Un físico francés formula una ley universal sobre cómo se rompen los objetos

El físico francés Emmanuel Villermaux, de la Universidad de Aix-Marseille, anunció esta semana una ley universal de fragmentación publicada en Physical Review Letters, que explica cómo y por qué los objetos se rompen en patrones de tamaño característicos. El hallazgo, revelado el 30 de noviembre de 2025, tiene implicaciones directas para campos que van desde la minería hasta la predicción de desprendimientos de rocas, en un momento en que el cambio climático está acelerando la inestabilidad en regiones montañosas. La investigación surge tras años de experimentos y análisis de datos que abarcan desde cristalería doméstica hasta plástico deformado por olas oceánicas.

Una ecuación para entender la ruptura del mundo físico

El hallazgo de Villermaux se centra en una ecuación sorprendentemente simple y universal, capaz de predecir cómo un objeto se fragmentará sin importar si está hecho de vidrio, cerámica, azúcar, plástico o incluso burbujas que estallan en el aire. La clave, según explica, es la combinación de dos principios: la “aleatoriedad máxima”, que asume que la naturaleza tiende a distribuir la energía de rotura de la forma más caótica posible, y una ley de conservación que restringe cómo varían los tamaños de los fragmentos. Este equilibrio entre caos y límite físico genera patrones repetidos en casi todos los escenarios de rotura.

La investigación se basa en décadas de experimentos propios y ajenos: vidrio roto al caer, placas cerámicas sometidas a impacto, tubos resecos que colapsan y restos plásticos arrastrados por olas. Villermaux incluso recuerda cómo realizó experimentos caseros con sus propias hijas, dejando caer cubos de azúcar desde distintas alturas para observar cómo se desintegraban. Pese a la aparente simplicidad del gesto, sus resultados revelaban un patrón reconocible que décadas después se alinearía con la ecuación que ahora presenta.

La ley calcula la distribución de tamaños en función de la forma tridimensional del objeto, un avance crucial porque permite inferir cómo se romperá un objeto real sin necesidad de repetir cientos de experimentos. En palabras de Ferenc Kun, físico de la Universidad de Debrecen, los hallazgos son “notables” por su enorme aplicabilidad transversal y por su ajuste incluso en sistemas con restricciones adicionales, como ciertos plásticos donde las grietas pueden “sanarse” temporalmente bajo tensión.

No obstante, el propio Villermaux reconoce los límites de la ley: funciona mejor en roturas caóticas, como un vaso que cae y estalla en el suelo, pero no sirve cuando la fragmentación sigue patrones altamente ordenados. Un ejemplo clásico es la ruptura de corrientes de agua en gotas uniformes por efecto de la tensión superficial, donde los mecanismos no son aleatorios, sino guiados por inestabilidades fluidas perfectamente regulares.

Aun así, al abarcar un rango tan amplio de escalas —del tamaño de un cubito de azúcar al de capas geológicas fracturadas—, la ecuación reconfigura un campo que durante décadas estuvo plagado de modelos excesivamente específicos para cada material. La propuesta sugiere que la naturaleza, lejos de ser un sistema caótico imprevisible, obedece a leyes matemáticas comunes incluso en su aparente desorden.

De la cristalera al desprendimiento de rocas: aplicaciones que van más allá del laboratorio

Comprender cómo se rompen los objetos no es solo una cuestión académica. La fragmentación está en el corazón de problemas industriales, geológicos y ambientales cuyo coste económico y humano es enorme. En minería, por ejemplo, la trituración de mineral puede representar más del 50% del consumo total de energía en algunas operaciones. Predecir el tamaño final de los fragmentos permitiría optimizar procesos, reducir los costes energéticos y minimizar el desgaste de la maquinaria.

Pero quizá la aplicación más urgente se encuentra en la geología: los desprendimientos de rocas, cada vez más frecuentes en zonas montañosas donde el calentamiento global degrada el permafrost. A medida que el hielo que cementa la roca se derrite, las laderas se vuelven inestables y colapsan. Poder anticipar no solo cuándo caerá una masa rocosa, sino también cómo se fragmentará, podría mejorar los modelos de riesgo para carreteras, refugios de montaña y asentamientos vulnerables. La nueva ley no predice el colapso en sí, pero sí su “firma” al romperse, aportando una capa adicional de comprensión a estos fenómenos extremos.

Villermaux considera que este tipo de problemas ofrece una ventana única a la física de la fragmentación. La energía implicada en un desprendimiento de rocas o en una explosión subacuática es miles de veces superior a la de un vaso que cae, pero los patrones de tamaño —una mezcla de fragmentos grandes, medianos y pequeñas partículas— responden a la misma lógica matemática.

Aunque la nueva ley explica el tamaño de los fragmentos, Kun señala que aún queda investigar la geometría: las formas resultantes podrían ofrecer pistas adicionales sobre la dinámica de rotura, la velocidad del impacto o las propiedades internas del material. Otro misterio abierto es determinar el tamaño mínimo posible de un fragmento: el punto en que la energía ya no basta para generar una grieta adicional y el material deja de romperse.

Más allá de sus aplicaciones técnicas, el trabajo recuerda algo fundamental: incluso los fenómenos cotidianos que parecen aleatorios —un plato que se rompe, una burbuja que explota, una roca que cae— esconden reglas profundas que moldean el comportamiento del mundo físico. Lo que antes era caos ahora puede describirse con una ecuación universal.