La teoría del caos y los disparos con efecto de un balón de fútbol

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Mucha gente cree que el efecto Magnus explica el comportamiento errático del balón de fútbol en los disparos a puerta. Sin embargo, el efecto Magnus no explica por qué Jabulani, el balón oficial en la Copa Mundial de Fútbol de 2010, se movía a veces de forma impredecible, o por qué balones con diferentes costuras se comportan de forma diferente. Taketo Mizota (Instituto Técnico de Fukuoka, Japón) y sus colegas han usado un túnel de viento y una máquina de disparo de balones con rotación para descubrir que el efecto Magnus explica el comportamiento del balón sólo para flujo con número de Reynolds (Re) subcrítico, pero el comportamiento errático del balón aparece para Re supercrítico. En dicho caso, los vórtices que aparecen en la estela del balón interaccionan de forma no lineal entre sí, haciendo que el comportamiento del balón sea caótico e impredecible, para disfrute de algunos espectadores y desazón de los porteros. El efecto mariposa, que pequeños cambios producen grandes consecuencias, es en última instancia el responsable del comportamiento errático del esférico. El artículo técnico es Taketo Mizota et al., “The strange flight behaviour of slowly spinning soccer balls,” Scientific Reports 3: 1871, 22 May 2013. doi:

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Francis en ¡Eureka!: Las habilidades cognitivas de las estrellas del fútbol

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El audio de mi sección ¡Eureka! en el programa La Rosa de los Vientos, de Onda Cero, ya está disponible y lo puedes escuchar en este enlace. Como siempre, una transcripción más o menos libre del texto.

Los futbolistas de élite tienen habilidades físicas excepcionales, ¿tienen también habilidades cognitivas excepcionales? Los estudios neuroanatómicos del encéfalo de los jugadores profesionales de deportes de equipo (como el fútbol) han mostrado que ciertas zonas de la corteza del cerebro tienen mayor volumen de lo normal. Normalmente, estas áreas están relacionados con el entrenamiento físico, pero destaca una región concreta, el surco temporal superior (que se encuentra en la corteza del cerebro más o menos a la altura de la parte superior del lóbulo de la oreja). El surco temporal superior está relacionado con los movimientos que tienen significado social y que nos permiten realizar hipótesis acerca de las intenciones de otras personas. Por ejemplo, el movimiento de los ojos de una persona nos informa hacia adonde mira y qué es lo que quiere hacer o qué es lo piensa. El movimiento de la boca al hablar o los movimientos de las manos nos dan mucha información sobre lo que dice una persona. A los jugadores de fútbol el surco temporal superior les sirve para prever el movimiento de los demás jugadores del equipo y anticipar las jugadas que van a hacer. Por eso lo tienen muy desarrollado. En neuropsicología se le suele llamar cognición social.

¿Estas habilidades cognitivas permiten diferenciar entre, pongamos, futbolistas de primera y de tercera división? Lo sorprendente para muchos expertos es que no hay grandes diferencias neuroanatómicas entre deportistas profesionales de élite y los demás, eso sí, a igualdad en edad y años de entrenamiento. Sin embargo, un nuevo estudio publicado esta semana ha encontrado una diferencia entre las habilidades de aprendizaje rápido de tareas complejas e impredecibles en entornos visuales dinámicos. La doctora Jocelyn Faubert, del Laboratorio de Psicofísica y Percepción Visual de la Universidad de Montreal, en Canadá, ha sometido a un test de aprendizaje visual a 308 personas con una media de 24 años de edad: 102 deportistas de élite, 173 deportistas de ligas universitarias y 33 universitarios que no son deportistas. Entre los jugadores de élite había 51 jugadores de fútbol de la Primera División de la Liga británica, 21 jugadores de Hockey sobre hielo de la Liga canadiense, y 30 jugadores de rugby de la Liga francesa. Estudios previos indican que no hay diferencias en estos tests entre los deportistas de diferentes deportes de equipo. Luego los resultados obtenidos con 102 deportistas de élite son similares a los que se hubieran obtenido con 102 futbolistas de primera división.

