Cuando dejamos caer un plato al suelo, el resultado parece completamente impredecible: fragmentos de todos los tamaños dispersos sin aparente coherencia. Sin embargo, una investigación publicada en Physical Review Letters demostró que esta aparente anarquía responde a principios matemáticos precisos.
El físico Emmanuel Villermaux lideró un trabajo que plantea una idea revolucionaria: los objetos se fragmentan siguiendo el camino de mayor desorden posible, pero siempre dentro de límites físicos concretos. Esta teoría no solo se aplica a materiales sólidos como el vidrio o la cerámica, sino también a líquidos, burbujas e incluso herramientas prehistóricas de piedra.
El concepto clave es la máxima aleatoriedad: cuando múltiples variables microscópicas imposibles de controlar entran en juego, el sistema tiende hacia el estado más probable estadísticamente.
La forma importa más que el material
Uno de los hallazgos más sorprendentes del estudio es que la distribución de fragmentos no depende tanto del tipo de material como de la geometría del objeto original. Un espagueti seco, una lámina de cerámica o una gota de agua generan patrones de fragmentación similares si comparten la misma forma básica.
En todos los casos, la proporción entre fragmentos grandes y pequeños seguía la misma regla estadística universal. Incluso las herramientas de piedra fabricadas por chimpancés o humanos prehistóricos mostraban coherencia con esta ley.
La energía del impacto determina el tamaño mínimo de los fragmentos, ya que crear nuevas superficies requiere un gasto energético. Por eso, aunque los fragmentos más pequeños son siempre más abundantes, existe un límite físico que impide su reducción infinita.
Del azúcar roto a las revoluciones industriales
Para validar su teoría, el investigador diseñó un experimento aparentemente simple: dejar caer pesos sobre terrones de azúcar y estudiar los resultados. A mayor altura de caída, más numerosos y diminutos eran los fragmentos, pero todos seguían la misma distribución estadística, solo desplazada hacia tamaños menores.
Las implicaciones prácticas de este descubrimiento son amplias y sorprendentes. En la minería, comprender la fragmentación puede optimizar la trituración de minerales y reducir el consumo energético. En oceanografía, permite calcular la generación de burbujas bajo las olas, lo cual afecta el intercambio de gases entre el mar y la atmósfera.
El estudio también tiene aplicaciones en el análisis de microplásticos: predecir cómo se descomponen los residuos plásticos ayuda a estimar cuántas partículas pequeñas se generan, información crucial para evaluar su impacto ambiental.
En arqueología, analizar la fragmentación de herramientas antiguas puede revelar si su rotura fue accidental o intencional, abriendo ventanas al pasado humano.
