rombicula

La opinión de un físico sobre la participación de Costa Rica en el Mundial

Contacte al Autor: Rashid Herrera Mora

A puro esfuerzo y “esfuerzo del bueno”, la Selección Nacional de Costa Rica llegó muy alto y logró ganar a los que en otrora fueron mejores; sin embargo, hoy en día, el fútbol y los deportes tienen un componente, una herramienta oculta que nosotros apenas incipientemente usamos: la utilización de la física y de la estadística aplicada.

Cuando estudiaba en la universidad, recuerdo a mi profesor Papilli, explicándonos la importancia de prestar atención a detalles como el tamaño de los huesos, el desarrollo muscular, el ángulo de golpe, el tipo de cancha y la fricción producida por la bola y los zapatos de los jugadores, entre otras cosas. De esas nociones de la física es posible retomar algunos elementos para ser aplicados en el fútbol.

La dinámica de la pelota

Ciertamente el juego de fútbol es ciencia, física aplicada a la mecánica y dinámica del juego, detalles que sumados pueden dar en un mayor rendimiento y menor desgaste de los jugadores, con mejores resultados.

Una pelota en movimiento puede describirse por dos tipos de movimiento:

Cuando se mueve sobre el césped, es un movimiento rectilíneo acelerado.
Cuándo vuela por los aires, es un movimiento parabólico.

Cuando se mueve sobre el césped

En el caso del movimiento sobre el césped, uno de los factores que más pueden afectar es la fricción con este. El valor de la fricción disminuye si es césped sintético. Esto depende de varios factores, uno muy importante es la longitud del césped, cuanto más alto esté, es mayor la fricción, pero otro es la humedad, pues cuanto más húmedo esté el césped, es mayor la fricción. 

Un jugador en el campo debe tomar en cuenta dichos factores, porque así se desgastará menos. Con simplemente levantar levemente la pelota de modo que toque al mínimo el césped, el efecto de su patada permitirá a la bola llegar más largo que si la pelota va arrastrándose sobre el césped todo el viaje.

Cuando vuela por los aires

Cuando una pelota vuela, por la fuerza de gravedad que la atrae de regreso, el movimiento de la misma es parabólico y, contrario a lo que algunos piensan, dura lo mismo subiendo que bajando, sube a la misma velocidad que baja y la parábola formada es perfecta, no es más cerrada al subir y abierta al bajar.

Pero, la pelota al ir subiendo puede experimentar una pequeña desviación de la trayectoria recta que originalmente llevaba, esta pequeña desviación es lo que se conoce como el “chanfle” y es la responsable de los mejores goles. Por ejemplo, el excelente gol de Roberto Carlos que muestra una clara desviación hacia la izquierda de su trayectoria y lo pueden ver en este link: https://www.youtube.com/watch?v=-jMu3wwnj48

Esta desviación de la trayectoria solo se logra cuando se golpea la pelota a la derecha o izquierda del centro de la pelota, y de tal modo que la pelota vuele girando en su eje.

La pelota de este 2014, llamada “Brazuca”, aparentemente es un rediseño que mejora la aerodinámica respecto a las anteriores; tiene seis paneles de poliuretano, un peso de 437 gramos y 69 centímetros de diámetro (1),  un costo de $160 (2) y fueron hechas en Paquistán (3).

Algunos de esos detalles son importantes desde el punto de vista físico de la dinámica del movimiento de la pelota, especialmente cuando se mueve por los aires.

La cantidad de paneles, la forma de cada uno y las costuras o peques de cada panel son de especial interés al evaluar la aerodinámica de la bola. Pero, nada es mejor que probarlo directamente y lograr que sean los mismos futbolistas los que aprendan a usar la pelota y aprovechar los detalles aerodinámicos de ella para su beneficio y de esta manera lograr el efecto deseado cuando se golpea la bola, especialmente en los penales o tiros a marco.

