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Messi, Cristiano Ronaldo, David Beckham, Roberto Carlos… Todos ellos tienen dos cosas en común: auténticos golazos y un aliado inesperado, la Física. Aprovechando la Eurocopa, vamos a hablar de la herramienta más útil para los lanzadores de falta: el Efecto Magnus. Abro hilo.

Un lanzamiento de falta desde la frontal del área en los pies de estos jugadores es mortal para cualquier portero. El balón describe trayectorias imposibles de prever, asegurando casi el gol. ¿Por qué se comporta así el esférico? ¿Tienen los futbolistas algún poder mágico?

Para explicarlo, tenemos que recurrir a la Dinámica de Fluidos. Sinceramente, uno de los campos que más miedo me da de esta ciencia. Por suerte, no vamos a entrar en cuestiones matemáticas. Dentro de lo que cabe, el efecto Magnus es bastante intuitivo.

En el campo tenemos a 22 jugadores, el árbitro, un balón y mucho aire. La atmósfera nos rodea por completo, una mezcla de gases que, aunque no la sintamos, ejerce una presión sobre todos los objetos, incluido nuestro cuerpo.

¿Cuánto vale esta presión? Pues 1 atmósfera o, lo que es lo mismo 101325 Pascales. Teniendo en cuenta que dicha magnitud es el cociente entre fuerza y superficie, el aire al nivel del mar ejerce una fuerza de 101325 Newtons sobre 1 m2 de superficie. Bastante, ¿no?

Afortunadamente, nuestro cuerpo está adaptado a estas condiciones, por lo que no es ningún problema. Pero, ¿qué pasa cuando el viento o nosotros nos movemos? La presión sobre nuestro cuerpo cambia y lo notamos, llegando incluso a tirarnos al suelo…

Para entender los lanzamientos de falta de Cristiano Ronaldo no hace falta recurrir a condiciones tan extremas. De hecho, el efecto Magnus no ocurriría. Por lo tanto, vamos a imaginar el siguiente escenario.

Ha habido una falta al borde del aire y Ronaldo se prepara para lanzar. Sopla algo de aire, pero no demasiado. Retrocede cuatro pasos y fija su mirada en el portero. Todo el mundo contiene el aliento. Comienza a correr y golpea el balón. El público observa embelesado.

En primer lugar, para un tiro con efecto, necesitamos un jugador de gran habilidad. El balón debe despegar con una cierta rotación, es decir, girando sobre sí mismo. Se trata de una condición indispensable.

Da igual si el eje de rotación es vertical u horizontal, el efecto Magnus se producirá. Por ahora, vamos a suponer que es vertical al suelo. Es decir, gira como una peonza.

El esférico comienza a rotar y se introduce en la corriente de aire. El aire fluye en sentido contrario al balón. Mientras, las líneas de flujo se dividen de forma simétrica a ambos lados… Espera, ¿qué?

Para representar fluidos, se dibujan unas líneas que corresponden a las trayectorias de las partículas del mismo y que nos ayudan a entender sus propiedades físicas. Al final es todo cuestión de simplificar. Aquí tenemos al balón dentro de la corriente de aire:

Si se reparten de forma simétrica, las propiedades (velocidad, presión, viscosidad…) del fluido son las mismas a ambos lados del esférico. Esto siempre que no rote.

Pero en nuestro caso tenemos un balón girando, ¿qué sucederá?

Supongamos entonces que el balón gira en el sentido de las agujas del reloj. Y sobre un eje vertical al suelo, recordemos. El movimiento del esférico perturbará las partículas del aire de su superficie, provocando cambios en las líneas de flujo.

El rozamiento de la superficie con el aire tiene efectos contrarios según qué lado del balón estudiemos. Por un lado, la rotación del mismo tiene el mismo sentido que la corriente. Por el otro, justo el contrario.

En la cara a favor del giro, las partículas del aire serán aceleradas por el esférico, aumentando su velocidad. En el otro sentido, la velocidad disminuirá, ya que el balón las frena.

Es aquí cuando tenemos que recurrir a otro enunciado importantísimo en la Física de Fluidos: el Principio de Bernoulli. Este principio se puede considerar como la conservación de la energía aplicada a un fluido ideal (sin rozamiento ni viscosidad).

Sin entrar en muchos detalles matemáticos, Bernoulli nos informa de que cuando aumentamos la velocidad de un fluido, la presión disminuye proporcionalmente. Por lo tanto, cuando más rápido se muevan las partículas, menos presión ejercerán sobre el resto de objetos.

¿En qué afecta esto al balón de fútbol? El aire a favor del giro se mueve más rápido, por lo que la presión será menor. Mientras tanto, en el lado contrario, la presión aumenta.

Antes comentamos que la presión es el cociente entre fuerza y superficie. Por lo tanto, restando ambos valores, si la superficie no cambia (el balón no se deforma), obtenemos una diferencia de fuerzas.

Lo que, a su vez, supone una nueva fuerza que desplaza el balón hacia el lado con menor presión. Algo parecido ocurre con las pajitas al beber un refresco durante el partido.

Tenemos al líquido del vaso sometido a presión atmosférica. Cuando bebemos, succionamos el aire dentro de la pajita, disminuyendo la presión y produciéndose una diferencia respecto al exterior. Es entonces cuando el líquido comienza a ascender empujado por una nueva fuerza.

Lo mismo le pasa al balón, aunque en esta ocasión la fuerza se denomina Fuerza de Magnus. Con las condiciones que hemos supuesto, el balón (visto desde arriba) se desplazará a la derecha, sorprendiendo al portero y aumentando las posibilidades de marcar gol.

Sin embargo, llevarlo a la práctica no es tan fácil como parece. El efecto es máximo en un determinado rango de velocidades de rotación, por lo que también hay que tener algo de suerte.

Si lo golpeas muy fuerte, casi sin giro, el balón describirá una trayectoria casi parabólica (hay que tener en cuenta el rozamiento del aire). Si le das muy flojo, no superará la barrera. Como ya comentamos, la habilidad del jugador es un factor clave.

El efecto Magnus también es posible con el balón girando en sentido contrario, con el viento a favor y con el eje de giro horizontal. Lo que hemos puesto aquí es sólo un ejemplo. Eso sí, los movimientos del esférico serán distintos para cada caso.

En el siguiente video, se aprecia qué ocurre cuando el eje es vertical. He de decir que me ha encantado el entusiasmo del profesor. Disfrutadlo!

Y esto es todo por hoy, espero que les haya gustado. Como siempre un RT, un corazón, comentario o duda son bienvenidos. Nos vemos pronto con más ciencia! Muchas gracias por leerme!

P.D: Si les gusta lo que escribo, aquí tienen un tweet donde recopilo todos mis hilos. Hay de todo un poco y para todos los gustos. Buena lectura!

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Una última cosa. Si les interesan las matemáticas aplicadas al fútbol (tanto si les gusta este deporte como si no), no duden en seguir y leer el increíble hilo de @mrmelee_jesus

https://twitter.com/mrmelee_jesus/status/1411013674924482561