Historias de la Ciencia

¿Nunca os habéis preguntado por qué el bumerán vuelve a manos de su lanzador?

Pues bien, es gracias a la conservación del momento cinético entre otras cosas. Sin querer llegar a detalles excesivamente técnicos, te sugiero que cojas una rueda de bicicleta sujetándola con tus manos por el eje y la pongas a rodar. Mientras rueda sobre su eje intenta girarla tirando una mano hacia atrás y otra adelante. O sea, intenta mover el eje de giro en un plano horizontal. ¡Se inclina!. No sólo eso. De hecho, si estuvieras sentado en un banco en el que pudieras girar libremente, te pondrías a dar vueltas. Puedes comprobarlo en el museo de la ciencia (experiencia muy recomendable). Pero si sólo tienes la rueda de la bicicleta, intenta girar sobre tus pies sin mover las manos … ¡también se inclina!.

Es exactamente lo que le sucede a una peonza. ¿Recuerdas cuando de pequeño las lanzabas? No sólo giran sobre su eje, sino que nunca caen y su eje de giro cambia continuamente de orientación describiendo una circunferencia. A esto se le llama precesión.

Por tanto, necesitamos un rápido giro alrededor de un eje y un par de fuerzas que intenten mover este eje para lograr una precesión. En el caso de la rueda de la bicicleta el par de fuerzas lo ejercían tus brazos y en el caso de la peonza el peso (aplicado en su centro de gravedad) y la reacción del suelo. Os lo muestro en un gráfico:

En este caso, el giro es alrededor del eje rojo. El par de fuerzas intenta tirar la peonza al suelo, pero no puede debido al giro principal, y lo que se consigue es la precesión. Ya tenemos, por tanto, un cambio de orientación continua en el espacio.

Si el bumerán fuera perfectamente simétrico y especular en todos sus aspectos no volvería sino que se iría en la dirección que lo lanzáramos sin parar de girar, pero en línea recta.

El hombre primitivo ya se dio cuenta de algún detalle de estos e hizo el bumerán con un brazo más largo que el otro. Así, al tener distinto peso en cada lado generaba el par de fuerzas. Hoy día somos es un poco más sofisticados y se utiliza la aerodinámica. Resulta que los perfiles del mismo que van cortando el aire tienen realmente un perfil de ala, igual que las alas de los aviones.

El perfil del canto exterior es mayor que el del canto interior, así que un brazo hace más fuerza que otro y ya tenemos el par de fuerzas provocado por el aire. Con ello ya podemos hacer la primera afirmación de diseño: hay bumeranes para diestros y para zurdos. Dependiendo con la mano que se lance, los perfiles de ala estarán en una situación u otra ¿a que nunca se te hubiera ocurrido?. La verdad es que al final si quieres saber las características del vuelo con mayor exactitud, verás que depende de factores como la densidad del aire, coeficiente de elevación, sección transversal del brazo, etc. Pero dejemos esos para los técnicos. Con el par de fuerzas tenemos la precesión y con el rozamiento del aire, el cambio en la dirección.

El bumerán de madera más antiguo encontrado en Australia está datado en 10.000 años con la prueba del Carbono. Pero el más antiguo fue encontrado en la actual Polonia, hecho con un colmillo de mamut y está datado en 23.000 años. Parece que fue un invento de varias civilizaciones en paralelo, ya que se encontraron hasta en la tumba de Tutankamon con las puntas de oro.

El récord mundial de distancia lo posee el francés Michel Dufayard en 1992 en un certamen en Shrewsbury, Inglaterra. El vuelo fue de 149,12 metros pero lo más asombroso es el récord no oficial de tiempo que hizo John Gorski en 1993 cuando su bumerán cogió una corriente ascendente de aire sobre el río Potomac y estuvo volando 17 minutos y 6 segundos. Aunque impresionante no está registrado como tal porque fue un lanzamiento de práctica.

Si no eres experto lanzándolo y quieres aprender por ti mismo he de decirte que existe un gran problema y es que cuando el bumerán vuelve girando sobre sí mismo es como una cuchilla afilada que cortará todo lo que se encuentre por delante. Además, es muy difícil verlo desde el punto de vista del lanzador. Se han dado casos de lanzadores corriendo delante de un enemigo casi invisible.

Y todo gracias a la precesión. Por cierto, ¿sabías que la Tierra además de rotación y traslación también tiene precesión y nutación? Eso lo dejaremos para otra historia.

Fuentes:
«Cómo mojar una galleta», Len Fisher
http://sepiensa.org.mx/contenidos/boomerang/boomerang1.htm
http://www.astromia.com/glosario/precesion.htm
http://www.baggressive.com/ld_old/plans/plans.php