Hazaña sorprendente de la física: logran que una esfera ruede por una pared vertical

Buenos Aires-(Nomyc)-Bajo las condiciones adecuadas, una esfera con la consistencia de una gomita puede rodar por una pared vertical por sí sola, desafiando una suposición fundamental de la física, según descubrió un grupo de científicos de la universidad de Waterloo. 

De manera habitual, si se coloca una esfera rígida sobre una superficie inclinada también rígida, la gravedad hará que ruede hacia abajo, pero ¿qué pasa si la superficie es completamente vertical? 

Hasta ahora, los investigadores asumían que, sin un impulso inicial, la esfera simplemente caería al suelo sin rodar, pero sin embargo, una nueva investigación redefinió esta creencia, y con ello, varios conceptos establecidos en la física.

El logro: investigadores de la Universidad de Waterloo, en Canadá, revelaron el escenario exacto que se necesita para lograr que una esfera ruede por un plano vertical sin intervención física y aunque esta observación parezca lejana a la vida cotidiana, podría tener aplicaciones prácticas para explorar zonas de difícil acceso como tuberías, cuevas o incluso entornos espaciales.

“Cuando lo vimos por primera vez, sinceramente no lo podíamos creer”, comentó Sushanta Mitra, director ejecutivo del Instituto de Nanotecnología de Waterloo, en un comunicado de la universidad. 

Los investigadores describen su hallazgo como un desafío a “nuestra comprensión básica de la física” y verificaron todos los datos cuidadosamente porque el fenómeno parecía contrario al sentido común. 

“Hubo una gran emoción en el laboratorio cuando confirmamos que no era un error y que realmente existía este rodamiento vertical” expresó la invesigadora.

Mitra y su equipo captaron el fenómeno de forma inesperada usando cámaras de alta velocidad. Explicaron su descubrimiento en un estudio publicado en abril en la revista Soft Matter.

Prueba y error, la clave del todo: en el experimento, el rodamiento vertical dependía de un equilibrio preciso entre la suavidad, definida científicamente como elasticidad, de una pequeña esfera y una superficie vertical del tamaño de un teléfono móvil. 

Si las esferas eran demasiado rígidas, caían directamente al suelo, si eran demasiado blandas, se deslizaban sin rodar o se quedaban pegadas a la superficie, pero una esfera con una textura similar a la de una gomita logró rodar espontáneamente sobre una superficie equivalente a una alfombrilla de ratón esponjosa, a una velocidad de aproximadamente 0.039 pulgadas o un milímetro, cada dos segundos.

“La clave está en que, mientras rueda, la esfera cambia ligeramente de forma en el punto de contacto”, explicó Mitra. 

“El borde delantero actúa como una cremallera que se cierra, mientras que el trasero se comporta como una que se abre. Esta asimetría genera el torque justo, o la fricción necesaria, para mantener el movimiento sin quedarse pegado ni caer” continuó la investigadora.

Los hallazgos del equipo podrían tener implicaciones prácticas en la creación de robots blandos capaces de escalar paredes verticales para explorar o monitorear infraestructuras inaccesibles y entornos naturales, tanto en la Tierra como en el espacio. 

“Esto abre una forma completamente nueva de pensar el movimiento sobre superficies verticales”, añadió Mitra. 

“En la actualidad, los robots y vehículos están limitados a moverse sobre superficies horizontales o ligeramente inclinadas. Este descubrimiento podría cambiar eso” concluyó la investigadora de la Universidad canadiense.

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