El artículo técnico es Jocelyn Faubert, “Professional athletes have extraordinary skills for rapidly learning complex and neutral dynamic visual scenes,” Scientific Reports 3: 1154, 31 Jan 2013 

¿En qué ha consistido la prueba cognitiva que se ha realizado a los deportistas? A cada deportista se le han puesto unas gafas de realidad virtual que muestran ocho esferas del mismo color que se mueven en un volumen tridimensional. Al principio, cuatro de las ocho esferas cambian de color durante un momento y luego recuperan el color original. Durante ocho segundos, las ocho esferas se mueven en tres dimensiones con una trayectoria aleatoria y con varios cruces de trayectorias. Tras los ocho segundos, se paran las esferas y los deportistas tienen que identificar dónde están las cuatro esferas que cambiaron de color. Tras ello se les dice cual es la respuesta correcta como refuerzo de su aprendizaje de la tarea. Se repitió el experimento 15 veces con cada persona durante un mínimo de 5 días. Al repetir la tarea, todos los sujetos mejoraron su puntuación en el test gracias al aprendizaje. Sin embargo, los deportistas de élite realizaron la tarea mejor desde el primer momento y aprendieron más rápido conforme el experimento avanzaba. Los deportistas amateurs en el primer momento se comportaron como los no deportistas, pero luego aprendieron la tarea más rápido que ellos. Pero siempre mucho menos rápido que los deportistas de élite.

¿Son innatas estas habilidades o se adquieren con los años de entrenamiento? El estudio de la doctora Faubert no permite saber si los futbolistas de élite tienen esta habilidad de forma innata, o la adquieren con el entrenamiento. Tampoco se sabe si influye en que un deportista llegue a la élite gracias a adquirir esta habilidad o si la desarrolla más tarde. Para saber estas cosas habría que repetir esta prueba en estudios con jóvenes futuros futbolistas y realizar un seguimiento durante muchos años. Supongo que en los próximos años se harán otras pruebas similares que irán mejorando nuestro conocimiento sobre las habilidades cognitivas de las estrellas del balón y de otros deportes de equipo.

Lo dicho, si no lo has hecho ya, puedes escuchar el audio en este enlace.

La ciencia de la Champions League mientras uno ve el partido entre el Barcelona y el Manchester

No me gusta el fútbol, pero estoy delante del televisor viendo la final de la Champions League entre el Barcelona y el Manchester, así que tendré que procrastinar gracias a Google Scholar para no aburrirme.

Yo siempre se lo digo a mis alumnos cuando les veo con muletas o con una escayola, ¿qué, jugando al fútbol? Y la mayoría de las veces acierto. Porque el fútbol es un deporte de contacto muy peligroso, más aún para los jugadores profesionales. El riesgo de lesiones entre los jugadores de fútbol de la UEFA Champions League es mayor que entre los jugadores de los equipos nacionales que intervienen en competiciones internacionales. Así lo concluyeron los estudios de M. Waldén, M. Hägglund, J. Ekstrand, “UEFA Champions League study: a prospective study of injuries in professional football during the 2001–2002 season,” British Journal of Sports Medicine 39: 542-546, 2005; y J. Ekstrand, M. Hägglund, M. Waldén, “Injury incidence and injury patterns in professional football: the UEFA injury study,” British Journal of Sports Medicine 45: 553-558, 2011. El primero de estos estudios siguió las lesiones durante la temporada de 2001-2002 de 266 jugadores de 11 clubes de 5 países europeos, mucho de los cuales pertenecen a los equipos nacionales de sus propios países. Se registraron 658 lesiones, es decir, unas 9,4 ± 3,2 lesiones por cada 1000 horas de juego. El riesgo de lesiones por partido es mucho mayor para los equipos ingleses y holandeses (41,8 ± 3,3 lesiones por cada 1000 horas jugadas), que para los equipos franceses, italianos y españoles (24,0 ±  7,9). El 15% de las lesiones son graves (requieren una baja de al menos 4 semanas). El segundo de estos estudios amplió el estudio a las temporadas de 2001 a 2008. Para los 23 equipos estudiados se registraon 4.483 lesiones, es decir, unas 8,0 lesiones cada 1000 horas. El número de lesiones cada 1000 horas durante los partidos (27,5) es mucho mayor que durante los entrenamientos (4,1). No se observó ninguna tendencia en la serie temporal de lesiones que indica que la competición europea sea en 2008 más dura que en 2001. Menos mal. Aún así, espero que este partido entre Barcelona y Manchester sea “limpio” y el “juego duro” no acabe siendo lo que recuerden mañana la mayoría de los aficionados. El Barça ya ha marcado su primer gol y el Manchester ha empatado (no sin polémica).

