¿Cómo puede una sola gota de lluvia mover diez veces más tierra que el viento o los ríos? La respuesta está en unos “donuts” de arena

Mover tierra exige energía y un medio que la arrastre. La erosión describe ese desplazamiento cuando el agua, el viento o el hielo desprenden partículas y las transportan a otro punto, y suele empezar con un impacto pequeño que rompe la superficie. Ese proceso sucede cada vez que una gota golpea un suelo seco y levanta granos, aunque el recorrido posterior de esa gota también altera el terreno si sigue bajando por una pendiente.

Es importante porque determina cuánta tierra fértil se pierde en campos agrícolas y cómo cambian las laderas tras una tormenta, y por eso entender el mecanismo completo resulta necesario para calcular pérdidas reales de suelo. Sin embargo, todavía faltaba medir con detalle qué ocurre después del primer golpe, cuando el agua continúa su camino cuesta abajo y transforma la superficie paso a paso.

Hugo Ulloa y su equipo detectaron un fenómeno que nadie había descrito en pendientes

Un estudio publicado en Proceedings of the National Academy of the Sciences demuestra que las gotas de lluvia que ruedan por pendientes secas pueden mover hasta 10 veces más suelo que el impacto inicial al formar agregados llamados sandballs. El trabajo analiza cómo, tras sobrevivir al choque contra el terreno, algunas gotas rebotan y comienzan a girar mientras descienden, y en ese trayecto incorporan sedimento.

Ese desplazamiento adicional amplifica la cantidad de material transportado respecto al cálculo tradicional basado solo en la salpicadura. Los resultados obligan a revisar cómo se estima la pérdida de suelo en modelos geológicos y agrícolas.

La investigación arrancó a partir de una observación en una ladera suiza en 2021, cuando el geofísico Hugo Ulloa, de la Universidad de Pensilvania, caminaba junto a Bertil Trottet y ambos detectaron que ciertas gotas no se deshacían tras caer, sino que se transformaban al rodar.

Según Ulloa, que explicó el hallazgo en el contexto del estudio, “cuando aterrizaron, salpicaron”. Después de esa salpicadura, algunas gotas pequeñas cambiaron de forma y empezaron a desplazarse como pequeñas bolas que arrastraban arena. Aquella sorpresa llevó al equipo a revisar la literatura científica y comprobar que la mayoría de estudios previos se habían centrado en superficies horizontales, no en pendientes.

La física interna del fluido decide si aparece una figura alargada o una con hueco central

A partir de ahí describieron una secuencia física concreta. Primero la gota debe resistir el impacto, luego las fuerzas determinan si rueda o no rueda, y si comienza a girar la relación entre viscosidad y fuerza centrífuga decide la forma final.

Cuando el líquido es más viscoso, los granos quedan atrapados en la superficie y se forma una estructura con dos lóbulos, similar a un cacahuete. Ulloa afirmó que “esta es la característica de los fluidos; tienen propiedades autosimilares a distintas escalas”. En cambio, cuando la viscosidad baja, los granos penetran hacia el interior y la rotación abre un hueco central hasta crear una figura con aspecto de rosquilla que adquiere rigidez al compactarse.

Para comprobarlo en condiciones controladas, el equipo construyó un canal de 1,2 metros relleno de arena de silicato e inclinado exactamente 30°, justo por debajo del ángulo de avalancha natural. Daisuke Noto, entonces investigador posdoctoral en el laboratorio GEFLOW de Ulloa en la School of Arts & Sciences de Penn, trabajó junto a Douglas Jerolmack en ese montaje y empleó gotas elaboradas con agua y glicerol para ajustar la viscosidad

Las cámaras permitieron registrar cómo algunas alcanzaban velocidades superiores a 1 m/s y, en ciertos casos, se fracturaban cuando la tensión superaba la fuerza capilar que mantenía unido el conjunto. En el artículo, los autores escriben que “las rosquillas completamente desarrolladas siguen acelerándose hasta que a veces se rompen en un proceso aparente de fractura”.

Los modelos agrícolas deberán actualizar sus cuentas tras estos resultados

Estos resultados tienen consecuencias para los modelos que estiman la pérdida de suelo en agricultura y gestión del territorio. Si solo se considera la salpicadura inicial, se infravalora la masa total desplazada cuando la gota continúa rodando ladera abajo. Además, el mecanismo sugiere aplicaciones en procesos industriales que necesitan agrupar partículas sólidas mediante un líquido, ya que bastaría ajustar las condiciones iniciales de la gota para que la agregación se organice sola.

El equipo plantea ahora dos líneas de trabajo. Por un lado quiere probar cómo responden suelos más complejos, como la arcilla, ante este mismo fenómeno. Por otro, busca determinar con precisión qué parámetros permiten que una gota sobreviva al impacto sin desintegrarse.

Jerolmack reconoció en relación con el hallazgo que “el proceso más fundamental de la erosión es una gota de lluvia que golpea el suelo; sin embargo, nunca había visto sandballs antes”. Esa constatación subraya que incluso algo tan común como la caída de una gota puede esconder mecanismos que cambian la forma en que se calcula la transformación de la superficie terrestre.