Sobre la mesa hay una película de goma fina. Alguien la toma por el centro y tira lentamente hacia arriba. La película no se limita a elevarse: se abomba formando un domo, y luego por el borde del domo corren arrugas, como los pliegues de una falda. Si se sigue levantando, las arrugas se agrupan en pliegues grandes que cruzan toda la película. Y si se empieza a bajar, los pliegues no desaparecen, sino que se pliegan en nuevas formas. Este experimento sencillo se describe en un nuevo trabajo, y explica por qué ocurre.
Todo es una lucha entre tres fuerzas: la elasticidad de la película, que quiere permanecer plana; la gravedad, que tira hacia abajo; y la fricción con la mesa, que impide que los bordes se deslicen. Cuando la fricción es pequeña, la forma la determinan solo la elasticidad y la gravedad. Entonces, el número de arrugas es siempre el mismo para una película de un grosor dado, y la altura a la que aparecen las arrugas crece en proporción directa al grosor. Es como con una manta: cuanto más gruesa es, más alto hay que levantarla por el centro para que se formen pliegues.
Pero si se añade fricción, el panorama cambia. La fricción mantiene los bordes en su sitio, y la película tiene que buscar otra manera de soportar la carga. En el trabajo se introduce un nuevo parámetro adimensional que compara la fuerza de fricción con las fuerzas elásticas y gravitatorias. Este parámetro muestra cómo la fricción modifica la forma: dónde aparecen las arrugas, cuántas hay y cómo se convierten en pliegues.
La utilidad práctica está en controlar la forma. Variando la fricción de la superficie o el grosor de la película, se puede predeterminar cómo se va a plegar. Estos pliegues controlables son útiles en robótica blanda, electrónica flexible e incluso en embalajes, donde es importante que el material se doble a lo largo de líneas de plegado. El experimento de levantar el centro es la forma más sencilla de ver y calcular este proceso.
Así que la próxima vez que estires del centro de un mantel sobre la mesa, recuerda: estás poniendo en marcha toda la física de las arrugas y los pliegues.
Si se levanta el centro de una película muy fina sin fricción, el número de arrugas permanece constante sin importar cuánto se levante; solo cambian su altura y su forma.