¿Qué pasará en el partido? La matemática y la estadística no pueden ofrecer ninguna respuesta. “No debe olvidarse que uno de los ingredientes “básicos” del fútbol es la capacidad de que cualquier equipo puede vencer a cualquier otro equipo; por ello, la probabilidad de un resultado “sorpresa” es bastante alta y estas “sorpresas” difícilmente pueden ser recogidas por los modelos matemáticos.” Alfredo G. Hernández-Díaz, Ramón Sala Garrido, Rafael Caballero Fernández, “Estimación de parámetros del rating ELO para la liga de fútbol española 2009/2010,” XVIII Jornadas ASEPUMA, Santiago de Compostela 2010, Anales de ASEPUMA, 18: 507. Ha marcado el Barcelona un segundo tanto, mientras yo estaba leyendo cómo ha evolucionado su eficiencia defensiva y su eficiencia ofensiva en la liga española desde 2002/2003 hasta 2009/2010. Como es un artículo en español te dejo que lo disfrutes a tu ritmo: Lourdes Canós Darós, Maria Jose Canós Darós y R. Sala Garrido, “Productividad y Eficiencia en Liga Española de Fútbol. (2002/03-2009/10),” XVIII Jornadas ASEPUMA, Santiago de Compostela 2010, Anales de ASEPUMA, 18: 507. Nuevo gol del Barcelona, con un 3-1 es difícil que pierda. Me ha gustado el artículo de Dimitris Karlis & Ioannis Ntzoufras, “Robust fitting of football prediction models,” IMA Journal of Management Mathematics 22: 171-182, 2011 [copia gratis].

El FC Barcelona logra una nueva Champions. ¡Enhorabuena a todos los culés!

Ha acabado el partido mientras leía Kimio Kase et al., “Real Madrid CF – FC Barcelona: Análisis de las estrategias económica y deportiva el período 2000-2006,” IESE Business School, CSBM, Junio 2006. “En Europa, el fútbol es el deporte más popular y tanto el Real Madrid CF como el FC Barcelona son referentes en términos de aficionados, audiencias e ingresos. Ambas entidades deportivas se han matenido como “clubes” deportivos, cuando la mayoría de los clubes de fútbol en España han pasado a ser sociedades anónimas deportivas. En el período 2000-2003, el Real Madrid CF partía de una delicada situación económica que pudo resolver equilibrando el presupuesto y saneando la estructura del balance gracias a la venta de la ciudad deportiva; en el ámbito deportivo, alcanzó dos Campeonatos de Liga a nivel nacional, una Champions League y una Copa Intercontinental. En el mismo período, el FC Barcelona incurrió en un desfase presupuestario importante que agravó la difícil situación económica del club; en el ámbito deportivo no consiguió éxito alguno. En el período 2003-2006, el Real Madrid CF mantuvo una situación económica saneada, logrando ser “el club (de fútbol) más rico del mundo;” sin embargo, no logró alcanzar ningún éxito deportivo. Por el contrario, el FC Barcelona ha mejorado su equilibrio presupuestario anual, aunque no la complicada situación de su balance; en cambio, ha obtenido relevantes éxitos deportivos: dos Campeonatos de Liga y una UEFA Champions League.” Recuerda, el artículo está escrito en 2006. Las conclusiones, al final, te dejo que las leas tú. A mí no me han convencido.

La biomecánica del disparo de un balón de fútbol

Ahora con el mundial en pleno curso, el fútbol está de moda y aunque este blog no suele dedicar entradas al deporte rey, sin que sirva de precedente os recomiendo un artículo de biomecánica que resume todo lo que se sabe sobre el disparo de un balón de fútbol que se acaba de publicar: A. Lees, T. Asai, T. B. Andersen, H. Nunome, T. Sterzing, “The biomechanics of kicking in soccer: A review,” Journal of Sports Sciences 28: 805-817, 8 June 2010. Aunque sólo de interés para los aficionados a estos temas que tengan acceso universitario a dicha revista (no he encontrado el preprint gratis).

Dónde se ha publicado que el balón “Jabulani no va derecho porque es perfectamente redondo”

El artículo “Para la ciencia, el ‘Jabulani’ no va derecho porque es perfectamente redondo,” AFP, 30 junio 2010, en su copia aquí ha llegado a portada en Menéame. Afirma que dos científicos japoneses han estudiado el balón Jabulani y han determinado que sus problemas se deben a que es demasiado esférico. Yo, como muchos de vosotros, me pregunto, ¿cuál es el artículo científico en el que han publicado sus resultados? ¿Han dado una rueda de prensa? La ciencia es ciencia si es reproducible y está publicada para poder serlo. Los artículos en prensa no indican la fuente. ¿Alguien conoce la fuente? La Mula Francis no puede resistir la tentación de buscar en Google a ver si aparece por algún lado la fuente. No la he encontrado, ¿alguien puede ayudar? Lo que sí he encontrado es un artículo publicado el mes pasado de estos investigadores sobre la aerodinámica de un balón de fútbol, en concreto, Sungchan Honga, Chulsoo Chung, Masao Nakayama, Takeshi Asai, “Unsteady Aerodynamic Force on a Knuckleball in Soccer,” Procedia Engineering 2: 2455–2460, June 2010. En dicho artículo comparan la aerodinámica de un balón de fútbol (knuckleball, en concreto el balón oficial de la Copa del Mundo en 2006) y de un balón esférico (no especifican que sea Jabulani). Supongo que dicho artículo será el que ha generado la noticia en prensa, pero quien sabe. La página web de los japoneses no dice nada concreto. ¿Alguien sabe algo más?

