Con ayuda de la matemática: cuál es la manera menos dolorosa de desenredar el pelo

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"¿Cómo se describe un enredo?", la pregunta que comenzó el estudio
"¿Cómo se describe un enredo?", la pregunta que comenzó el estudio

WASHINGTON.- Lakshminarayanan Mahavedan es un auténtico genio de la Universidad de Harvard que ha estudiado cosas como la forma de una manzana, las circunvoluciones del cerebro, y por qué los copos de cereal se pegotean en el tazón de leche.

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Ahora, madres y padres estarán felices de saber que Mahadevan y su equipo de investigadores también han descubierto una técnica indolora para cepillar el cabello enredado de sus hijos, y el suyo propio.

La tarea surgió de un desafío personal. Hace dos décadas, cuando trabajaba en el departamento de matemática aplicada y física teórica de la Universidad de Cambridge, las obligaciones domésticas de Mahadevan incluían cepillar el ingobernable cabello de su hija de cinco años.

Y llegado un punto, su hija lo despidió. “Era una mata muy enredada”, dice el profesor, que a todo esto tiene poco pelo. “No cumplía demasiado bien con mi tarea, porque soy muy impaciente.”

Ese fracaso lo atormento durante 20 años. Finalmente, Mahadevan armó un equipo que aplicó modelos matemáticos, realizó experimentos y publicó recientemente sus resultados en la revista científica Soft Matter.

Historia

El cepillado del cabello es una práctica milenaria, tal vez de más de 50 millones de años. Según varios estudios científicos, los mamíferos de aquella época desarrollaron diminutas garras para acicalarse, precursoras de las uñas, para sacarse los piojos y arrancarse las garrapatas que se alojaban en su pelambre. Hace unos 5000 años, los egipcios ya consideraban el cuidado del cabello como una parte importante del aseo, al punto de incluir en las tumbas numerosos peines y cepillos para que acompañaran a los difuntos al más allá. Según estimaciones, la industria de los cepillos para el cabello mueve cientos de millones de dólares anuales.

“Al menos la mitad de la humanidad se peina todos los días, y sin embargo, casi nadie se pone a pensar en eso”, dice el profesor Mahadevan, ganador de una beca MacArthur, también conocida como “la beca de los genios”. Entre otras cosas, el científico es experto en matemática aplicada, física, y biología organísmica y evolutiva.

Los peluqueros están en la línea de fuego del combate contra la maraña capilar. “Lo vemos todo el tiempo”, dice Francis Peña, dueño una barbería masculina en Marblehead, Massachusetts. “La mayoría de los varones no cuida demasiado su cabello, no lo peinan ni lo lavan tantas veces como deberían, así que me termino ocupando yo de desenredarlo.”

Michael Conti vive en Westminster, Massachusetts, y como tenía tres hijos varones, nunca había tenido que pensar demasiado en peinar o cepillar pelo largo. Pero después llegó una niña, que ahora tiene seis años, y ahí sí que las cosas se pusieron “peliagudas”. Conti dice que arranca por la coronilla, “y simplemente trato de rastrillar hacia abajo, pero lo único que logro es tirarle la cabeza hacia atrás y que mi hija se queje y me pregunte que estoy haciendo”.

Conti es ingeniero mecánico y trata de ir pasando el peine lentamente, nudo a nudo, centímetro a centímetro. La técnica funciona, dice, “pero se tarda una eternidad”. Y a su esposa Sarah, diseñadora web, tampoco le va mucho mejor: “Mi hija simplemente me grita”, dice la madre.

Su hija Gianna no hace nada por disfrazar el desempeño de cepillado del cabello de sus padres. “Pésimo”, dice. Finalmente pidió un corte de pelo lo suficientemente corto como para evitarles a todos ese dolor de cabeza. “Así que ahora me peino yo misma.”

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Enigma

El enigma del cabello enredado llegó al laboratorio del profesor Mahadevan hace tres años, mientras reflexionaba sobre la forma en que las aves construyen sus nidos. Esa investigación condujo necesariamente en la cuestión de los enredos, que también ocurren a nivel microscópico en las hélices del ADN y en las líneas de flujo electromagnético que se entrecruzan en el cosmos.

“La pregunta natural es la siguiente: ¿cómo se describe un enredo?”, dice el profesor Mahadevan. “¿Cómo se modifica dinámicamente un enredo, y en este contexto tan específico, básicamente, cómo hacemos para desenredarlo?”

Para comprender la física del problema, el equipo de Mahadevan simplificó el desafío a dos mechones de cabello relativamente ondulado, que se enroscaban entre sí como la doble hélice del ADN.

Pasaron un único diente de un peine a través de las hebras. A medida que el peine se movía hacia abajo y el enredo empeoraba, también lo hacía la tensión en el cuero cabelludo. Los científicos calcularon algo llamado “densidad de enlaces”: cuanto mayor sea la densidad de enlaces, peor será el enredo y más probable será que el niño en cuestión termine llorando durante el peinado.

El hallazgo del equipo, tal como se publicó, está dirigido a un público mucho más reducido. “El desacoplamiento de las hélices homoquirales durante este proceso se puede cuantificar en términos del teorema de Calugareanu-Fuller-White (CFW) que establece que Lk=Tw+Wr, donde Link (Lk) cuantifica el número de cruces orientados de los filamentos promediados sobre todas las direcciones de proyección” y así sucesivamente.

Automatización

A unas pocas cuadras de Harvard, en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), Daniela Rus, otra ganadora de la Beca MacArthur, tomó nota de esos cálculos. Ella es profesora de ingeniería eléctrica e informática, y directora del Laboratorio de Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial del prestigioso MIT.

Su trabajo apunta más hacia la automatización, o sea a lograr que la tarea deje de estar en manos de los padres. Conclusión: los investigadores están construyendo un “robot de peinado”.

El laboratorio de Rus está lleno de estudiantes ya recibidos encorvados frente a la pantalla de la computadora. Sobre las mesas de trabajo hay brazos mecánicos. Uno de los brazos robóticos está conectado a un cepillo y recorre cinco pelucas diferentes —lacias, onduladas y enruladas— colocadas en un maniquí.

Ese cepillo de laboratorio está equipado con sensores que detectan la tensión. Esa tensión es leída como “dolor” y se usa para determinar si el brazo mecánico debe avanzar con más o menos fuerza. La máquina hace un gran trabajo, dice Rus. “Es más lento y más rítmico que cuando lo hacemos nosotros mismos.”

La ciencia finalmente ha descubierto lo que la mayoría de los padres van aprendiendo a fuerza de prueba y error. “Hay que empezar en la raíz del cabello, con empujes cortos”, dice Rus. “Y a medida que avanzamos, esos tirones se van haciendo más largos.”

Todavía falta desentrañar por completo el enredo que se forman en el ADN, el universo y el cabello humano. “Todavía no llegamos a tanto”, dice el profesor Mahadevan. “Pero nosotros o alguien más recogerá la punta de ese ovillo.”

Por Douglas Belkin

(Traducción de Jaime Arrambide)

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