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Natación. Ernest W. Maglischo
Читать онлайн.Название Natación
Год выпуска 0
isbn 9788499101385
Автор произведения Ernest W. Maglischo
Жанр Сделай Сам
Издательство Bookwire
Serpentear a lo largo de la piscina puede ser la causa del arrastre por empuje en el estilo libre y espalda. Como se indicó anteriormente, estos mismos movimientos aumentan el arrastre por forma lo que incrementa el espacio ocupado por los nadadores en el agua. Sin embargo, al mismo tiempo les hace empujar el agua hacia fuera y hacia delante con el tronco y las caderas. Claramente, serpentear tendrá un efecto profundamente retardador sobre la velocidad de avance.
El arrastre por interferencia
Los movimientos del tronco y de los miembros perturban el agua a su alrededor, poniéndola en movimiento y causando turbulencia. Otras partes del cuerpo que están próximas serán afectadas por esta turbulencia y el arrastre resistivo que encuentran será mayor. Dos ejemplos del arrastre por interferencia son:
El efecto que el movimiento de una pierna tendrá sobre la otra cuando pasa al lado en el batido de estilo libre o espalda.
El efecto que los movimientos subacuáticos de los brazos tendrán sobre el tronco al desplazarse aquéllos hacia dentro y hacia fuera por debajo del cuerpo.
Se sabe muy poco del efecto del arrastre por interferencia sobre los nadadores competidores. En la actualidad no existen estudios que analicen su efecto sobre la velocidad de nado. Sin embargo, parece evidente que debe haber alguna consecuencia cuando una parte del cuerpo se desplaza por el agua que ha sido perturbada por el paso de otra parte del cuerpo. Parece razonable suponer que los movimientos vigorosos y poderosos innecesarios de cualquier parte del cuerpo deben retardar la velocidad de avance por el mecanismo del arrastre por interferencia. Por consiguiente, un movimiento vigoroso de serpenteo del tronco o de las piernas debe interferir con la propulsión. De la misma forma, si los brazos empujan el agua con fuerza y sin necesidad contra el tronco, el arrastre por interferencia debe retardar la velocidad de avance. Finalmente, los movimientos ascendentes vigorosos de las piernas en el batido y el hecho de realizar un batido demasiado ancho deben ejercer un efecto retardador sobre la velocidad de avance, sencillamente porque la otra pierna debe enfrentarse a una mayor turbulencia del agua durante más tiempo.
El arrastre por fricción
Al avanzar los nadadores, la fricción entre la piel y el agua causa que una corriente de moléculas de agua esté en contacto con la piel. Estas moléculas son arrastradas por la piel y, a su vez, ejercen un efecto de fricción sobre las corrientes adyacentes, arrastrándolas también. Este patrón seguirá capa por capa en las corrientes adyacentes de agua hasta que, a alguna distancia del cuerpo, la cantidad de fricción entre las moléculas de agua sea insuficiente para causar cualquier efecto adicional. Aquellas corrientes de agua que son arrastradas hacia delante por el cuerpo se llaman colectivamente la capa límite. Esta capa aumentará la cantidad de trabajo que los nadadores tienen que hacer para acelerar el cuerpo hacia delante a causa de la masa adicional de agua que están arrastrando con ellos.
Sin embargo, la capa límite será separada del cuerpo en muy poco tiempo, porque las moléculas de agua que están siendo arrastradas hacia delante colisionarán con otras moléculas justo delante de él. Las moléculas de agua que se separan rebotarán al azar dentro del camino de corrientes adyacentes, y crearán un camino cada vez más ancho de turbulencia. Cuando la cantidad de turbulencia llega a ser lo suficientemente grande, se dice que la capa límite se separa. Es decir, las capas de moléculas de agua que estaban siendo arrastradas por los nadadores ahora estarán girando violentamente en torno a ellos de forma totalmente aleatoria. Desafortunadamente, esto simplemente cambia el efecto retardador de la masa añadida de agua que estaban arrastrando por una forma aún más potente de arrastre resistivo. La turbulencia resultante aumenta la presión inmediatamente delante y a los lados de los nadadores, y el di ferencial de presión entre la parte de delante y la parte de atrás reducirá su velocidad de avance a no ser que apliquen bastante fuerza propulsora adicional para mantenerla.
