por tanto, la pregunta que uno debe hacerse es A medida que la Tierra rota ¿se quéda atrás el aire?. Es evidente que en el suelo, y a bajas alturas no. Nuestra experiencia cotidiana nos demuestra que no existe un viento constante de Este a Oeste. ¿Y a la altura a la que viajan los aviones? Podríamos decir también que no. El movimiento de masas de aire en nuestra atmósfera está determinada por multitud de factores, como diferencias de presión, de temperatura... y sí, la rotación terrestre. No olvidemos que la rotación de nuestro planeta es la causa de la conocida fuerza de Coriolis, y que esta fuerza es la que hace que anticiclones y borrascas giren en el sentido en el que lo hacen (y por cierto, contrariamente a la creencia popular, no influye en bañeras y lavabos).

Así que la rotación de la Tierra influye indirectamente en el vuelo de los aviones. Pero he de hacer hincapié en lo de indirectamente. No es algo tan simple como una corriente de aire de Este a Oeste. De hecho, existe una corriente de aire casi en el límite con la estratosfera, llamada jet stream, con vientos de cientos de km/h, cuyo movimiento es precisamente en dirección opuesta sentido opuesto.