Péndulo de Foucault de Querétaro, hecho con ciencia y tecnología mexicana

El Museo del Consejo de Ciencia y Tecnología de Querétaro (Concyteq), ubicado en el Centro Educativo y Cultural del Estado de Querétaro (CECEQ) Manuel Gómez Morín, es reconocido no solo por los cursos, talleres y exposiciones interactivas que ofrece para todo el público, también alberga el péndulo de Foucault, una gran representación del experimento creado en el siglo XIX por el científico Léon Foucault, en París, Francia, para evidenciar el movimiento rotacional de la Tierra alrededor de su eje.

Lo que pocos asistentes al Museo de Ciencia y Tecnología del Concyteq saben, es que el péndulo de Foucault de Querétaro es el resultado de un gran esfuerzo por parte de un equipo multidisciplinario —reconocido internacionalmente— de científicos e ingenieros mexicanos, que en 2002 asumió el reto de diseñarlo y construirlo en vez de adquirirlo en el extranjero.

La ingeniería para el sistema hidráulico y de control lógico que energiza los impulsos del péndulo fue realizada por el Centro de Tecnología Avanzada (Ciateq), mientras que la dirección científica estuvo a cargo del subdirector de Prospectiva y Proyectos Estratégicos de la Coordinación de Vinculación Institucional de la Secretaría de Desarrollo Institucional en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), Víctor Manuel Castaño Meneses, y el responsable del Laboratorio de Ultrasónica del Departamento de Ingeniería Molecular de Materiales del CFATA, Miguel de Icaza Herrera, quien destacó que este proyecto surgió por inquietud del entonces gobernador del estado, Ignacio Loyola Vera.

“En una primera instancia, el mandatario estatal convocó a Alejandro Lozano Guzmán, quien era el director del Concyteq, porque la idea original era comprarlo e instalarlo en el museo, pero él lo convenció de que se contaba con las capacidades científicas y tecnológicas para poder hacerlo en Querétaro. Se hicieron reuniones con investigadores de 25 instituciones, pero al final solo quedamos el CFATA y el Ciateq, con el apoyo del Concyteq, para llevarlo a cabo”.

Para su instalación en el museo, se construyó una cúpula de 36 metros de diámetro y 28 metros de altura. El péndulo es soportado por un cable de acero trenzado de 28 metros de longitud; su émbolo, que gira en el sentido de las manecillas del reloj, está diseñado en bronce, tiene un peso de 280 kilogramos y un diámetro de 64 centímetros. Un giro completo dura 67 horas, es decir, en una hora avanza 5.3 grados.

El subdirector de Prospectiva y Proyectos Estratégicos de la Coordinación de Vinculación Institucional de la Secretaría de Desarrollo Institucional en la UNAM, Víctor Manuel Castaño Meneses, destacó que el proyecto del péndulo de Foucault en Querétaro representó una serie de retos desde el punto de vista científico y tecnológico, ya que se estaba recreando un experimento del siglo XIX con principios físicos modernos.

“Uno de los parámetros físicos para el funcionamiento del péndulo es la aceleración de la gravedad, que aunque en las escuelas se nos enseña que es constante en todo el planeta, no es verdad. Si uno hace los cálculos que vienen en los libros y manuales de estos péndulos tomando en cuenta la aceleración de la gravedad, se genera un valor promedio que varía de lugar a lugar, y que depende de aspectos como la geografía y hasta la orografía, donde influye si hay una montaña, un volcán o yacimientos minerales pesados o ligeros en la zona”.

Detalló que otro reto tecnológico en la fabricación del péndulo fue la varilla, que en el diseño original se propone para sostener el émbolo ya que, de acuerdo con sus estudios, tiene variaciones en densidad y espesores que pueden ser de fracciones milimétricas, además de que cambia de longitud en diferentes posiciones por la tracción gravitacional.

“Además existe otro problema que tampoco se menciona en los libros de texto, que es la fricción, para nosotros fue fundamental y lo resolvimos con el apoyo del Centro de Tecnología Avanzada. Se decidió usar un cable con una resistencia mecánica importante para los esfuerzos a los que se somete el péndulo. Este proyecto requirió de tecnología y mano de obra muy calificada del estado, además de física aplicada a resolver problemas. Lo que la gente puede observar en el museo es el resultado de un esfuerzo multidisciplinario que implicó retos científicos y tecnológicos que fuimos capaces de resolver”.

Resaltó que el abordaje científico del proyecto fue plasmado en un artículoescrito por ambos investigadores en 2015, para la revista indexada internacional Canadian Journal of Physics.

“Los editores nos comentaron que les pareció muy creativo el ejemplo de cómo se podía tomar un problema antiguo y trabajarlo con una perspectiva moderna, con los elementos teóricos más recientes de la física contemporánea. Nosotros estuvimos de acuerdo de fabricarlo en Querétaro por dos razones: la primera, el orgullo profesional de todos los investigadores involucrados; y segundo, porque nos dimos cuenta que adquirirlo conllevaba el riesgo de que no tuviera el funcionamiento adecuado, dado que los péndulos están diseñados para trabajar en condiciones muy diferentes a las de la ciudad, lo que seguramente nos llevaría a reparaciones frecuentes”.

En México existen seis péndulos de Foucault, ubicados en la Catedral Metropolitana de la Ciudad de México; la Coordinación para la Innovación y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología (Ciacyt), en San Luis Potosí; el Museo Explora en León, Guanajuato; el Centro de Ciencias de Sinaloa; la Biblioteca de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), campus Azcapotzalco; y el Centro Educativo y Cultural del Estado de Querétaro Manuel Gómez Morín.

Fuente: CONACYT.