En el 2010, la pelota llamada “Jabulani” tenía una masa de 440 gramos y una circunferencia de 60 cm, muy similar a los datos de la pelota de este año, pues FIFA tiene estándares definidos donde las pelotas deben estar en una masa entre 420 g y 445 g (4). Este hecho es relevante, ya que tal definición de parte de la FIFA resulta en una estandarización de los resultados en las prácticas, de modo que los jugadores en cualquier país pueden hacer prácticas con bolas similares obteniendo resultados similares, la diferencia mayor está en los materiales usados, pues de eso depende la fricción con el viento y el césped.

La pelota, al viajar por los aires, tiene que vencer el viento y tanto el alcance vertical como horizontal de esta es, en parte, afectado por la fricción con el viento. Pero, respecto al tema del “chanfle” o desviación, los materiales usados en cada nueva generación de pelotas procuran eliminar bastante el efecto del “chanfle” al ofrecer superficies más lisas y con menor fricción; aun así siempre existirá.

Al moverse por el aire, si la pelota está girando, se muestra el llamado “efecto Bernoulli” (5), que aparece por las pequeñas diferencias de presión ocasionadas por las costuras o pegas de la bola; de ahí la importancia de que la pelota no sea completamente lisa.

Dado que la pelota viaja girando sobre su eje, las velocidades del fluido en ambos lados opuestos del balón son diferentes, esto origina una diferencia local en la presión que produce una pequeña fuerza que arrastra el esférico en la dirección del giro.

Si la pelota es golpeada con mucha fuerza, de modo que su velocidad de fuga sea superior a los 100 km/h, el resultado es que la fuerza de Bernoulli y el efecto Magnus (de empuje lateral) disminuyen; de modo que, cuanto más fuerte sea golpeada una bola, es menos probable que agarre chanfle, este es un factor interesante, porque, entonces, significa que cuando la pelota es golpeada, tiene poco chanfle, pero en la medida que va volando y, de ese modo, va perdiendo velocidad, es que el chanfle aumenta y con ello la desviación. Esta es una de las razones por las cuales ese tipo de tiros son los más difíciles de atajar, pues el portero puede predecir con exactitud la trayectoria de acuerdo con sus observaciones, pero como la bola va disminuyendo la velocidad y encorvándose en el sentido del giro, el portero debe estar atento a la desviación de la pelota, y si no lo está, puede esperarse un golazo.

Según algunos cálculos, puede haber una desviación de hasta 4,6 metros (5 yd.) en un tiro libre a unos 23 m del marco.

El portero debe estar atento a la posición del golpe de la pelota, pensar en qué sentido va girando en el aire y así esperar una desviación de la trayectoria, así se evitarán los goles con chanfle.

Otro aspecto que afecta a la pelota al moverse por los aires es la fuerza de roce o de arrastre. Cuando el balón se mueve por los aires se espera que “corte” el aire de forma simétrica, pero tal cosa no ocurre en la naturaleza, porque en cualquier momento una corriente de aire puede arrastrar la pelota y cambiar su dirección. Esto es lo que ocurre cuando un goleador hace un tiro muy fuerte que repentinamente cambia de dirección y evade al arquero, que termina en un gol.

El problema del efecto de arrastre es que es muy difícil de predecir, tanto por el cuándo sucede como por el valor o magnitud como sucede. Ciertamente, depende más de los vientos o de las bolsas de aire que haya en el lugar que de otra cosa. Por eso, un tiro con este efecto es bastante difícil de predecir.

Si este es el caso con los tiros libres, se podría justificar, en cierta forma, cuando algún buen tirador la “vuela”, tirando la bola muy por arriba, a la derecha o izquierda de la cancha. Y la posible justificación es que quizás intentó aplicarle algún efecto a la pelota que la desviara, el problema es que dichos efectos son muy impredecibles.

Las estadísticas

Hace unos días, aun sabiendo el resultado, me senté con tres alumnos a hacer la dinámica de tirar una moneda cien veces; yo elegí corona, mi alumna escudo y otro alumno llevaba el dato de quién ganaba. En un momento iba perdiendo yo 45 a 60, pero luego se empató y, posteriormente, cerramos en 48 a 52. ¡Nada mal! La estadística había triunfado, pues se esperaba un 50 y 50. Ese es un ejemplo simplificado al máximo de estadística simple.