PS: Gracias a Nacho, uno de nuestros lectores, hemos localizado un estudio japonés de la aerodinámica de Jabulani. El artículo de Siobhan Wagner, “World Cup ball designers respond to critics,” The Engineer, 15 June 2010, incluye un apéndice escrito por Kazuya Seo sobre la aerodinámica del balón de fútbol, que incluye pruebas en túnel de viento de Jabulani y el coeficiente de resistencia aerodinámica de Jabulani comparado con del balón usado en los jugos olímpicos de Pekín (llamado Geist). Adjunto figura resumen. Muchas gracias, Nacho. Como podéis ver en la figura, la aerodinámica de Jabulani es más próxima a la de una esfera que la de un balón de fútbol, lo que es comprensible porque es un balón mucho más (o casi) esférico. En la página web de Kazuya Seo, colaborador de Asai y Nakayama, aparece un enlace al artículo de Devin Powell, “Stability Of New World Cup Ball Tested,” Inside Science News, Jun 8, 2010, que también trata sobre este tema. Finalmente, como curiosidad, os comento que Seo presentó su tesis doctoral recientemente sobre la aerodinámica del balón de Rugby, bajo la dirección de Asai (artículo principal).

Cómo influye la altura respecto al nivel del mar en la trayectoria de un balón de fútbol

Los estadios de fútbol en el Copa Mundial 2010 en las ciudades de Pretoria y Johannesburgo se encuentran a 1200 y 1700 metros, respectivamente, sobre el nivel del mar. El estadio de Durbán se encuentra pocos metros sobre el nivel del mar.  ¿Influye la altura sobre el comportamiento del balón de fútbol? El ingeniero biomecánico austríaco S. Hörzer y sus colegas han publicado un estudio que demuestra que la altitud influye en los parámetros de vuelo del balón de fútbol, tanto en su velocidad (lineal) y velocidad de rotación, como en los parámetros asociados al efecto Magnus (clave en los disparos a puerta con efecto). Un disparo libre directo que entrara a puerta en Durban, sería poste en Nespruit y saldría fuera en Polokwane y Johannesburgo (España-Paraguay se jugará el 3 de julio en esta ciudad). Su estudio se basa en simulaciones por ordenador y han tenido en cuenta la variación de la densidad del aire con la altura (casi un 30% de variación entre los estadios más extremos), que influye en la mayoría de los parámetros aerodinámicos del vuelo del esférico. La figura de abajo muestra cómo cambian la velocidad, coeficiente de espín (Sp), resistencia aerodinámica (Cd) y coeficiente de la fuerza de Magnus (Cm) en función de la ciudad (su nivel respecto al mar) para un disparo a puerta a una distancia entre 0 y 20 metros. Los interesados en detalles técnicos pueden consultar S. Hörzer, C. Fuchs, R. Gastinger, A. Sabo, L. Mehnen, J. Martinek, M. Reichel, “Simulation of spinning soccer ball trajectories influenced by altitude,” Procedia Engineering 2: 2461–2466, June 2010.

Jabulani, la ciencia, la polémica, la aerodinámica y un nuevo balón por pelotas

Kaká, el robot y los Dres. Harland y Passmore de la Universidad de Loughborough, G.B.

