Con este título ha sido publicado recientemente un breve artículo en una revista científica, (Schlichting, H. Joachim: ¡Salta, piedrecita, salta! Investigación y Ciencia. Noviembre 2017 Nº 494) intentando justificar el comportamiento dinámico de las piedras que se tiran contra un espejo de agua, y rebotan. No obstante, en nuestra opinión, las ideas que se aportan en este texto no tienen ninguna base lógica, ni metodológica, y los argumentos que se expresan, no responden a un método científico riguroso.
El texto hace referencia a un estudio anterior de Lionel Rosellini y otros (Skipping stones. Journal of Fluid Mechanics, vol 543, pág.137-146, Nov. 2005), que exponía condiciones y requisitos comprobados estadísticamente para obtener mejores resultados en el juego, pero que no analizaba la causalidad o el origen de ese peculiar comportamiento de la naturaleza.
Epostracismo
La piedra saltarina, o epostracismo, es un juego muy antiguo que consiste en lanzar una concha o piedra plana sobre el agua de forma que rebote sobre la superficie, preferentemente muchas veces. En la Grecia Clásica ya se practicaba este juego, e incluso hicieron un tratado oral explicando cómo las piedras lanzadas sobre el agua rebotaban una y otra vez.
Las piedras saltarinas sobre el agua han sido un pasatiempo popular a lo largo de miles de años. Para analizar la física de esta actividad ancestral humana, focalizamos el momento en el que la piedra rebota sobre la superficie del agua. Un ángulo de aproximadamente 20º entre la piedra y la superficie del agua es óptimo para las condiciones de lanzamiento, y para conseguir el rendimiento máximo en el número posible de rebotes.
Tradicionalmente ha sido asumido que la piedra genera una sustentación de la misma manera que un disco volante, pero esta justificación no tiene base científica. Tampoco la tensión superficial del agua justifica el comportamiento que observamos. Realmente existe confusión y desconcierto en el ámbito científico sobre este curioso comportamiento, dice el artículo que comentamos inicialmente: Cuando un guijarro plano golpea la superficie del agua formando un pequeño ángulo, esta actúa como un rampa que lo impulsa hacia arriba. ¿A qué se debe? (Schlichting, H. Joachim: ¡Salta, piedrecita, salta! Investigación y Ciencia. Noviembre 2017 Nº 494)
No parece sustentada esta argumentación en principios físicos, pues se alega que el agua… actúa como un rampa que lo impulsa hacia arriba. No existe tal supuesta rampa al observar el fenómeno, y el autor, no aporta ningún argumento científicamente creíble para sostener tal afirmación.
Ya en su día otros autores como Clanet C, Hersen F, y Bocquet L., propusieron otros argumentos difícilmente defendibles científicamente (Secrets of successful stone-skipping. January 2004. Nature 427 (6969): 29. Doi : 10.1038/427029a. PMID 14702075.and Bocquet, L.: The physics of stone skipping), proponiendo un supuesto muelle hidrodinámico que impulsaba a la piedra hacia arriba.
En nuestra opinión, todas esas argumentaciones no tienen fundamento alguno, ya que realmente, es un supuesto de cuerpos sometidos a múltiples rotaciones, que no puede ser entendido en el ámbito de la mecánica clásica. El salto se produce si la piedra dispone de giro intrínseco. La rotación de la piedra nos permite deducir que es un claro ejemplo de cuerpo rígido sometido a dos rotaciones no coaxiales: la inicial y la debida a la resistencia del agua en el momento del impacto.
Este tipo de fenómeno queda plenamente justificado con la Teoría de interacciones Dinámicas que proponemos.
Si tiramos un disco o, incluso, una piedra plana sobre un espejo de agua, ésta se hundirá, al igual que si la dejamos caer, debido a que es acelerada por la fuerza de la gravedad. Bien, pero si lanzamos la piedra, a la vez que le aplicamos un movimiento de rotación sobre su eje vertical, la piedra sorprendentemente salta sobre el agua y continua su avance, hasta que las fuerzas disipativas acaben con su movimiento. (Barceló, G.: Un mundo en rotación, P. 362. Ed. Marcombo: Barcelona, 2008. http://advanceddynamics.net/en/un-mundo-en-rotacion/
http://www.dinamicafundacion.com/).