En el ejemplo anterior, así como en el fútbol y todo lo demás, la estadística siempre se cumple. No era viable estadísticamente que Costa Rica ganara y llegara hasta los cuartos de final –dirían algunos–, pero cuando se analizan científicamente los resultados individuales de cada jugador, se empieza a ver que la suma total de los resultados estadísticos de rendimiento de cada jugador daba ventaja sobre los equipos a los cuales les ganamos. Es una sumatoria individual de los resultados de cada jugador de cada equipo el que hizo la diferencia (en esta ocasión contábamos con un equipo cuyos jugadores individuales eran mejores que los oponentes, y aunque no éramos reconocidos como equipo, las estadísticas estaban de nuestro lado).

En los resultados de Costa Rica en los octavos no importó el nombre o la reputación, pues no se estaba jugando más que contra simples jugadores.

Es más, en las situaciones donde se van a penales, generalmente es el mejor equipo el que pierde y esto por el gran peso emocional que es llegar a penales, siendo superiores y el enorme esfuerzo en contención que hizo el equipo, por eso, hubiera sido una excelente jugada del entrenador Jorge Luis Pinto el haber cambiado al portero (ya cansado, y a los penalistas igual de cansados). Este factor los holandeses lo sabían; por eso, el mismo portero clavó la última estaca en cada tirador cuando logró contacto verbal y visual amedrentando a nuestros jugadores ya presionados y cansados.

Cortana de Microsoft

Es tal el peso de la ciencia matemática en estos asuntos, que Bing (de Microsoft) desarrolló un algoritmo matemático, llamado Cortana, que recopila información de muchas fuentes para responder preguntas de cualquier cosa (muchos de nosotros hemos jugado haciendo preguntas a Siri de teléfonos Apple o el Vlingo o Sherpa de Android con preguntas tales como “¿hola, cómo estás?”), y para este último mundial la gente ha jugado con él preguntándole sobre los resultados de los partidos antes de que ocurran. Lo que diferencia a Cortana de Siri o Sherpa es que ha acertado en casi todas las predicciones (6), incluso que C.R. caería ante Holanda. 

Cortana solo falló en una predicción de 16: Holanda contra Brasil. Cortana predijo que Brasil ganaría, jamás se acercó a un marcador de 7 a 1 en contra de Brasil, pero Cortana está aprendiendo.

¿Cómo lo adivinó? No es que haya un mago o médium atrás, es simple ciencia y matemática: cuando se le pregunta algo él busca instantáneamente lo que otras personas han respondido. Busca, además, todos los datos de la pregunta en cualquier base de datos, informaciones tales como estadísticas de ganadores en partidos anteriores de estos mismos equipos, el clima, el tipo de césped, jugar o no en casa, la proximidad al país de origen. Para, finalmente, armar su respuesta basándose en dicha información.

Cortana es el resultado del análisis estadístico de los métodos de David Rothschild, un economista e investigador de Bing (11), quien con sus métodos logró predecir, además, los resultados de las elecciones presidenciales estadounidenses del 2012, los Óscar del 2013 y 2014, la Liga de Baloncesto de la NCAA, y las últimas elecciones en la India. Sus cálculos incluyen hasta los resultados de las apuestas, pues considera que el estado anímico de los jugadores puede ser influenciado por las apuestas y lo que otros piensan de ellos. Igualmente, es dinámico; por consiguiente, el resultado puede cambiar en solo minutos, dependiendo de las tendencias o los cambios dinámicos que puedan ocurrir, como el clima.

