3. Espirales y hélice

3.2. Espirales y hélices en el mundo como pura interacción de fuerzas

La espiral en el mundo físico o de la materia inerte como pura interacción de fuerzas tiene emergencias según rangos de tamaños y por mecanismos muy dispares. Las galaxias son las más grandes. Se sabe que dos tercios de los cientos de miles de galaxias conocidas son espirales, aunque su forma es un complejo problema teórico en el que cada estrella es una partícula en ese inmenso fluido.

Pasando al otro extremo, al mundo de lo minúsculo, podemos volver a la reacción de Belousov-Zhabotinsky. Ya hemos mencionado, en el apartado «Simetría circular y esférica», este fenómeno químico tan curioso de naturaleza oscilante. Se trata de una reacción química poco común que, dadas unas condiciones iniciales, oscila o cambia de estructura y de color rítmicamente, en un proceso en el que se generan círculos concéntricos y bellas espirales de Arquímedes.

Por lo que respecta a las hélices no vivas, encontramos muchos ejemplos en el entorno de los fluidos, en el aire y en el agua. Son hélices los huracanes y los tornados, los remolinos de agua y muchas turbulencias generadas por la inmersión de un sólido en un entorno fluido más o menos viscoso: la interacción de líquidos, la cola de un pez, las alas de un avión…, bajo ciertas condiciones críticas, generan turbulencias espirales. La hélice se genera en el interior mismo de otro fluido.

Aparece por la inmersión de un cuerpo (o bien, de un líquido, o de un gas) en otro y desaparece por la propia fricción que se genera entre ellos. En lo puramente físico, tanto la espiral como la hélice están muy relacionadas con el concepto de fricción. Mientras la espiral fricciona consigo misma (una concha de caracol, una galaxia…), podríamos decir que la hélice se «especializa» en friccionar un material con otro (un fluido dentro de otro, un cordel dentro de un cordel, formando una cuerda…).

Podemos entenderlo muy bien con la tercera imagen que encontramos más abajo: el torno como polea simple, muy utilizado en pozos para subir agua. La cuerda se enrolla helicoidalmente sobre el cilindro, donde la fuerza de fricción crece exponencialmente con el número de vueltas o espiras de la hélice. La hélice agarra.

Las construcciones más primitivas utilizan la hélice primero para fabricar las cuerdas, que son hélices de hélices, material fibroso trenzado («helicoidado», podríamos decir) sobre sí mismo. Posteriormente, las cuerdas son utilizadas para realizar uniones entre distintos elementos, utilizando también la fuerza de la hélice para unirlos.

Muchas técnicas de cestería tradicional y de patrones de nudos como los utilizados en el ganchillo o los bolillos utilizan la espiral para desarrollar modelos y hacerlos crecer gradualmente.

Así pues, en el mundo físico, la espiral-hélice aparece muy relacionada con la mecánica de fluidos, y en interacciones químicas raras pero con muy poca permanencia y estabilidad (excepto en el caso de las galaxias). Sobre todo, como veremos, la encontraremos en el mundo vivo, donde la selección natural la ha favorecido para funciones muy específicas.