Figura 1.29. Un ejemplo de cómo el mecanismo del aro volador podría propulsar al nadador hacia delante durante el movimiento descendente del batido del estilo libre o delfín.
Otra razón por la que dudo que el mecanismo del aro volador sea propulsor durante el batido es porque el momento de la propulsión del batido no encaja con el momento en el que el agua sería impulsada hacia atrás por los pies. Si operase el mecanismo del aro volador, la velocidad de avance debería acelerar al completar el movimiento descendente del batido del estilo libre y de delfín y el movimiento ascendente del batido de espalda. Pero mis observaciones de registros de la velocidad de avance de nadadores que realizaban el batido con tabla mostraron que la mayor aceleración en la velocidad de avance tuvo lugar durante la primera mitad del movimiento descendente del batido del estilo libre y mariposa y durante la primera mitad del movimiento ascendente del batido de espalda. Desaceleraban durante la segunda mitad del movimiento descendente del batido del estilo libre y mariposa y en la segunda mitad del movimiento ascendente del batido de espalda. También desaceleraron durante los cambios de dirección de abajo arriba, que es el momento en que el agua supuestamente sería impulsada hacia atrás con el mecanismo del aro volador.
Por lo tanto, si el batido es tan inefectivo para producir fuerza propulsora, ¿por qué algunos nadadores de hecho se desplazan mediante el batido debajo del agua más rápidamente de lo que nadan en la superficie? Como se explicará en el capítulo 3, las ondulaciones del cuerpo probablemente son responsables de parte de la velocidad alcanzada con el batido de delfín. Sin embargo no puede explicar el hecho de que algunos nadadores pueden desplazarse con más velocidad con el batido de delfín debajo del agua que la que alcanzan cuando nadan en la superficie con el estilo completo. La velocidad superior del batido de delfín subacuático probablemente puede explicarse por el hecho de que los nadadores están debajo del agua donde la fuerza de arrastre es menor, y por el número de impulsos propulsores que aplican en cada segundo de batidos. Lyttle y colaboradores (1999) afirmaron que, comparando con la superficie, la fuerza de arrastre resistivo se reduce en hasta un 18% a una profundidad de 0,40 m. Por lo tanto, los nadadores no tendrían que proporcionar tanta fuerza propulsora para lograr nadar a la misma velocidad cuando nadan debajo del agua que cuando nadan en la superficie. También los nadadores mueven sus piernas a un ritmo de más de 150 batidos/minuto cuando realizan el batido de delfín debajo del agua, comparado con un ritmo máximo de brazada de 60 ciclos/minuto cuando realizan el estilo completo. Estos movimientos extremadamente rápidos de las piernas probablemente permiten a algunos nadadores alcanzar velocidades mayores debajo del agua que las que pueden alcanzar en la superficie, por lo menos durante un corto período de tiempo.
Puntos clave que apoyan
la propulsión newtoniana
Como se mencionó anteriormente, hasta ahora nadie ha podido explicar el mecanismo implicado en la propulsión en la natación. Sólo contamos con teorías que se relacionan con los principios físicos implicados y la manera en que se aplican. En este capítulo he tratado de presentar y criticar las teorías más populares. También he propuesto el tercer principio del movimiento de Newton, el de acción y reacción, como el mecanismo más probable. Se presentan a continuación los principales puntos que he mencionado para apoyar esta afirmación.
• Empujar el agua hacia atrás es probablemente responsable de la natación humana. El principio de acción y reacción de Newton se aplica de la manera siguiente: cuando los nadadores empujan el agua hacia atrás, reciben una fuerza contraria que acelera el cuerpo hacia delante. Sin embargo no empujan el agua directamente hacia atrás, ni deben hacerlo, porque la estructura y la función de la articulación del hombro y los requisitos de la brazada efectiva hacen que este método sea menos efectivo que realizar una brazada diagonal a través del agua.
