Mucha gente es consciente de que si doblas un espagueti crudo normal y corriente por las puntas, arqueándolo hasta que se fracture, el resultado es que siempre se rompe en al menos tres trozos, no en simplemente dos como cabría esperar. Lo lógico sería que el largo fideo se dividiera en dos, pero como podrá observar, por algún extraño motivo el espagueti se parte en tres pedazos. Vuélvalo a hacer. Obtendrá el mismo resultado.
Este enigma llevó al famoso físico Richard Feynman a pasarse una tarde entera partiendo espaguetis y diseñando posibles teorías. Richard Feynman ya observó este hecho tan aparentemente tonto y le dedicó un tiempo a intentar descubrir la razón física. Su esfuerzo resultó infructuoso.
La Fractura en Cascada: Un Enigma Resuelto
Nadie pensó que este fuera un asunto de vida o muerte, pero la curiosidad llevó a que, por fin, en 2005, varios físicos franceses tuvieran un momento «eureka». Este problema quedó abierto durante unos años hasta que Basile Audoly y Sébastien Neukirch en París en 2005 resolvieron la cuestión de esta ruptura en cascada.
Según explicaron Basile Audoly y Sebastien Neukirch en su estudio "Fragmentación de varillas por rotura en cascada: por qué los espaguetis no se parten por la mitad", estas fracturas se deben a la vibración. Su teoría concluyó que cuando se dobla un espagueti desde los dos extremos y de forma homogénea, en el centro se alcanza la máxima tensión, lo cual, lógicamente, provoca una fractura. Pero resulta que la rotura inicial activa un efecto rebote y una vibración capaz de partir el espagueti en otro punto en tan solo un instante.
Al doblar el espagueti llega un momento en que éste supera su límite de curvatura y se rompe en dos partes. Los extremos recién creados de ambos fragmentos liberan entonces toda la tensión acumulada y comienzan a vibrar. En cada uno de los fragmentos se originan unas ondas de flexión no lineales, tanto mayores cuanto mayor es el fragmento resultante, que viajan a lo largo del "medio-espagueti" hasta alcanzar el extremo sujetado, donde se reflejan. Cuando las ondas de ida y las de vuelta se encuentran, se solapan. En algunas zonas se anulan entre sí, pero en otras suman sus efectos hasta el extremo de que en determinados puntos el fideo supera de nuevo su límite de curvatura, originándose así un nuevo sitio de ruptura, en el que a su vez se reproduce el mismo comportamiento, aunque menos intenso debido a que los fragmentos son cada vez más pequeños y por tanto vibran menos.
El resultado: las fracturas se producen prácticamente de forma simultánea, debido a que las ondas de propagación actúan «demasiado despacio». Es lo que se denomina una fractura en cascada y algunos científicos han entendido cómo funcionan hace relativamente poco.
Los Ig Nobel y la Ciencia Divertida
Este hallazgo fue premiado en 2006 con el reconocimiento por excelencia de los descubrimientos aparentemente inútiles: los Ig Nobel. Este trabajo fue ganador del Premio Ig Nobel de Física de 2006. El artículo técnico, publicado en PRL, es Basile Audoly, Sébastien Neukirch, «Fragmentation of Rods by Cascading Cracks: Why Spaghetti Does Not Break in Half,» Phys. Rev. Lett. 95, 095505, August 2005.
La Solución del MIT: Torsión para una Fractura Perfecta
Pero el misterio del espagueti está lejos de haberse resuelto. Un estudio elaborado por científicos del prestigioso Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) acaba de publicar un artículo en la revista PNAS donde le dan otra vuelta de tuerca a este asunto.
En 2018, cuatro científicos del MIT (EEUU) le dieron una vuelta más al problema (literalmente). Descubrieron que si se retuerce el espagueti (mucho, por cierto) antes de flexionarlo se evita esa ruptura en cascada y quedan solo los dos trozos (como el lápiz).
Los investigadores han diseñado una máquina para partir cientos de espaguetis, y así han logrado conseguir dividirlos en dos aplicando presión desde los extremos. Han averiguado que al combinar la presión con la torsión del espagueti se puede lograr una rotura simétrica. Si su descubrimiento no va a ser premiado con los Ig Nobel, en teoría, es porque han averiguado que al combinar la presión con la torsión del espagueti se puede lograr una rotura simétrica.
Lo cierto es que la idea de esta investigación partió de dos jóvenes estudiantes, Ronald Heisser y Vishal Patil. Cientos de espaguetis partidos después, registraron el proceso de fragmentación con una cámara capaz de captar millones de fotogramas por segundo. Así observaron que torciendo el espagueti casi 360 grados y después uniendo los extremos muy despacio, el filamento se partía exactamente en dos.
Además, reprodujeron las pruebas con espaguetis de varios calibres, los «Barilla No. 5» y «Barilla No. 7». Así han averiguado que si el espagueti no se rompe en tres cuando está doblado, es porque la tensión que se libera con la primera fractura se disipa gracias a la tensión acumulada con la torsión.
«En conjunto, nuestros experimentos y resultados teóricos adelantan la comprensión de cómo la torsión afecta a una cascada de fracturas», ha dicho Jörn Dunkel, coautor del estudio e investigador en el departamento de matemáticas aplicadas del MIT.
Aplicaciones Prácticas del Descubrimiento
¿Y qué tiene esto de relevante? Los investigadores se han apresurado a asegurar que su avance será de gran ayuda en la ciencia de los materiales y las fibras. Creen que será útil en el estudio de materiales con forma alargada, como estructuras fibrilares, nanotubos y microtúbulos celulares. «Será interesante averiguar si una torsión similar puede ser usada para controlar la fractura de materiales bidimensionales y tridimensionales», ha dicho Jörn Dunkel.
La solución del MIT funciona, pero es difícilmente aplicable, por el momento, al día a día. Para conseguir retorcer la pasta más de 270 grados se han valido de una máquina creada expresamente para el experimento, por lo que no la encontrarás en las tiendas de artículos de cocina. Y aunque la encontraras, partir uno a uno todos los espaguetis necesarios para cocinar un plato de pasta no parece muy práctico. Eso no significa que el descubrimiento no sea práctico. Según explica la página de noticias del MIT, la investigación podría aplicarse también para el diseño y uso de estructuras multifibras, nanotubos o incluso estructuras celulares microscópicas.