La ciencia explica por qué se nos desatan los cordones de las zapatillas

No importa qué tan fuerte nos atemos los cordones de las zapatillas, investigadores de Berkeley estudiaron el mecanismo físico que atenta contra nuestro calzado.

 ¿Qué hay detrás de la ineludible realidad sobre que, no importa cómo lo hagamos, en algún momento del día se nos van a desatar los cordones de los zapatos? Y esto no depende de la edad o experiencia que tengamos en el tema. Inevitablemente sucederá, seamos grandes o chicos. Todo nudo de zapatilla está destinado al fracaso, según una investigación publicada por The Royal Society de Londres, y realizada por investigadores de la Universidad de Berkeley que estudiaron qué sucede detrás de esa incómoda realidad.

El estudio fue realizado por ingenieros mecánicos que intentaron buscar una respuesta científica al tema. Y llegaron a la conclusión, según sugiere el estudio, de que un doble impacto del pie contra el piso y una fuerza similar a un azote actúan como una mano invisible que paso a paso va aflojando el nudo y luego tirando de los extremos libres de los cordones hasta que finalmente se desata. Fuerzas inerciales que atentan contra los nudos y, claramente, los vencen.

La investigación analizó también la mecánica de los nudos, para tener una visión más clara sobre cómo las estructuras anudadas fracasan bajo una variedad de fuerzas. Y concluyeron que no todos los nudos son iguales. Algunos resisten más que otros, aunque tarde o temprano, todos tienen el mismo incómodo final.

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Con una cámara de alta velocidad y luego observando las imágenes en cámara lenta, sumado a una serie de experimentos, el estudio revela que el fracaso del nudo de las zapatillas se produce en cuestión de segundos, provocado por una compleja interacción de fuerzas.

"Cuando se habla de estructuras anudadas, si logramos comenzar a entender el cordón de los zapatos, entonces se puede aplicar a otras cosas, como el ADN o microestructuras, que fallan bajo fuerzas dinámicas", afirmó Christopher Daily-Diamond, coautor del estudio y estudiante de posgrado en Berkeley. "Este es el primer paso para entender por qué ciertos nudos son mejores que otros, cosa que nadie realmente ha hecho", añade.

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Pero volviendo a las zapatillas, hay dos maneras de atar el nudo, y uno es más fuerte que el otro. Aunque nadie sabe por qué. La versión resistente del nudo de zapato se basa en un nudo cuadrado: el secreto está en que tiene dos cruces de cordones de opuestos entrelazados. La versión débil, en cambio, se basa en un nudo "falso". En este caso, los dos cruces de encaje van en el mismo sentido, haciendo que el nudo se tuerza en lugar de quedar recto cuando se aprieta.

Sin embargo, el nudo fuerte tampoco es garantía. El estudio actual demuestra que ambas versiones fracasan indefectiblemente y por las mismas razones. Aunque el nudo fuerte es más resistente y por lo tanto, tarda más en sucumbir a las fuerzas inerciales.

"Estamos tratando de entender los nudos desde una perspectiva mecánica, esto es, por qué se puede tomar dos hilos y conectarlos de una manera que resulte muy fuerte, pero otra forma de conectarlos resulta muy débil", dijo Oliver O'Reilly, profesor de Berkeley de ingeniería mecánica, cuyo laboratorio llevó a cabo la investigación. "Hemos podido demostrar que el nudo débil fallará siempre y el nudo fuerte fallará en una escala de tiempo determinada, pero todavía no entendemos por qué hay una diferencia mecánica fundamental entre esos dos nudos".

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El objetivo del estudio era desarrollar una comprensión básica de la mecánica de cómo un nudo de lazo se desató bajo fuerzas dinámicas. Estudios previos han descrito cómo las estructuras anudadas fallan bajo cargas sostenidas, pero pocas investigaciones han logrado demostrar cómo las estructuras anudadas fallan bajo las presiones dinámicas de fuerzas y cargas cambiantes.

El primer paso fue registrar el proceso de un nudo de cordón que se desata con una cámara de alta velocidad. La coautora del estudio y estudiante graduada Christine Gregg, se ató un par de zapatillas comunes y corrió en una cinta mientras que sus colegas filmaron sus zapatos.

Los investigadores descubrieron que un nudo de cordón se desata de la siguiente manera: al correr, su pie golpea el suelo a siete veces la fuerza de la gravedad. El nudo se estira y luego se relaja en respuesta a esa fuerza. A medida que el nudo se afloja, la pata oscilante aplica una fuerza de inercia sobre los extremos libres de los cordones, lo que rápidamente conduce a un fallo del nudo en tan sólo dos pasos después de que la inercia actúa sobre los cordones.

"Para desatar mis nudos, tiro el extremo libre y se deshace. El nudo del cordón se desata debido al mismo tipo de movimiento", dijo Gregg. "Las fuerzas que causan esto no son de una persona que tira del extremo libre, sino de las fuerzas inerciales de la pierna que se balancean hacia atrás y hacia adelante mientras el nudo se afloja del zapato golpeando repetidamente el suelo".

"Algunos cordones podrían ser mejores que otros para atar nudos, pero la mecánica fundamental que los hace fallar es la misma, creemos", dijo Gregg.

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25 de mayo de 2018 | 18:48
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