Los trebuchets, esas catapultas de contrapeso que dominaron los asedios medievales, tienen un problema histórico: ningún ingeniero de la época construyó uno capaz de lanzar proyectiles supersónicos. El divulgador Tom Stanton decidió corregir esa omisión con herramientas modernas y lo documentó en un video reciente.
Un trebuchet tradicional es un mecanismo simple: un peso grande hace girar un brazo sobre un pivote, y el proyectil va atado en el extremo opuesto. Dos modificaciones cambian por completo esa aritmética.
¿Qué se le cambia a una catapulta medieval?
La primera modificación consiste en enrollar la cuerda del proyectil alrededor del brazo, de modo que necesite una vuelta adicional para desprenderse y gane velocidad en el proceso. La segunda es un sistema de engranajes que aprovecha mejor la energía del contrapeso al caer.
El problema que aparece con esos cambios es de precisión temporal. El brazo ahora necesita varias rotaciones para alcanzar su velocidad máxima, lo que obliga a controlar la liberación de la carga con una ventana de apenas 0,0025 segundos, es decir dos milisegundos y medio. Ningún operador humano reacciona en ese margen.
La solución resultó ser mecánica y barata. Como el brazo va unido a un tambor donde se enrolla la cuerda, en el momento exacto en que se desenrolla suficiente cuerda desde el peso que cae, un pestillo interno del tambor se libera y suelta el proyectil. El disparador es la propia geometría del sistema, no un sensor.
¿Cuánta velocidad ganó en cada iteración?
La progresión de las pruebas muestra cuánto pesa el diseño aerodinámico frente a la fuerza bruta:
| Prueba | Contrapeso | Velocidad del proyectil |
|---|---|---|
| Primer ensayo | 10 kg | 528 km/h |
| Tras rediseñar el brazo | 10 kg | 634 km/h |
| Primer intento con carga máxima | 40 kg | 1.152 km/h |
| Versión final, proyectil de 4 gramos | 40 kg | 1.249 km/h |
El primer ensayo con 10 kilos alcanzó unos 528 kilómetros por hora, un buen punto de partida que dejó en evidencia lo poco aerodinámico que era el brazo. Tras rediseñar el conjunto completo, la misma carga llegó a 634 kilómetros por hora, una mejora del 20% sin agregar un gramo de contrapeso.
Con los 40 kilos completos, que en teoría debían bastar para el objetivo, el primer intento se quedó en 1.152 kilómetros por hora (716 millas por hora), apenas por debajo de la barrera del sonido, ubicada en 1.235 kilómetros por hora. La eficiencia del sistema fue de 39% y varios componentes se rompieron durante la prueba.
¿Cómo se logró finalmente el estampido?
Después de más rediseños, y aligerando el proyectil hasta los 4 gramos, el contrapeso de 40 kilos llevó el brazo a 2.342 revoluciones por minuto, algo más de 39 vueltas por segundo. El proyectil abandonó la honda a 346,4 metros por segundo, equivalentes a 1.249 kilómetros por hora, alrededor de Mach 1,01. El chasquido característico de la barrera del sonido quedó registrado en el video.
Un dato que ayuda a dimensionar el logro: esos 4 gramos a 346,4 metros por segundo cargan cerca de 240 joules de energía cinética, un orden de magnitud comparable al de la munición de un arma corta, obtenido sin pólvora ni combustión, solamente con una masa cayendo por gravedad y un tren de engranajes.
La era de los trebuchets en la guerra terminó hace siglos, pero siguen siendo demostraciones de física difíciles de igualar en un aula: transferencia de energía potencial a cinética, conservación del momento angular y aerodinámica, todo visible a simple vista y con resultados medibles.