Bombas que rebotan
Basadas en este mismo fenómeno dinámico, durante la segunda guerra mundial fueron concebidas unas bombas específicas contra las presas de los embalses de agua.
Imaginemos un bidón, de forma cilíndrica, que es arrojado desde un avión hacia un pantano de agua, creado mediante una presa. Nuestro bidón viaja dentro del avión y en un determinado momento se abren sus compuertas, a modo de plano inclinado, y comienza el bidón a rodar por ese plano inclinado, debido a la acción de la gravedad. Una vez abandona la rampa, comienza un movimiento compuesto por uno de caída y otro horizontal con la velocidad del avión, es decir, una trayectoria parabólica descendente. El bidón, al caer rodando por la rampa del avión, es lanzado con una velocidad de rotación inicial
, dextrógira según la figura 6. Además, de conformidad con la primera ley de Newton, continuará moviéndose con la velocidad inicial V1 que es la del avión que la transportaba. El bidón al llegar a la superficie del lago saltará, al igual que salta la piedra, comenzando un nuevo movimiento ascendente hasta que se agote su energía potencial, instante en el que comenzará una trayectoria descendente hacia la superficie del lago, continuará así su movimiento hasta llegar a la presa, instante en el que cae rodando por el muro. Basados en este fenómeno, en la Segunda Guerra Mundial, fueron diseñadas bombas rasantes para atacar pantanos de agua, que se lanzaban desde aviones en vuelo a baja altura, para destruir las presas o muros de contención.
Se trataba de bombas cilíndricas giratorias con una elevada velocidad de rotación, que se lanzaban desde el avión en vuelo rasante desde la cola del pantano hacia el muro de contención; el cilindro se hacía rodar dentro del avión, por la rampa desde la que se lanzaba, con su eje de simetría paralelo a la superficie del agua.
La bomba experimentalmente se habría comprobado que rebotaba sobre el agua del embalse, del mismo modo que lo hace una piedra plana cuando la lanzamos girando sobre su eje vertical sobre la superficie plana de un lago o río. Al llegar al muro, gracias a su elevada velocidad de rotación y a su peso, se sumergía rodando sobre la pared o por su peso, una espoleta retardada la hacía explotar a profundidad suficiente, produciendo graves daños en el muro. Se había conseguido un proyectil selectivo, con un alto porcentaje de efectividad, que destruía el blanco: el dique o muro, aunque se produjese la descarga de la bomba lejos del mismo. Hoy día se calificaría a este proyectil cómo inteligente, aunque realmente no disponía de ningún dispositivo de seguimiento electrónico. (Barceló, G. Un mundo en rotación. Ed. Marcombo: Barcelona, 2008. P. 106.
http://www.dinamicafundacion.com/ )
La revista holandesa KIJK, de Octubre de 1996, se refería a estas bombas, y también los autores referidos, Jean-Michel Courty y Edouard Kierlik:
Las bombas fueron lanzadas desde una altura de 18 metros por aviones que volaban a 400 kilómetros por hora. Con una masa de más de cuatro toneladas, las bombas rebotaron varias veces sobre el agua, apenas hundiéndose mientras el muelle hidrodinámico se mantuvo activo. Pasaron así por encima de las redes de protección y recorrieron los aproximadamente 400 metros que las separaban de la presa. Al chocar con la pared, se deslizaban por ésta hacia el fondo, donde estallaban. (Kierlik, Edouard y Courty, Jean-Michel: El arte del rebote. Revista Investigación y Ciencia, mayo 2004.)
Son por tanto, unas bombas cuyo comportamiento dinámico, en nuestra opinión, se justifica con la misma argumentación que puede exponerse para el epostracismo, en el marco conceptual de la Teoría de Interacciones Dinámicas.
Un texto más extenso sobre estos fenómenos dinámicos, y sobre la Teoría de Interacciones Dinámicas, que permite comprenderlo, puede ser consultado en el portal de Advanced Dynamics C.B.:
http://advanceddynamics.net/epostracismo/