La fotografía y el dibujo presentados en la figura 2.10 ilustran cómo las capas límite reaccionan a las fuerzas de fricción. La fotografía muestra el movimiento real de un fluido alrededor de un objeto con perfil de ala inmerso en un túnel de aire. Obsérvese el área circular de turbulencia en la parte trasera. Aquí es donde la capa límite se ha separado. El dibujo ilustra los movimientos de las moléculas de agua que causan la separación de la capa límite. Primero, la superficie del objeto con perfil de ala crea fricción, que hará que una capa límite de fluido cambie de dirección y se desplace en la misma dirección que él. Luego, cuando las moléculas de agua en esta capa límite colisionan inmediatamente con otras, tanto detrás, como a los lados, crean un patrón de turbulencia que, en algún punto distante, hará que la capa límite se separe completamente de la superficie del objeto.
Figura 2.10. El efecto del arrastre por fricción sobre la capa límite. La fotografía (a) muestra el movimiento real de fluidos alrededor de un objeto inmerso con perfil de ala. El dibujo (b) ilustra la razón de la turbulencia cada vez mayor de este fluido.
Adaptado de Prandtl y O. G. Tietgens, 1957.
Figura 2.11. Una nadadora llevando flecos.
Reimpresa de Hay y Thayer, 1989.
Algunos investigadores creen que el arrastre por fricción es tan ínfimo en lo que concierne a los nadadores, porque los humanos son tan poco hidrodinámicos, que el arrastre por ola y por forma causan la separación de la capa límite casi inmediatamente cuando el agua empieza a rodear su cuerpo (Clarys, 1979). Sin embargo, Hay y Thayer (1989) realizaron un estudio que rechaza esta opinión. Pudieron estudiar el patrón del flujo del agua alrededor del cuerpo pegándole flecos de plástico. Cuando se filmaron a los nadadores debajo del agua, el movimiento ondulatorio de los flecos demostró la dirección del agua en la capa límite. Dichos investigadores concluyeron que una capa límite podría mantenerse intacta sobre ciertas superficies del cuerpo al avanzar los nadadores por el agua. Se muestra a una nadadora con flecos pegados en la figura 2.11. Esta nadadora está realizando el batido de delfín con una tabla. Se ven las áreas en la parte delantera del tronco, en los muslos y en las piernas donde los flecos están uniformemente aplanados hacia atrás contra estas superficies.
Los factores principales que influyen en la cantidad de arrastre por fricción ejercido en objetos son:
el área de superficie del objeto,
la velocidad del objeto y
la rugosidad de su superficie.
Los nadadores no pueden controlar su área de superficie. De igual manera, la velocidad sólo puede controlarse hasta el punto de que se puede escoger un ritmo para las partes iniciales de la prueba. Esto deja la uniformidad de la superficie como la fuente del arrastre por fricción más propensa a ser reducida.
Evidentemente, las superficies lisas causan menos fricción que las rugosas. Las superficies lisas reducen la fricción entre el agua y la piel de manera que los nadadores arrastran menos moléculas de agua con ellas en la capa límite. A su vez, esto resulta en menos turbulencia cuando se separa la capa límite. Esto puede explicar por qué los nadadores casi universalmente mejoran su rendimiento cuando llevan bañadores de poca fricción, tales como los nuevos bañadores completos que cubren un área grande del cuerpo, y cuando llevan gorros que dan una forma más hidrodinámica a la cabeza y reducen el arrastre del pelo suelto. También explica por qué los nadadores mejoran su tiempo cuando se afeitan antes de competiciones importantes.
Con respecto a afeitarse, los nadadores han aprendido a lo largo de los años que la eliminación del vello mejorará su tiempo entre 0,5 y 2 s por 100 m. Sin embargo, los expertos no están de acuerdo en la razón de la mejora. Algunos creen que se debe a una reducción del arrastre por fricción. Otros