La ciencia explica la magia del fútbol

La física explica mucho de lo que sucede dentro de la cancha. El gol de Roberto Carlos a los franceses bajo la mirada de la ciencia. Los arqueros, los penales. Videos.

Jorge Flores Valdés (foto) es investigador emérito del Instituto de Física (IF) de la UNAM (México), y desde su conocimiento de las leyes que rigen el Universo explicó el sustento científico del fútbol, deporte ligado a leyes de mecánica clásica, la hidrodinámica y la aerodinámica, así como a las fuerzas gravitacional e impulsiva.

“Lo primero que uno como físico puede decir es cómo se mueve el balón después de que alguien lo golpea. Voy a olvidar que el balón tiene cierta dimensión y lo voy a considerar como un punto masa, porque es más fácil de analizar. Sabemos que ese punto masa es influenciado por la Tierra, es decir, sube, se desacelera por la fuerza de gravedad que apunta hacia el centro del planeta y luego cae. Describe una trayectoria que es una parábola, ahí está el primer fenómeno físico”, explicó Flores Valdés.

Didáctico, el investigador universitario gesticula y visualiza el mediocampo para despejar dudas. “En los denominados tiros con chanfle, la bola gira con respecto a un cierto eje, todo depende de cómo sea golpeada; gira en un eje horizontal, en un eje vertical o en uno inclinado”, detalló.

Flores Valdés expresó que en el tiro libre entrarían dos principios físicos: el de Bernoulli, que refiere que a mayor velocidad menor presión en el aire, y el efecto Magnus, concerniente a un físico alemán del siglo XIX que encontró que una pelota que gira en un fluido como es el aire recibe una fuerza lateral, y eso es lo que la desvía de su trayectoria original.

Para el caso del penal, en el cual se ubica el fútbol a 11 metros de la línea de gol, el investigador del IF explicó que, debido a la distancia, ahí se prioriza la velocidad y, generalmente, la línea recta como trayectoria.

Para explicar lo que desde la física sucede con los arqueros, el universitario realizó una analogía entre éste y el bateador del béisbol. “Entre el montículo y el home, la pelota que lanza un buen pitcher tarda como medio segundo en recorrer la trayectoria [para adquirir conciencia, el cerebro humano también requiere de ese lapso de tiempo], el bateador no puede saber qué diablos hará la pelota, porque no es consciente de su movimiento. ¿Entonces qué pasa, cómo son los buenos bateadores y los buenos porteros?, pues se percatan de cuál es el eje de rotación de la pelota que se proyectó, y se dan cuenta de ello porque tienen buena vista y anticipan si caerá o hará chanfle. Así, se desplazan adonde esperan llegue la pelota”, explicó.

Jorge Flores Valdés

Y en cuanto al comportamiento de la pelota, Flores Valdés apuntó: “Las rugosidades del balón arrastran el aire, y lo hacen de manera diferente según gira. A veces, el aire hace que se mueva más rápido en una dirección y más lento en otra. Entonces, la presión que ejerce es diferente arriba y abajo, y eso cambia la trayectoria, por lo que puede engañar al portero, que al principio espera algo parecido a la trayectoria parabólica, pero como gira en el aire, se puede desviar, y es lo que hace que se vaya a meter en el arco, en la esquina o en el ángulo”.

El físico también explicó qué es lo que sucede cuando, durante un partido, se produce la quebradura de un hueso en un jugador. El académico del IF explicó este fenómeno bajo la óptica de su especialidad con una analogía: golpear un clavo con un martillo. “Supongamos que quiero colocar un cuadro y meter un clavo en la pared, con sólo empujarlo no se logra el objetivo. ¿Qué se tiene que hacer?, usar un martillo; ¿qué hace el martillo?, produce sobre aquel una fuerza mayúscula. ¿Qué ocurre con las patadas que se dan los futbolistas?, algo parecido, pues imprimen fuerza [impulsiva], pero en este caso sobre la pierna de otro jugador. Así como el clavo hizo una abertura en el muro, el botín del defensa rompe el hueso de otro jugador al parar en un tiempo muy breve dicha fuerza”, explicó.

El investigador emérito del IF realizó un recuento de los fenómenos físicos que intervienen en el fútbol. “Está, por un lado, la fuerza impulsiva, que es la patada; está el efecto que se le da con el pie a la bola, que la hace girar para acá, hacia allá, o no la hace girar; está el fenómeno de la colisión y de la fuerza impulsiva, luego el movimiento de un cuerpo en el campo gravitacional de la Tierra. También la rotación de una esfera en un gas, que es un problema de aerodinámica, y ahí intervienen Bernoulli y la fuerza de Magnus; la forma y superficie del balón, si es rugosa, muy lisa o si tiene diseños, todo eso afecta el movimiento de la pelota y tiene mucho que ver con el rebote en el suelo; también está la masa y el diámetro de la pelota”.

En suma, una decena de efectos físicos repercuten en el movimiento de la pelota. Los que saben pegarle bien, subrayó, los utilizan de una manera u otra para tratar de lograr su objetivo, que es meter un gol. Pero lo más interesante es que todo eso lo hacen de manera inconsciente, pues muchas de estas situaciones surgen de haberlas repetido un millón de veces.

A continuación, una serie de videos. En el primero de ellos, la ciencia explica el gol de Roberto Carlos a los franceses; en el segundo, se analiza la forma de ejecución de los penales, y en el tercero, las capacidades de los arqueros.

 

 

Fuentes: UNAM/DICYT - Youtube

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7 de Diciembre de 2016|16:56
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