El hula hoop es una actividad que ha ganado popularidad en las últimas décadas, pero su estudio desde un enfoque científico ha sido sorprendentemente escaso. Recientemente, un equipo de matemáticos de la Universidad de Nueva York ha realizado un trabajo pionero que desentraña la física y la matemática detrás de esta práctica, aportando insights que podrían tener aplicaciones en la ingeniería y la robótica.
Un enfoque científico al hula hooping
El estudio, publicado en las Proceedings of the National Academy of Sciences, investiga cómo ciertos movimientos y formas corporales pueden influir en la capacidad de mantener un hula hoop en equilibrio contra la gravedad. Leif Ristroph, profesor asociado en el Courant Institute of Mathematical Sciences de NYU y autor principal del estudio, explica que el objetivo era analizar los requisitos físicos y las restricciones que intervienen en esta actividad.
Para abordar estas cuestiones, los investigadores llevaron a cabo experimentos en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de NYU, donde replicaron el movimiento del hula hoop en miniatura. Utilizaron cuerpos robóticos impresos en 3D de distintas formas, como cilindros, conos y figuras de reloj de arena, representando variaciones de la forma humana a una décima parte de su tamaño real. Estos cuerpos fueron impulsados por un motor que simulaba los movimientos de la hula hooping, y se lanzaron aros de aproximadamente 15 centímetros de diámetro mientras se grababan los movimientos con cámaras de alta velocidad.
Los resultados del estudio revelaron que la forma específica de la gyración o la sección transversal del cuerpo no influía en la capacidad de girar el aro. Sin embargo, mantener el aro elevado durante un tiempo prolongado resultó ser más complicado, requiriendo una forma corporal particular: una superficie inclinada en las «caderas» que proporcionara el ángulo adecuado para elevar el aro, junto con una forma curvilínea en la «cintura» que ayudara a sostenerlo en su lugar.
Ristroph señala que «las personas tienen diferentes tipos de cuerpo; algunos poseen estas características de inclinación y curvatura en las caderas y la cintura, mientras que otros no». Este hallazgo podría explicar por qué algunas personas parecen tener una habilidad natural para el hula hooping, mientras que otras necesitan esforzarse más para lograrlo.
Implicaciones más allá del entretenimiento
El equipo de investigación también llevó a cabo modelizaciones matemáticas de estas dinámicas para derivar fórmulas que explican los resultados, cálculos que podrían ser aplicables en otros campos. Ristroph expresó su sorpresa al descubrir que una actividad tan popular y saludable como el hula hooping no había sido estudiada desde un nivel básico de física. A medida que avanzaban en la investigación, se dieron cuenta de que los principios matemáticos y físicos involucrados son muy sutiles, y el conocimiento adquirido podría inspirar innovaciones en ingeniería, aprovechamiento de energía a partir de vibraciones y mejoras en los posicionadores y manipuladores robóticos utilizados en la industria.
Este trabajo ha sido respaldado por una subvención de la National Science Foundation, y ha contado con la colaboración de Olivia Pomerenk, estudiante de doctorado en NYU, y Xintong Zhu, estudiante de grado en la misma universidad durante el desarrollo del estudio. A través de este tipo de investigaciones, se pone de manifiesto cómo el estudio riguroso y académico puede contribuir a entender mejor no solo un pasatiempo, sino también su potencial para transformar sectores industriales y tecnológicos.