Rojas tendrán las orejas los ingenieros de la Universidad de Loughborough, Reino Unido, que han diseñado el balón Jabulani, oficial en la Copa Mundial de la FIFA en Sudáfrica. Todo el mundo habla mal de ellos. Son los ingenieros más odiados del mundo. No sólo lo odian los italianos y los franceses, también los brasileños, los españoles, … Los porteros son los peor parados, pero “darle efecto” es imposible para los delanteros, excepto para los alemanes que la probaron en algunos partidos de la última Bundesliga. Un balón vivo, un balón terrible, un balón imprevisible, al que los jugadores no podrán acostumbrase en unos pocos partidos. La FIFA reconoce problemas con el balón Jabulani. Ya era hora. ¿Por qué está dando problemas un balón científicamente tan perfecto? Porque los jugadores no están acostumbrados, tienen que reaprender a jugar con el nuevo balón. En el fútbol profesional algunos disparos son imposibles y requieren un “toque mágico” que el más mínimo cambio en la aerodinámica del balón impide. Además, un balón tan esférico se le resbala de las manos a los porteros. Una pena, ya que los únicos que salen perdiendo de todos estos temas son los científicos y los ingenieros, que vuelven a estar por los suelos en todas las conversaciones de café, en España y en el resto del mundo. Ya nos lo contó James Dacey, “Players attack aerodynamics of the World Cup ball,” PhysicsWorld.com, Jun 9, 2010. Porque ciertos disparos violan las leyes de la física, en el vacío, ya que requieren condiciones meteorológicas adecuadas, como también nos contó James Dacey, “Brazilian wundergoal revisited,” PhysicsWorld.com,Jun 8, 2010. La física del fútbol no tiene todas las respuestas, como nos contaron Takeshi Asal, Takao Akatsuka y Steve Haake, “The physics of football,” PhysicsWorld.com,Jun 1, 1998. Pero la física nos ayuda a entender las pésimas decisiones de las autoridades, que meten la pata excusándose en ingenieros y científicos, porque tratan de favorecer a ciertas empresas que utilizan prácticas poco ortodoxas.

Proceso de fabricación del nuevo balón (el vídeo tarda en descargar, así que tranquilidad).

Un balón perfecto, un 5% más rápido, más fiable, más predecible, diseñado gracias a los disparos de un robot automático en un túnel de viento. Un balón diseñado para reducir la resistencia aerodinámica en vuelo gracias a un menor número de costuras que permite minimizar la estela de remolinos turbulentos que cualquier ligerísima imperfección en el balón introduce. Obviamente, hay costuras, pero han sido diseñadas al milímetro. Tanto el ancho de la ranura, su profundidad y su forma han sido estudiadas para lograr el mejor disparo posible. La más alta tecnología puesta en juego para un deporte de masas.

Pero el nuevo balón no ha sido bien recibido por los jugadores, que afirman que para ellos, pobres humanos, Jabulani es menos predecible que los balones convencionales. Los jugadores tienen que reaprender su juego, descubrir todas las oportunidades que les ofrece el nuevo balón, pero hacerlo durante un mundial es una puñalada trapera de la FIFA. Los jugadores y especialmente los porteros  y los delanteros son muy sensibles a cualquier cambio en la tecnología del balón. Si el balón hubiera sido introducido hace dos años en todas las ligas profesionales, ahora los mejores jugadores del mundo jugarían con el mejor balón del mundo como todos los aficionados se merecen. Este mundial promete sorpresas. Quien sabe, quizás España gane y Brasil no llegue a semifinales. La culpa la tendrá el balón. La culpa, como siempre, la tendrán los ingenieros y los científicos que lo han diseñado. No le pongas un nuevo traje al emperador… o se mofarán de él.

La mecánica y la aerodinámica de un disparo de falta ha sido

Las grandes figuras de fútbol son capaces de lanzar a puerta, a balón parado, con barrera incluida, logrando una curvatura de la trayectoria del esférico que esquiva la barrera y engaña al portero. La física del disparo es elemental, gracias al efecto Magnus. Sin embargo, la ejecución precisa del disparo requiere una maestría al alcance sólo de los jugadores de élite. Hay disparos irrepetibles y dichos disparos son una buena excusa, como cualquier otra, para estudiar la física del disparo, el efecto de la resistencia aerodinámica, el número de Reynolds y la fuerza de Magnus (debida a la rotación del balón). La física ha sido discutida muchas veces, pero durante este Mundial todos los profesores de física deberían aprovechar que el artículo de Gren Ireson (por ende de la Universidad de Loughborough), “Beckham as physicist?,” Physics Education 36: 10-13, 2001, es de acceso gratuito para todos. Sólo será gratis durante este Mundial. Al finalizar, la editorial IOP dejará de ofrecerlo gratis.

“To coincide with the 2010 World Cup, IOP Publishing has created a collection of football related articles. These papers are from a variety of IOP Publishing hosted journals and are free to read throughout the World Cup.” Listado de artículos gratis en IOP.

Entre los artículos ofrecidos gratuitamente destaca otro de la Universidad creadora de Jabulani, que presenta una técnica de reconocimiento de imágenes para la reconstrucción de la trayectoria y orientación (“rotación”) de un balón en vuelo a partir de cámaras de vídeo. El método utiliza algoritmos genéticos. Lo más difícil, obviamente, es determinar la orientación exacta del balón. Para ello los investigadores han coloreado cada hexágono y pentágono del balón de tal forma que visto el balón desde cualquier ángulo posible el patrón de colores observado sea siempre diferente y característico de dicha orientación. Es un método realmente ingenioso. Un artículo curioso que nos muestra el gran número de sutilezas técnicas que requiere el análisis de algo aparentemente tan simple como un vídeo de la trayectoria de un esférico tras ser disparado. Os recomiendo la lectura del artículo de Paul Neilson, Roy Jones, David Kerr y Chris Sumpter, “An image recognition system for the measurement of soccer ball spin characteristics,” Meas. Sci. Technol. 15: 2239-2247, 2004 [aprovechad que es gratis durante el mundial].