En el caso del fútbol hace su predicción de acuerdo con lo que las personas comenten en redes sociales, foros y páginas web. Además, si tiene acceso a sitios de apuestas los toma como referencia e igualmente compara con estadísticas anteriores, para, finalmente, unir todo y dar un resultado; por ejemplo, la predicción del juego de Costa Rica vs. Holanda: ‘Nadie da una predicción sobre ese juego, pero Holanda tiene un mejor récord que Costa Rica’(7) o ser un poco más contundente: “mis fuentes dicen que Holanda vencerá a Costa Rica” (8). En palabras simples, estadísticamente “como equipo”, según un comportamiento tradicional de los resultados, no éramos los favoritos y llevábamos las de perder.

Holanda y las estadísticas

Pero, hay otro detalle que los holandeses sabían: Costa Rica tenía un mejor equipo al sumar sus jugadores, pues, al analizar el juego de los partidos anteriores se ve la calidad y empuje de los jugadores, además de buenas estrategias, por eso venían preparados. Era muy probable que no pudieran ganar y tuvieran que llegar a penales. Por eso, los holandeses dieron todo, duro, muy duro para meter un gol y no llegar a penales, pero no pudieron. 

Aunque Costa Rica estaba confiada en la calidad del portero y en los buenos penalistas, aquí es donde los holandeses precisamente encontraron el talón de Aquiles: 
Evidentemente, Keylor se precipitaba a tirarse de un lado, bastó que el técnico de Holanda les aconsejara: “Esperen al último segundo y vean hacia dónde se inclina, tiren al lado contrario”.

No hicimos cambio de portero; Navas estaba fatigado y aunque era nuestro portero estrella, estaba desgastado psicológica y físicamente.

No cambiamos los jugadores que tirarían penales, quizá ellos eran los mejores del equipo, pero estaban cansados y desgastados, si se analizan los penales que tiraron, no los lanzaron a los ángulos (a excepción de uno), sino a la base y a media altura: posiciones facilísimas de agarrar para el portero holandés que es tan alto.

Estadísticamente, los porteros se lanzan al lado fuerte del jugador (si es derecho a la derecha y viceversa) un 60% de las veces. No sé si Keylor sabía de qué lado natural tiraba cada penalero holandés, pero si lo sabía era un punto a favor para contrarrestar esa tendencia que los holandeses sí sabían.

Los holandeses habían estudiado la estadística de tiro de cada jugador, simplemente ellos sabían de cada uno a dónde era más probable que tirara cada tico. Al final, las probabilidades fueron realidades: el portero holandés sabía de dónde venía la pelota. Es más, sabía si tirarían la pelota arriba o abajo, simplemente conociendo la estadística de cada jugador (9).

Alguien dirá que eso no es real, que cada jugador tira hacia donde quiere: esa es una verdad a medias. Estadísticamente siempre se cumple la Ley de Nash: simplemente, si la conocemos es una ventaja de un punto sobre el rival, y ese punto, desde mi perspectiva, les dio el gane al peor equipo en calidad, pero mejor preparado.

Natxo Palacios-Huerta, un catedrático del London School of Economics hace rato notó la relación entre la estadística, la Ley de Nash y el fútbol. Escribió un libro al respecto: Beautifull Gamy Theory: how soccer can help economics? y, luego, procuró vender sus conclusiones a los holandeses, quienes, finalmente, lo aceptaron como consultor estadístico.

Él estudió más de 11 000 lanzamientos, y algunas de las conclusiones son las siguientes: 

El equipo que tire el primer penal tiene un 60% más de probabilidades de ganar.
En el 60% de los casos, un tirador diestro tirará al lado derecho del portero y el zurdo a la izquierda.
En la mayoría de los casos, un portero se lanzará hacia el lado natural del tiro del penalista, si el portero detecta que es derecho, tenderá a lanzarse a la derecha y viceversa.
La mayoría de las veces el mejor equipo es el que pierde en penales (10).

Actualmente, el Big Data ya ha llegado al fútbol, se analiza todo tipo de datos estadísticos, velocidad de los jugadores, velocidad de los balones, remates, penales, número de tarjetas rojas y amarillas, duración de los cambios, tiempo de juego de cada jugador, pases acertados, cantidad de pases que lleva a un gol, grado de dependencia de asistencias para un gol, distancias promedio desde las que terminan en gol, entre otros análisis.

