Leo Messi, Jon Rahm y Rafa Nadal unidos por la ciencia

En el fútbol moderno cada vez se ven menos goles marcados de falta directa. La falta de especialistas puros, la reducción de las infracciones al borde del área y el mejor posicionamiento de los porteros son algunas de las causas. Sin embargo, hay un jugador que es ajeno a esa tendencia. Me refiero, como no, a Leo Messi. El argentino celebró hace unos días su gol número 800 con la selección argentina marcando un gol de falta directa ante Panamá que nos recordó a los que hacía frecuentemente con la camiseta del Barça, como los legendarios golazos contra el Real Madrid en 2012, Almería en 2014 o Liverpool en 2019.

Lo que poca gente conoce es que en cada tiro libre que marca, Leo se apoya en el químico y físico alemán Gustav Magnus. ¿A qué me refiero? Cuando Messigolpea el balón el esférico sale aparentemente recto. Sin embargo, la trayectoria de la pelota comienza a curvarse y termina entrando entre los tres palos ante la mirada estupefacta de los porteros rivales. ¿Por qué se curva? La clave está en pegarle a la pelota con mucho efecto, con suficiente fuerza y a una distancia significativa de la portería. Inicialmente el balón sigue la primera ley de Newton, según la cual un cuerpo se mueve en la misma dirección y a la misma velocidad hasta que se le aplica una fuerza que lo haga variar de dirección. Aparentemente nadie aplica ninguna fuerza sobre el balón una vez que sale de las botas de Messi… pero eso no es exactamente así. ¿Qué fuerza oculta al público es la que hace que el balón cambie su trayectoria? Veamos.

El futbolista argentino golpea la pelota con el exterior del pie izquierdo imprimiéndole mucho efecto y rotándola en su movimiento. Esto provoca que en un lado del balón el aire se mueva en dirección contraria al giro de la pelota, creado un área de alta presión. En el otro lado del balón el aire se mueve en la misma dirección del giro de la pelota, creando un área de baja presión. Para compensar esa diferencia de presiones aparece repentinamente una fuerza que se dirige desde la zona de alta a la de baja presión. Esa fuerza, denominada fuerza de Magnus en honor del científico alemán anteriormente citado, es la que hace que la pelota se curve repentinamente cambiando de trayectoria y dirigiéndose hacia la portería, haciendo inútil la estirada de los porteros. La mecánica de fluidos, la rama de la física que se encarga de analizar este fenómeno, lo justifica todo.

Vale, ya sabemos que “entre Leo Messi y Gustav Magnus”introducen el balón en la portería, pero… ¿puede decirnos la ciencia algo más de estos goles? Sí, puede darnos la trayectoria exacta que sigue la pelota. En un trabajo publicado en la revista Journal of Fluids and Structurescientíficos franceses simularon este tipo de tiros libre. Para ello usaron como modelo el famoso gol marcado por el brasileño Roberto Carlos a la selección francesa el 3 de junio de 1997 en Lyon. Los investigadores hicieron experimentos bajo el agua, lo que les permitió eliminar los efectos de las turbulencias en el aire y la fuerza de gravedad, y establecieron que la trayectoria que sigue una esfera cuando gira al darle efecto es una espiral en forma de concha de caracol.

Una vez comprendida la importancia de la fuerza de Magnus en el lanzamiento de tiros libres y la trayectoria exacta que describe el balón, llega el momento de explicar qué relación tiene todo esto con Jon Rahm, flamante ganador del Masters de Augusta.

Los amantes el golf utilizan mucho dos golpes que tienen por nombre slice y hook. Los emplean para que la trayectoria de la bola se curve, lo que les ayuda a salvar obstáculos o a cambiar la dirección de la bola. El slice es un golpe en el que, tras una trayectoria inicial recta, la bola se desvía en un pronunciado ángulo hacia la derecha. El hook es su equivalente hacia la izquierda. ¿Qué fenómeno científico explica los cambios de trayectoria que se ven en la bola cuando Jon Rahm ejecuta a la perfección un slice o un hook? El mismo que justifica los goles de falta directa de Leo Messi: el Efecto Magnus.

Si Rahm golpea la bola con el palo de golf con suficiente efecto para provocar que gire significativamente sobre su eje vertical, se generará una diferencia de presionessimilar a la que origina Leo Messi al golpear el balón de fútbol con su bota. Para compensar la diferencia de presiones aparece de nuevo la fuerza de Magnus y la bola de golf se desviará a la derecha para una rotación en el sentido de las agujas del reloj (slice) o se desviará a la izquierda para una rotación anti-horaria (hook). Jon Rahm, que acaba de conseguir su primera chaqueta verde en el Augusta National, es un maestro tanto en el slicecomo en el hook y deja perplejo al público con los cambios de trayectoria de su bola… lo mismo que hace Messi en sus tiros libres.

Pero como dijo Superratón, no se vayan todavía que aún hay más. ¿Les suena algún otro deporte donde la pelota cambie de trayectoria repentinamente dando lugar a golpes ganadores? Efectivamente. El famoso “banana-shot” de Rafa Nadal, con el que ha logrado superar cientos de veces a sus rivales, es también debido al Efecto Magnus. Gracias a la velocidad que imprime Rafa a la bola y, sobre todo, al tremendo efecto que le proporciona (la “bola liftada lateral” de Nadal puede llegar a las 5.000 r.p.m. mientras que la mayoría de los jugadores consiguen sólo alrededor de 2.600 r.p.m.), la pelota de Rafa, aunque parezca que se va a ir más allá de los límites de la cancha, entra en la misma sorprendiendo a propios y extraños y siguiendo una trayectoria de fuera a dentro de la pista. Esto es debido, una vez más, a la fuerza de Magnus que aparece fruto de la diferencia de presiones que se crea a ambos lados de la pelota golpeada por el ganador de veintidós Grand Slam.

Estimados lectores de Sport, hoy les he demostrado como tres genios del deporte, Messi, Rahm y Nadal, están unidos por un genio de la ciencia, Gustav Magnus. Maravilloso.