• Los nadadores utilizan las manos como palas no como hélices. Las empujan hacia atrás contra el agua en lugar de remar por el agua. Empujan sus miembros hacia atrás para maximizar la contribución de las fuerzas de arrastre a la propulsión porque el arrastre es una fuerza propulsora más efectiva que la sustentación. Esa conclusión parece deducirse de los ángulos de ataque que se midieron en buenos nadadores durante la fase propulsora de sus brazadas subacuáticas. En la mayoría de los casos, los nadadores escogen intuitivamente utilizar ángulos mayores de ataque que maximizan la contribución de las fuerzas de arrastre en lugar de ángulos más pequeños en los que la contribución de las fuerzas de sustentación serían mayores.
• Los nadadores de nivel mundial siempre desplazan las manos diagonalmente hacia atrás durante la fase propulsora de sus brazadas subacuáticas. En cambio, la velocidad de avance de los nadadores se reducirá cuando utilizan movimientos verticales y laterales de las manos en forma de remada que no tienen un componente que vaya hacia atrás. La velocidad de avance disminuye aún más cuando las manos se desplazan diagonalmente hacia delante.
• Los buenos nadadores tratan de mantener las manos casi perpendiculares a la dirección del desplazamiento hacia delante del cuerpo durante la fase propulsora de las brazadas subacuáticas. Los buenos nadadores del estilo libre, de espalda y de mariposa prefieren utilizar ángulos de ataque de las manos de entre 50º y 70º durante estas fases propulsoras. Esto parece ser una tentativa para mantener la mayor área de superficie posible de las manos y de los brazos mirando hacia atrás cuando realizan la brazada diagonalmente por el agua. Este rango de ángulos de la mano favorece la producción de las fuerzas de arrastre más que de las de sustentación.
Creo que los bracistas también deben mantener las manos mirando casi perpendicularmente a la dirección del avance, aunque los datos disponibles muestran que algunos prefieren utilizar ángulos de ataque menores.
• Los nadadores no necesitan preocuparse por los ángulos de ataque de las manos durante las fases propulsoras de las brazadas subacuáticas. Sólo necesitan mover sus brazos por el agua en las trayectorias tradicionales en forma de S en relación con el cuerpo. Al hacerlo, estarán utilizando ángulos de ataque de las manos que son muy cercanos a los ideales para las direcciones reales que los miembros están siguiendo en relación con un punto fijo de la piscina.
• Aunque de menor importancia, el papel de la sustentación en la propulsión de la natación debe tenerse en cuenta. Los movimientos de brazada de los nadadores producen fuerzas de sustentación además de las de arrastre. Aunque la cantidad con que contribuyen las fuerzas de sustentación a la fuerza propulsora total es un tema polémico, cualquier contribución que realizan debe considerarse significativa.
• El antebrazo y quizá la parte superior del brazo desempeñan un papel importante en la propulsión de la natación. Los resultados recogidos por Cappaert, Bixler y Schleihauf sugieren que el antebrazo contribuye del 15% al 38% de la fuerza propulsora total producida por la brazada. Parece razonable, por lo tanto, concluir que el brazo contribuye de manera considerable a la propulsión, especialmente considerando el área de superficie adicional proporcionado por el antebrazo.
• La propulsión del batido probablemente se logra al empujar hacia atrás contra el agua. Las trayectorias del movimiento de los pies revelan que las piernas se desplazan hacia atrás durante la primera parte del movimiento descendente del batido del estilo libre y de delfín y durante la primera parte del movimiento ascendente del batido de espalda. Los registros del centro de masas indican que los nadadores propulsan el cuerpo hacia delante más rápidamente durante estas mismas fases. También parecen estar empujando hacia atrás contra el agua con las plantas de los pies durante la fase más propulsora del batido de braza, lo que da un apoyo adicional a la noción de que la propulsión de las piernas probablemente se debe al principio de Newton de acción y reacción.
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Reducir la resistencia
El