Este tipo de datos es el que define cuál es un mejor equipo. Al sumar las estadísticas individuales de cada jugador se ve la fortaleza del equipo, y si un entrenador cuenta con la capacidad de conocer esas estadísticas de los jugadores de los otros equipos, podrá hacerse una verdadera idea de qué tan grande es el rival.

Además, en la actualidad son esos datos los que definen realmente el valor de un jugador, no simplemente cuántos goles hace. Por ejemplo, ¿de qué valdría tener un excelente goleador si estadísticamente se demuestra que tiene una elevada cantidad de tarjetas amarillas y rojas?

Estas estadísticas, pueden ayudar a un entrenador a definir cuál es el lado más efectivo de un jugador de acuerdo con los resultados, no según la simple observación o percepción del entrenador. Igual puede hacer sugerencias a otros jugadores de qué movimientos evitar o tapar de cierto jugador del equipo contrario.

Por ejemplo, si un jugador tiene estadísticamente la tendencia de agarrar la pelota en el centro e irse al lado izquierdo y anotar gol, puede ser un dato interesante para que el entrenador desarrolle una estrategia para detener a dicho goleador contrario.

Enseñanza: ¡Ya es hora de que el fútbol empiece a contratar físicos!

Adidas Brazuca. S.F. En Wikipedia. Recuperado el 16 Julio 2014 de http://en.wikipedia.org/wiki/Adidas_Brazuca 

Adidas Brazuca 2014 Official Match Ball Soccer Ball. Recuperado el 15 Julio de 2014 de http://www.academy.com/shop/pdp/adidas-brazuca-2014-official-match-ball-soccer-ball/pid-945372

Symington, A. (24 de Abril 2014). One man's dream come true: Making the official ball for the 2014 FIFA World Cup. Recuperado el 16 Julio 2014 de http://www.globalpost.com/dispatch/news/regions/middle-east/140422/one-mans-dream-come-true-making-the-official-ball-the-2014

Adidas Jabulani. En Wikipedia. Recuperado el 16 Julio 2014 de http://en.wikipedia.org/wiki/Adidas_Jabulani

Principio de Bernoulli. En Wikipedia. Recuperado el 16 Julio 2014 de http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli

(3 Julio 2014). Olvida al Pulpo Paul, ¡Cortana va invicta en predicciones mundialistas! Recuperado el 12 Julio 2014 de http://cnnespanol.cnn.com/2014/07/03/olvida-al-pulpo-paul-cortana-va-invicta-en-predicciones-mundialistas/

Siri vs. Cortana: Predicciones para el Mundial 2014. Recuperado l 16 Julio 2014 de http://tecnologia21.com/80094/siri-vs-cortana-predicciones-mundial-2014

R. Roberto. (4 Julio 2014). Cortana es el nuevo Pulpo Paul. Recuperado el 12 Julio 2014 de http://nokialumia.es/2014/07/04/cortana-es-el-nuevo-pulpo-paul/prediccion-apuesta-holanda-contra-costa-rica-mundial-2014-cortana-pulpo-paul/

(7 Julio 2014). Mundial 2014: Holanda y el estudio de los penaltis del que se salvó España. Recuperado el 16 Julio 2013 de http://www.lavozdegalicia.es/noticia/deportes/2014/07/06/mundial-2014-holanda-estudio-penaltis-salvo-espana/00031404643434756612695.htm

Morenilla, J. (6 Julio 2014). Los penaltis son una ciencia. Recuperado el 16 Julio 2014 de http://deportes.elpais.com/deportes/2014/07/06/mundial_futbol/1404674825_091455.html

Knies, R. (10 de enero del 2014). Seeking Answers amid World Cup Excitement. Recuperado el 16 julio del 2014 de http://blogs.technet.com/b/inside_microsoft_research/archive/2014/06/10/seeking-answers-amid-world-cup-excitement.aspx

comments powered by Disqus