¡Ah! Por cierto, como es obvio muchos de los artículos que ahora están gratis en la web de IOP también los podéis encontrar gratis en las páginas de los propios autores.

Más artículos de fútbol en este blog (haberlos, haylos):

– “VII Carnaval de Física: La trayectoria de un balón de fútbol y sus parámetros aerodinámicos medidos experimentalmente,” 24 Mayo 2010 (los artículos de John Eric Goff en IOP están entre los ofrecidos gratis durante el Mundial).

– “España golea a Rusia (o qué poco me gusta el fútbol, será porque soy EspañoL, con L mayúscula),” 27 Junio 2008 (matemáticas y fútbol).

– “En el fútbol, ¿gana siempre el mejor equipo? (o Bundesliga, matemáticas y series temporales),” 7 Marzo 2008.

PS (1 julio 2010): “Para la ciencia, el ‘Jabulani’ no va derecho porque es perfectamente redondo,” Generacion.com, 30 junio 2010 [visto en Menéame].

Para quien no quiera ver el partido España-Chile y quiera disfrutar un buen rato leyendo sobre fútbol…

Uno de los artículos más descargados últimamente en PLoS ONE tiene como primer autor a un español (Jordi Duch, de la Universitat Rovira i Virgili) y versa sobre el fútbol, ahora muy de moda con el mundial en pleno curso. Daniel Civantos nos lo resume muy bien en “Identificando a los verdaderos buenos jugadores con análisis de redes sociales,” Cookingideas, 17.06.2010. Obviamente mucha otra gente también se ha hecho eco de dicho artículo, con más o menos éxito, como Eduardo Angulo, “Mundial,” La biología estupenda, 22 Jun 2010, y no sólo en español, “The science of soccer stats,” Cosmic Log, 16 Jun 2010. En la página web del autor principal, Amaral, aparece comentado el artículo (“Footballer Rating: Using science to identify true football/soccer stars,” junio 16, 2010) y se mencionan algunos de los muchísimos medios que se han hecho eco de dicho artículo (Jonathan Fahey, “How to find the world’s best soccer players,” Forbes; Rachel Cohen, “Study tries to evaluate performances of players,” AP; etc.).

¿Cuál es el artículo técnico? Obviamente ya lo sabrás (o lo habrás leído): Jordi Duch, Joshua S. Waitzman, Luís A. Nunes Amaral, “Quantifying the Performance of Individual Players in a Team Activity,” PLoS ONE, June 16, 2010. El artículo se centra en la copa de Europa de 2008, pero los autores han aplicado su algoritmo, la duda ofende, al mundial de fútbol de Sudáfrica. Ambos resultados los tenéis en una página web FootBaller-Rating.com que promete estar activa para futuros campeonatos (y supongo que en el intríngulis mejorarán el algoritmo).

No quisiera dejar de mencionar que PLoS ONE (Public Library of Science One) es una revista de Pay Per Publish. Cuesta 1350 dólares publicar un artículo en PLoS ONE. No es caro, pero tampoco es barato. Lo bueno es que este año ya tiene índice de impacto, 4’351, en el primer cuartil de la categoría de Biología. Ciertamente es una revista bastante citada (sus autocitas sólo representan el 8% del total, con lo que sin autocitas su índice de impacto bajaría a 4’0). Sin embargo, esta revista es todo un coladero. El 70% de los manuscritos enviados son aceptados para publicación. Un congreso internacional con esta tasa de artículos aceptados se considera un timo (un negocio). Normalmente, los congresos internacionales de calidad tienen tasas de aceptación inferiores al 40% y las revistas internacionales más prestigiosas por debajo del 20%. Sin lugar a dudas PLoS ONE es todo un buen negocio. ¿Pero no lo son todas las revistas internacionales? Lo más caro, investigar y escribir los artículos, les sale gratis. Más información sobre este asunto en, como no, Philip Davis, “PLoS ONE: Is a High Impact Factor a Blessing or a Curse?,”  The Scholarly Kitchen, Jun 21, 2010. También en Hank Campbell, “Open Access And Good Citations: The PLoS Factor,” Science 2.0, Scientific Blogging, June 22nd 2010.

