Cuando rasgas la cinta de embalaje, estás creando explosiones sónicas supersónicas.

Cuando rasgas la cinta de embalaje, estás creando explosiones sónicas supersónicas.

Hoy estamos hablando de una pequeña cosa que todo el mundo ha experimentado: abrir paquetes, o más precisamente, el momento en que abres la cinta de embalaje transparente.

Es simplemente cinta adhesiva transparente y barata que se vende en las papelerías y la mayoría de la gente piensa que no hay nada que valga la pena explorar al respecto. Sin embargo, detrás de este simple movimiento se esconde un enigma físico que ha desconcertado a los físicos durante décadas. Un artículo recién publicado finalmente resuelve el misterio y la conclusión es tan sorprendente que no la creerás a primera vista.

Muchos de nosotros detectamos pistas accidentalmente cuando éramos niños. Si prestas mucha atención a la textura en aquel entonces, notarás que aparecen grietas horizontales al rasgar la cinta, y estas grietas están estrechamente relacionadas con el ruido agudo y distintivo que hace la cinta. Incluso hay un truco que puedes usar: tira de la cinta con suavidad y firmeza y se separará suavemente con muchas menos grietas horizontales y un sonido mucho menos áspero. Cuando éramos niños, sólo observábamos el fenómeno sin entender la ciencia, sin saber nunca que la mecánica supersónica estaba en juego.

Al rasgar la cinta se produce un sonido estridente, estremecedor y chirriante de dientes; cuanto más rápido tiras, más agudo es el ruido, audible incluso entre dos escritorios.

La mayoría de la gente supone que el ruido fuerte surge de la fricción: las dos capas de la cinta adhesiva se frotan y vibran entre sí, agitando el aire para crear sonido, como un arco de violín deslizándose sobre las cuerdas.

Esta lógica parece razonable a primera vista, pero tiene un defecto crítico. El ruido cambia drásticamente según la velocidad de extracción, el ángulo y la marca de la cinta. La simple vibración por fricción no puede explicar variaciones tan amplias.

Los físicos han estudiado este enigma durante décadas y han descubierto una pista vital: la cinta no se separa suavemente. La interfaz de unión alterna entre pegarse fuerte y deslizarse abruptamente, moviéndose en movimientos bruscos como una cremallera atascada. Este ciclo alterno de adhesión y deslizamiento se conoce como movimiento de adherencia/deslizamiento.

El movimiento de adherencia/deslizamiento es un fenómeno de fricción común que existe en todas partes de la vida diaria y de la naturaleza:

Terremotos: las capas de roca en las fallas se unen. El estrés se acumula hasta que se alcanza un umbral crítico, lo que provoca un deslizamiento repentino.

Paradas rápidas de baloncesto: el ruido chirriante que se produce cuando las suelas de las zapatillas de deporte rozan las canchas de madera.

Puertas de madera envejecidas: la fricción de las bisagras crea crujidos fuertes al abrir la puerta.

Escribir en pizarras: la tiza se desliza entrecortadamente y emite un sonido estridente e incómodo.

Stick-slip en sí no es nada raro. Sin embargo, el movimiento de palo/deslizamiento durante el despegado de la cinta ocurre mucho más rápido de lo que los científicos supusieron. Los equipos de observación más antiguos carecían de precisión y velocidad de fotogramas suficientes para registrar el proceso completo, lo que dejó la investigación estancada durante décadas.

En 2025, un equipo de investigación adoptó una nueva tecnología de observación e ideas experimentales innovadoras y, por primera vez, visualizó completamente el mecanismo real detrás del fuerte ruido que se produce al romper la cinta.

La configuración del experimento fue sencilla: los investigadores pegaron cinta de embalaje transparente normal a una placa de vidrio. Mientras pelaban la cinta, varios dispositivos registraron simultáneamente todo el proceso de separación:

Una cámara de alta velocidad montada debajo del vidrio capturó la forma de desprendimiento de las capas adhesivas y la velocidad de propagación de las grietas en tiempo real a través de la placa;

Sistema de imágenes Schlieren: el aire es invisible a simple vista, pero la luz se desvía ligeramente al atravesar aire de diferentes densidades. Este dispositivo óptico magnifica y registra dicha desviación de la luz, haciendo visibles las ondas de compresión y las ondas de choque formadas en el aire;

Los micrófonos de alta precisión grabaron audio de forma sincrónica, haciendo coincidir con precisión cada pulso de sonido con la correspondiente fractura del material capturada por la cámara.

El experimento grabó imágenes a una velocidad de fotogramas ultraalta de 2 millones de fotogramas por segundo. A modo de comparación, las películas estándar se ejecutan a sólo 24 fps y los vídeos comunes en cámara lenta alcanzan un máximo de 240 fps. Dos millones de fotogramas significan que cada pequeño movimiento en un segundo se divide en dos millones de fotogramas individuales.

Al alinear con precisión las señales de audio con las imágenes visuales, los investigadores finalmente identificaron la fuente genuina del ruido estridente de la cinta.

Cuando tiras de la cinta hacia arriba, se forma una grieta horizontal justo detrás del límite entre las secciones peladas y sin pelar. Perpendicular a la longitud de la cinta, la grieta corre a través de la cinta de un borde al otro.

La grieta se propaga más rápido que la velocidad del sonido en el aire, lo que la califica como fractura supersónica; En el momento en que la grieta supersónica alcanza el borde de la cinta, se descarga energía masiva en el aire y forma una onda de choque en forma de arco que se extiende hacia afuera. Comparte la forma exacta de las ondas de choque explosivas, sólo que en una escala minúscula;

Esta onda de choque es esencialmente un pequeño estallido sónico, que sigue el mismo principio físico que el estallido sónico creado cuando los aviones de combate rompen la barrera del sonido;

El ciclo se repite continuamente: después de una grieta horizontal y un estallido sónico, se forma una nueva grieta transversal supersónica más arriba, liberando ondas de choque sin parar hasta que dejas de rasgar la cinta.

El continuo y estridente sonido de "desgarro" que escuchamos no es un solo ruido de vibración. En cambio, innumerables pequeñas ondas de choque golpean el tímpano una tras otra. Las ondas de choque se producen a una frecuencia tan alta que el oído humano no puede distinguir los pulsos individuales y se mezclan formando un ruido penetrante y persistente.

El público en general tiene la opinión tradicional de que la fricción sobre la cinta genera vibraciones que agitan el aire y crean ruido. Sin embargo, el mecanismo físico real cuenta una historia diferente: el desgarro de la cinta desencadena una fractura supersónica del material. Se libera instantáneamente una energía masiva en los bordes de las grietas, comprimiendo el aire circundante y produciendo ese ruido estridente y áspero a través de ondas de choque. Aunque las dos explicaciones difieren en un solo verbo, su lógica física subyacente es muy distinta.

La parte más cautivadora de esta investigación es más que sus hallazgos experimentales contrarios a la intuición: revela una verdad profunda: innumerables rutinas triviales en la vida diaria ocultan misterios físicos que aún no se han desvelado por completo. Un simple rollo de cinta adhesiva que cuesta sólo un dólar estadounidense, el acto casual de romperlo, las grietas horizontales visibles y el ruido penetrante fluctuante se relacionan con un intrincado sistema de física de choque, que incluye fracturas supersónicas y explosiones sónicas en miniatura. En los momentos más comunes de la vida cotidiana se encuentra el romance más puro de la ciencia.