El efecto Magnus y otros efectos "extraños" en el fútbol: la física lo explica

La famosa patada de Pirlo, denominada "la maldita" debido a la imprevisibilidad de la trayectoria descrita por el balón, no es más que el resultado de las conocidas leyes de la fluidodinámica, bien aprovechadas por el futbolista para desorientar a sus adversarios.

La maldita de Pirlo
La "maldita" de Pirlo explicada por las leyes de la física

El ahora exfutbolista, pero actual entrenador Pirlo, ha tenido el mérito de introducir en el fútbol una nueva forma de golpear el balón desde una posición estática, llamada “la maldita”, ya que es una verdadera maldición para los oponentes.

"La maldita" es básicamente una patada realizada de tal manera que la trayectoria del balón se vuelve impredecible, desorientando al adversario.

Cuando el balón es pateado hacia el arco desde una posición estática y también es golpeado con el pie de tal manera que se le imprime un giro, según el principio de Bernoulli, el balón, en lugar de viajar en línea recta, describe una línea curva, una especie de parábola.

La pelota describe una trayectoria curva porque, y solo porque, fue golpeada de tal manera que la hizo girar. La trayectoria curva es consecuencia de la rotación de la pelota, y este efecto se denomina efecto Magnus.

¡Pirlo, en cambio, aprovechó las propiedades fluidodinámicas de una pelota que no gira!

¿Por qué es maldita la pegada "Maldita" de Pirlo?

La figura que aparece a continuación nos ayuda a describir el fenómeno físico que actúa sobre la pelota y que se desencadena por su rotación sobre sí misma.

Cuando gira sobre sí mismo, el balón arrastra el aire con el que está en contacto en su misma dirección de rotación. Esto significa que el balón estará rodeado por un flujo de aire que gira en la misma dirección que él.

El balón, además de girar sobre sí mismo, se desplaza hacia la meta, por lo que se encuentra con una corriente de aire en dirección opuesta (exactamente igual que un coche en movimiento se encuentra con una corriente de aire resistente, ya que se mueve en dirección opuesta).

esquema
El esquema muestra cómo un balón en rotación está sujeto a una fuerza transversal (flecha negra hacia arriba) que curva su trayectoria. La causa es una diferencia de presión del aire entre los lados opuestos del balón que se origina por la composición de las velocidades del aire.

Sin embargo, como se muestra en la figura, en un lado del balón el flujo de aire tiene una dirección opuesta al flujo de aire que gira con el balón, mientras que en el lado opuesto el flujo de aire tiene la misma dirección. De ello se deduce que en un lado hay un flujo con mayor velocidad y en el otro con menor velocidad.

Según el principio de Bernoulli, cuando un cuerpo en movimiento (el balón) experimenta una diferencia de velocidad del flujo a través del cual se mueve (el aire), está sujeto a una diferencia de presión: el lado en el que el flujo tiene menor velocidad tiene mayor presión que el lado en el que el flujo tiene mayor velocidad. Como resultado de esta diferencia de presión, el balón está sujeto a una fuerza, llamada fuerza de Magnus, perpendicular a su trayectoria, que le hace describir una trayectoria curva en lugar de rectilínea.

Lo que le ocurre a la pelota es lo mismo que le ocurre a las alas de los aviones. Estas tienen una forma tal que el aire que atraviesan durante el vuelo tiene una velocidad menor en la parte inferior y mayor en la parte superior del ala. De ello se deduce que, debido a esta diferencia, el ala está sometida a una fuerza (la sustentación) de abajo hacia arriba que es precisamente la que mantiene al avión suspendido en el aire.

Así pues, gracias a Bernoulli, el futbolista consigue lanzar un tiro con trayectoria curva. Pero "la maldita" de Pirlo es maldita precisamente porque, al lanzar el balón con muy poca rotación, su trayectoria se vuelve casi impredecible.

¿Qué pasa cuando el balón no gira?

En ausencia de rotación, el balón se desplaza por el aire en un régimen entre laminar y turbulento. En el primer caso, se trata de un movimiento en el que las capas individuales se mueven entre sí de forma paralela sin mezclarse; en el segundo caso, se trata de un movimiento caótico con remolinos y fluctuaciones aleatorias.

efecto Magnus
Esquema de la curvatura de la trayectoria de un balón giratorio debido al efecto Magnus.

En estas condiciones, el balón sufre un efecto conocido como efecto Knuckleball (literalmente, "puño americano"), por el cual, en algunos casos, el balón acorta repentinamente su trayectoria, en otros se desplaza lateralmente y, en otros, cambia varias veces de dirección para luego caer de forma impredecible al suelo tan pronto como disminuye la velocidad: la "maldición" para arqueros y futbolistas.

Pirlo tenía la capacidad de golpear el balón casi en el centro, de modo que no le imprimía rotación, sino solo una velocidad de traslación de unos 70-80 km/h, para que viajara en un régimen límite entre laminar y turbulento.

La ausencia del efecto Magnus hacía que la trayectoria del balón fuera impredecible, desorientando a los jugadores rivales y al arquero.