[Por los gritos de la gente, España 2 – Chile 0].

La ciencia es un negocio, las publicaciones científicas son un negocio y la medidas de la calidad de las revistas son otro gran negocio. Recientemente en Nature dedicaron un artículo a las métricas bibliométricas, su importancia y los problemas asociados a su abuso: Alison Abbott, David Cyranoski, Nicola Jones, Brendan Maher, Quirin Schiermeier, Richard Van Noorden, “Metrics: Do metrics matter?,” News Feature, Nature 465: 860-862, 16 June 2010 [el acceso al artículo es gratuito]. En España se dice que “hecha la ley, hecha la trampa.” Cualquier tipo de medida de la calidad científica, que no sea la lectura detallada de los artículos más relevantes del investigador y una entrevista con él para chequear que realmente es el autor de dichas publicaciones, está sujeta a la “ingeniería del curriculum vitae.” Un ejemplo típico es el número de publicaciones. En España para acreditarse a profesor funcionario hay un número de publicaciones fijado a nivel nacional que garantiza la máxima puntuación por publicaciones en el apartado correspondiente; más publicaciones no aportan más puntos, en dicho apartado. Muchos investigadores, en lugar de concentrarse en publicar artículos de calidad, dedican sus esfuerzos a maximizar su número de publicaciones. Publicar, republicar y rerrepublicar lo mismo una y otra vez, en revistas diferentes y con envíos relativamente simultáneos en el tiempo para que ningún revisor se de cuenta y no los eche para atrás. Hoy en día, desgraciadamente, muy habitual. O grupos de investigadores que firman todos los artículos de todos, maximizando el número de publicaciones, aunque en muchas de ellas ni se hayan leído el título del artículo. Y no exagero, muchas universidades españolas tienen sistemas informáticos que imprimen el CV en formato oficial a partir de las publicaciones de uno incluidas en una base de datos. Así que le imprimen a uno el CV sin que uno tenga que preocuparse de incluir los artículos que uno mismo ha firmado (si los ha introducido otro coautor). Hay muchos investigadores a quienes les lees un título de uno de sus artículos y son incapaces de saber si es suyo o no (y no digamos ya lo que se supone que ellos han contribuido a dicho artículo).

Una encuesta realizada por Nature a 150 investigadores sobre qué les parecen las métricas bibliométricas nos ofrece pocas sorpresas, pero hay que recordar que lo conocido, por conocido, no debe de ser callado. Alrededor del 70% de los científicos creen (saben) que las métricas se utilizan en la toma de decisiones para contratar a nuevos investigadores y para promocionar a los investigadores. Más del 63% de los investigadores no está satisfecho con cómo se usan las métricas en su universidad. Un gran descontento… [dice mi mujer que Chile ha marcado, luego España 2 – Chile 1, y que tenemos que cenar…].

PS: tras cenar y con gin tonic con pepino (en lugar de limón) en la mano me he enterado que no hubo más goles y que al final ambos clasificados para la siguiente ronda, España contra Portugal y Chile contra Brasil. Cosas del mundial. Amaral estará contento, los 4 primeros en su clasificación, Brasil, Argentina, España y Alemania, han pasado de ronda (acabo de comprobarlo, para no equivocarme). Suerte a todos…

PS (26 jun. 2010): al segundo y último gin tonic, además del pepino, le añadí unas gotas de Angostura…

La “ola” de la sociofísica (o cuando la física se aplica a las ciencias sociales)

 

Los físicos, sobre todos los teóricos, están cada días más “asqueados” de la física teórica de partículas y campos, donde sólo los diestros en matemáticas abstractas logran publicar “matemáticas” (que no física). Cierto es que a los físicos experimentales y sobre todo los aplicados no les falta trabajo (en gran parte compitiendo con los ingenieros). Pero también es cierto que trabajos que antes sólo ocupaban los físicos, ahora también los ocupan los matemáticos. Pero, al grano, lo que quería decir es que ahora muchos físicos se están acercando a temas transversales, como biología (biología física, biología de sistemas, biología sintética, bioinformática, etc.) o ciencias sociales. La sociofísica es el tema de esta entrada. Artículos tan “curiosos” como un análisis de ola (mejicana le llaman) en los campos de fútbol, ¡publicado en Nature! Para los interesados en este fenómeno recomiendo el artículo original de Illes Farkas, Dirk Helbing, Tamas Vicsek, “Crowd behaves as excitable media during Mexican wave,” ArXiv preprint, pubilcado en Nature 419, p. 131, 2002, y el análisis sobre cómo se inicia el fenómeno espontáneamente en Illes J. Farkas, Tamas Vicsek, “Initiating a Mexican wave: An instantaneous collective decision with both short and long range interactions,” ArXiv preprint, publicado en Physica A 369, 830-840, 2006.

