La ciencia explica cómo Simone Biles hace lo que hace

Si el universo es una simulación, como sugiere Nick Bostrom, ¿qué manera tenemos de asegurarnos de que es así? Tal vez observando a Simone Biles, cuyo paso por Tokio ha provocado que se reabran más debates sobre la salud mental que sobre sus inigualables habilidades deportivas. Si hemos sido creados por una inteligencia superior, ver a la medallista estadounidense surcando los aires nos hace plantearnos o bien que hay un error en Matrix o que fue creada para que nuestros misteriosos observadores se deleitasen.

Sin embargo, no hay nada metafísico en las aparentemente imposibles acrobacias de la atleta. Lo que sí hay es un manejo intuitivo de las leyes de la física, mezclado con unas cualidades físicas irrepetibles. Cuando Biles da vueltas en el aire de tal manera que ni el ojo humano es capaz de descifrar lo que pasa, pensamos que es imposible que un ser humano haga algo así. Pero simplemente, Biles tiene a la física de su lado, como mostraron Ciáran McInerney y John Kelley, de la universidad de Sheffield Hallam, en un estudio.

La sinfonía

Como en una obra musical, cada parte de la ejecución cuenta. Una necesidad de perfeccionismo que provoca que los errores iniciales se multipliquen y que un pequeño desvío termine convirtiéndose en un error imperdonable. Se abre el telón.

La carrera

“Después de la carrera, Simone da una voltereta lateral para colocarse de espaldas y luego una voltereta hacia atrás para convertir la energía lineal en energía rotacional”, explican los autores. Biles ha llegado a alcanzar una velocidad punta de 24 kilómetros por hora en su carrera, como en la ejecución del Yurchenko doble mortal carpado.

En ese primer compás, Simone necesita captar toda la energía que pueda, pues es de la que dispondrá durante el vuelo. Y es mucha. Como ha explicado el beisbolista y físico John Eric Goff, “al correr más rápido y saltar más rápido que la mayoría de gimnastas, tiene una ventaja clara. Puede crear más energía con su carrera, y al saltar tan alto, le da más tiempo a hacer más cosas en el aire que al resto”. Su fuerza compensa su baja estatura.

El impulso

Tercera ley de Newton: “Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro cuerpo, este ejerce una fuerza igual en magnitud y opuesta en dirección al primer cuerpo”.

Cuando Biles da su último paso, es la fuerza del suelo la que le dispara. El piso amortiguado es esencial para que la fuerza que devuelve a Biles se reparta a lo largo del tiempo. Sería imposible hacer lo mismo en cemento.

Ley de Hooke: “El alargamiento unitario que experimenta un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el mismo”. En otras palabras, en el breve espacio de tiempo en que Biles da su último paso, hay un momento en el que la energía que traslada al suelo es menor que la que el suelo almacena. Es entonces cuando el suelo “dispara” a la atleta.

La voltereta

Principio de conservación del momento cinético: “Si el momento de las fuerzas exteriores es cero, el momento cinético total se conserva, es decir, permanece constante”.

Las cosas que se mueven seguirán moviéndose y las que no, permanecerán quietas. Pero Biles está moviéndose a partir del (gran) impulso que ha obtenido en su carrera. Es el momento en el que realiza su doble salto mortal a una velocidad de vértigo. Su objetivo, reducir el momento de inercia, al revés que lo que consigue una bailarina cuando abre sus brazos.

¿Cómo lo hace? Por una parte, señalan los autores, se arquea, atendiendo al principio de que “los objetos largos son más difíciles de girar que los cortos”. Pero el gesto clave es más imperceptible: Biles recoge los brazos después del primer cuarto de voltereta, de igual manera que los patinadores hacen lo propio en sus giros.

Puede hacer la prueba en su casa: siéntese en una silla giratoria y tome impulso. Si abre los brazos, irá más lento que si los mantiene plegados.

El giro final

Biles ha ensayado diversas variaciones de su salto. En ocasiones, ha concluido con un cuarto de giro para aterrizar de cara. En otras, dos. O tres. El trabajo de los físicos fue publicado en 2016, así que analizaba su participación en Río de Janeiro, en la que daba un cuarto de giro al final de su segunda voltereta. Un movimiento que parece “salir de la nada”.

El principio en el que se basa: “El impulso se conserva en todos los ejes, lo que significa que puede tomar el impulso de su eje de voltereta y transferirlo al del giro”. ¿Cómo lo hace? Con un movimiento asimétrico del brazo. Cuando Simone comienza su segunda voltereta, es habitual verla dirigiendo el brazo hacia su ombligo, lo que provoca un pequeño giro, “suficiente para lo que necesita”.

Biles puede llegar a girar a 150 revoluciones por minuto. Un tercio de la velocidad rotacional de las aspas de un helicóptero.

El aterrizaje

Llega el momento de tocar el suelo. ¿Cuál es la fuerza con la que la gimnasta llega al suelo? Fuerza N: −1,290.58 N.

O, en otras palabras, “tres veces su peso corporal, la fuerza del mordisco de un cocodrilo americano”. Que no te pille debajo.

¿Cómo se puntúa?

En las primeras pruebas en las que participó en Tokio, Biles recibió penalizaciones de 0,3 puntos en suelo y en trampolín al salirse del tapiz. La puntuación en gimnasia se establece a partir de un valor de dificultad inicial, que suma todos los movimientos de un gimnasta durante una rutina. Cuanto mayor es la dificultad, mayor puede ser potencialmente la puntuación final. Respecto a esta dificultad se mide la dificultad de ejecución, con un detalle de hasta tres decimales.

La clave se encuentra en cómo se fijan esas dificultades. La queja de Biles y su entorno durante los últimos meses es que no se valoran todo lo alto que deberían. Cuando ejecutó el Yurchenko doble mortal carpado, la puntuación final otorgada por las jueces fue de un 6,6. Ninguna otra mujer había realizado ese ejercicio, pero la puntuación era muy semejante a la de otras pruebas de potro. La razón es disuasoria, para evitar que otras atletas no capacitadas pongan en riesgo su vida. De ahí que Biles afirmase que, si no se iba a valorar, prefería no volver a intentarlo.

El Biles I, el doble mortal con medio giro que hemos analizado y que la gimnasta realizó por primera vez en Amberes en 2013, tiene una dificultad de 0,7 puntos. El Biles II, una de sus creaciones más complejas, tiene una dificultad de 1, la máxima que se puede otorgar.

* Las ilustraciones se han realizado a partir de fotografías del New York Times