El corredor Usain Bolt, de Jamaica, es el ser humano más rápido del mundo y en su actuación en los Juegos Olímpicos de Pekín batió su propio récord. Pero en el último tramo de la carrera de 100 metros, disminuyó su ritmo de velocidad y empezó a festejar de manera anticipada. Un grupo de físicos noruegos se encargó de calcular el tiempo que hubiera logrado si corría hasta la meta final, en lo que constituye un divertido cálculo de la física.

(27/11/2008 – Agencia CyTA-Instituto Leloir. Por Alejandro Manrique) – Los Juegos Olímpicos de Pekín 2008, con su majestuosa organización y presentación, ocuparon la escena durante buena parte del año. En el Estadio Nacional de Pekín, conocido como “Nido de los pájaros”, el corredor Usain Bolt se convirtió en el ser humano más veloz del planeta. Aunque nadie sabe con seguridad cuán rápido es.

El atleta jamaiquino de 21 años quebró su propio récord de 9,72 segundos, en 100 metros llanos, al establecer una marca de 9,69 segundos para esa distancia. Pero a sólo 20 metros de la llegada, volteó su cabeza y observó a su alrededor, se percató que tenía gran ventaja sobre sus adversarios y comenzó a festejar antes de cruzar la meta final. Luego de lo sucedido, muchos se preguntaron cuál habría sido el tiempo de Bolt si hubiese mantenido el ritmo.

Entre los curiosos e interesados por conocer esa magnitud se encuentra un equipo de físicos de la Universidad de Oslo, Noruega, encabezado por Hans Kristian Eriksen, que predijo el récord mundial hipotético de Bolt tomando como base los valores de su velocidad y aceleración. Al extrapolar la velocidad de Bolt antes de celebrar, los físicos estimaron que la nueva marca mundial podría haber sido de 9,55 segundos, con un margen de error de cuatro décimas de segundo.

Esta estimación concuerda con la del entrenador de Bolt, Glen Mills, quien en una conferencia de prensa sugirió que el tiempo podría haber sido de 9,52 segundos o menos, explicó Eriksen. Precisamente, la evaluación del entrenador fue la que motivó que los físicos noruegos –que comparten un interés general en los deportes– examinaran videos y establecieran algunas suposiciones razonables sobre la aceleración del veloz atleta, para hacer posible el cálculo de la hipotética velocidad que hubiese alcanzado. El trabajo fue enviado a la revista American Journal of Physics.

Física divertida, con muchas incertidumbres

Para efectuar los cálculos, los científicos noruegos analizaron diferentes videos de la carrera e imprimieron cuadros de la pantalla a diferentes intervalos de tiempo. Luego tomaron un número medio de los pasos o trancos que los corredores hicieron a lo largo de la pista de 100 metros, asumiendo una distancia constante entre ellos. La cámara móvil sobre un riel a lo largo de la pista de carrera les sirvió como una regla, dado que los científicos no podían contar los pasos en forma pareja para determinar la distancia y posición de cada uno de los corredores.

Para cada cuadro leyeron las posiciones de Bolt y Richard Thomson, quien era el inmediato competidor que resultó segundo, y registraron los tiempos que aparecían en el reloj de la pantalla. A cada medida de distancia le asignaron un grado de incertidumbre dependiendo de los trancos estimados en cada cuadro.

Sobre la base de los registros de las posiciones y tiempos de Bolt y Thompson, los investigadores determinaron una aproximación de las posiciones en función del tiempo, al igual que sus respectivas velocidades y aceleraciones.

Los físicos hicieron dos estimaciones basadas en diferentes suposiciones. La primera, más conservadora, asumió que Bolt podría haber mantenido durante el final de la carrera la aceleración de Thompson. En ese caso, su tiempo habría sido de 9,61 segundos, con un error de más o menos cuatro décimas de segundo. La segunda estimación asumió que el jamaiquino podría haber mantenido hasta la meta una aceleración de 0,5 m/s2 mayor que la de Thompson, y su tiempo habría sido de 9,55 más o menos cuatro décimas de segundo.

“Un poco por diversión, pensamos que podríamos haber enviado el estudio a una revista de astrofísica, como un juego dentro de la comunidad”, dijo Eriksen. “Sin embargo, cuando empezamos a escribir nos percatamos repentinamente de que esto podría ser interesante y útil a más gente que la audiencia original destinada, entonces encaramos un estudio serio y preparamos un trabajo real. En particular, pensamos que sería un interesante ejemplo de física simple con propósitos educativos y entonces lo presentamos a la revista American Journal of Physics”.

Tal como Eriksen enfatizó, este estudio es “física recreativa” y sus conclusiones no deberían ser consideradas muy seriamente. Los físicos explicaron que sus estimaciones del tiempo potencial de Bolt tienen un margen de error, pero las incertidumbres debido a las suposiciones de la aceleración de Bolt son también significativas.

Por ejemplo, los físicos tuvieron que calibrar medidas de los pasos que no pudieron registrar en el riel, desconocían la precisión del reloj de la pantalla, y la diferencia entre los relojes de la pantalla y los del estadio. Otra posible duda es la posibilidad que Bolt haya estado cansado sobre el final de la carrera, algo que no pareció probable dada su expresión facial al cruzar la meta.

Otro factor fue la velocidad del viento, aunque el día de la competencia esa magnitud fue insignificante sobre la pista. Los científicos hicieron notar que condiciones favorables, como una velocidad del viento de 2 metros por segundo, podrían hacer bajar el tiempo en una décima de segundo. Teniendo en cuenta estos resultados, sugirieron que Bolt sería capaz de establecer un nuevo récord de menos de 9,50 segundos en el futuro.

Sobre este aspecto, Eriksen se ocupó de aclarar que este estudio no es muy útil para predecir el nuevo récord. “Teniendo en cuenta tanto las incertidumbres debidas a las suposiciones y los errores de medición, un intervalo de confianza apropiado estaría entre 9,51 y 9,65 segundos. No obstante, el punto principal es que se trata de un ejemplo divertido de la física simple que resulta interesante para difundir entre la gente, no es para definir un nuevo récord mundial. Creemos que los métodos que usamos son apropiados, y con mejores datos podríamos haberlo hecho mucho mejor”, expresó.