Uno de los padres de la sociofísica es Serge Galam, quien ha publicado una biografía técnica personal en “Sociophysics: A review of Galam models,” ArXiv preprint, 2008. En él revisa todos los modelos sociofísicos que ha desarrollado en los últimos 25 años (desde cuando los físicos se dedicaban a otras “cosas”, hasta ahora, que muchos le siguen cual “patitos a su pata”). Galam se ha especializado en sistemas de voto, toma de decisiones, análisis del terrorismo (ahora tan de moda desde el 11S) y dinámica de la transmisión de opiniones. Los análisis utilizando técnicas propias de los físicos muestran muchos comportamientos contra la intuición, las “paradojas” que llaman la atención tanto a propios (científicos sociales) como extraños (otros físicos que se apuntan al carro). Galam presume en su artículo de haber predicho “muchas” cosas, como la victoria de la extrema derecha en Francia en el año 2000 o el victoria del “no” francés a la Constitución Europea. Se pregunta Galam ¿es la sociofísica una “ciencia de verdad”? Y el mismo se responde, ¿alguien lo duda?

A los interesados en estos temas les recomiendo el artículo sobre sociodinámica de Wolfgang Weidlich, “Physics and social science-the approach of synergetics,” Physics Reports, 204(1):1-163, 1991, y “Thirty years of sociodynamics.: An integrated strategy of modelling in the social sciences: applications to migration and urban evolution,” Chaos, Solitons & Fractals, 24(1):45-56, 2005. Weidlich revisa las ideas básicas sobre modelado en ciencias sociales basado en variables de estado, transiciones probabilísticas entre estados, y las ecuaciones de evolución que las rigen. Fenómenos migratorios, crecimiento de ciudades y modelos de opinión política son algunos de los temas estudiados.

Agujeros negros y fútbol, física teórica y deporte rey, ¿qué tienen que ver? (nada, que me he confundido, …, lo siento, … “fuzzball” y “football”, … como soy español)

Una “fuzzball” es una bola de “hilos” para recoger pelusas. Pero también es una propuesta para entender la información cuántica en los agujeros negros. El artículo de Kostas Skenderis and Marika Taylor, “The fuzzball proposal for black holes,” ArXiv preprint, 3 Apr 2008 , es muy interesante.

Bekenstein primero, y más tarde Hawking, asociaron a todo agujero negro el concepto de entropía (concepto termodinámico asociado a contar el número de estados “cuánticos” posibles de un sistema clásico macroscópico). En agujeros negros, la entropía es proporcional al área delimitada por el horizonte de sucesos (y no al volumen contenido en su interior como requeriría el principio de correspondencia si tuvieran origen cuántico). ¿Qué pueden ser los estados “cuánticos” posibles de un agujero negro? Según Penrose y Hawking los agujeros negros “no tienen pelo”: un agujero negro está caracterizado por su masa, momento cinético (rotación) y posibles cargas “topológicas” (normalmente son neutros) como su carga eléctrica (electrodinámica), carga de color (cromodinámica), etc. El agujero negro no tiene estructura interna desde un punto de vista clásico pero tampoco podemos recurrir a la gravedad cuántica, todavía no conocemos la teoría correcta (en teoría de cuerdas hay varias explicaciones posibles a la entropía del agujero negro, pero no hablaremos de ellas aqúi).

La idea de las fuzzybolas (fuzzballs) es simple. Para un un agujero negro de entropía S, se asume que existen exp(S) soluciones no singulares sin horizonte de sucesos asintóticamente similares a un agujero negro (lejos del horizonte), pero que difieren de éste en las cercanías del horizonte. El agujero negro con su horizonte de sucesos es el resultado de promediar todas estas soluciones sin horizonte. En este sentido clásico, dichas soluciones corresponden a los microestados del agujero negro.

Pero hablando de física y fútbol, este año que ha ganado la liga el Real Madrid, he de indicar de que hay gran número de fuentes en la web sobre este interesante tema, por ejemplo, sobre los efectos del balón cuando es impulsado con una cierta rotación permitiendo la actuación de la fuerza de Magnus y que el balón desvié su trayectoria dejando boquiabierto al público y los contrarios colocados en la barrera. Lo más importante es recordar que en inglés nos referimos la soccer (physics). Con un balón casi en la cara. A mí me gusta el libro “The Science of Soccer” (yo tengo una copia “alegal”) pero para los más puristas: algunos documentos gratuitos.