El agua es 1.000 veces más densa que el aire, de manera que, cuando el cuerpo avanza por ella, el agua resiste el movimiento con una fuerza sustancialmente mayor que la resistencia del aire. Esta fuerza, como se indicó en el capítulo anterior, es el arrastre resistivo. Los nadadores acelerarán hacia delante siempre que las fuerzas propulsoras que aplican sean mayores que las fuerzas del arrastre resistivo que los frenan. De la misma manera, desacelerarán cuando las fuerzas del arrastre resistivo superen las de propulsión. Los cambios en las cantidades relativas de fuerzas propulsoras y de arrastre resistivo son las razones por las que la velocidad de avance de los nadadores acelera o desacelera en varios momentos de cada ciclo de brazada.
Al avanzar los nadadores se encuentran con el arrastre resistivo porque deben literalmente quitar corrientes de moléculas de agua de su camino para poder abrir un agujero por donde puede pasar su cuerpo.
Los nadadores deben tratar de reducir el arrastre resistivo que encuentran al avanzar por la piscina para mantener una mayor velocidad media de avance con menos esfuerzo. Las únicas excepciones a esta afirmación se aplican a los brazos y las piernas, y sólo cuando los nadadores están realizando movimientos propulsores con ellos. Los movimientos de recobro de los brazos y de las piernas deben realizarse de manera que reduzcan el arrastre resistivo.
El arrastre resistivo con que se encuentran los nadadores es directamente proporcional a la turbulencia que crean al avanzar por la piscina. Desafortunadamente, dado que el cuerpo humano no es tan hidrodinámico como el de peces u otros mamíferos marinos, los nadadores encontrarán una cantidad considerable de arrastre resistivo, incluso cuando adoptan una posición perfectamente hidrodinámica. Un factor que aumenta aún más el arrastre es el cambio constante y drástico de la orientación del cuerpo en el agua (Clarys, 1979). Por consiguiente, los nadadores crearán turbulencia al desplazarse por el agua. No pueden eliminar esta turbulencia, pero pueden reducirla utilizando una serie de técnicas descritas en este y en los siguientes capítulos dedicados a cada estilo competitivo.
En el pasado, las técnicas utilizadas para reducir el arrastre resistivo han sido eclipsadas por los métodos utilizados para mejorar la fuerza propulsora. Sin embargo, recientemente, ha habido un renacimiento del interés por el papel desempeñado por el arrastre en la natación de velocidad. Ahora muchos expertos creen, y con razón, que la reducción del arrastre resistivo puede mejorar la velocidad de nado incluso más que las destrezas que aumentan la fuerza propulsora. De hecho, en un estudio de competidores en los Juegos Olímpicos de 1992, los investigadores afirmaron que:
… los atletas de elite no utilizan fuerzas propulsoras significativamente mayores de sus brazos y piernas. En lugar de esto, adoptan una forma más hidrodinámica con todo el cuerpo, lo que reduce las fuerzas de arrastre del agua. Por lo tanto, pueden lograr nadar más rápidamente utilizando una propulsión parecida a la de otros atletas que no son de elite (Cappaert, Pease y Troup, 1996).
La razón por la que la reducción de la resistencia del agua es tan importante para la natación de velocidad se ilustra en la figura 2.1.
El gráfico presentado en la figura 2.1a muestra el patrón típico de la velocidad del centro de masas de una brazada subacuática del estilo libre durante dos períodos principales de aceleración (el movimiento hacia dentro y el movimiento ascendente) y tres períodos principales de desaceleración (el movimiento descendente, la transición entre el movimiento hacia dentro y el movimiento ascendente, y el recobro del brazo). La velocidad media de la brazada puede determinarse calculando la altura de estos picos (aceleraciones) y valles (desaceleraciones), y la cantidad de tiempo que tarda cada fase de la brazada. En la figura 2.1a la velocidad media era de 1,98 m/s.
El gráfico presentado en la figura 2.1b muestra el efecto hipotético de una mejor hidrodinámica sobre la velocidad media del nadador durante una brazada. La mejor hidrodinámica reducía la cantidad de desaceleración durante los períodos de desaceleración del ciclo de brazada. En este caso, la mejor hidrodinámica aumentó la velocidad media del nadador a 2,04 m/s por brazada. Sin embargo, el ejemplo ilustrado en la figura 2.1b no es suficiente. Cuando el nadador adopte una mejor forma hidrodinámica, también acelerará más hacia delante durante las fases propulsoras del ciclo de brazada porque habrá menos resistencia a sus esfuerzos propulsores. El efecto real de adoptar una forma más hidrodinámica se presenta mejor en el gráfico de la figura 2.1c.
En este caso, el nadador desacelera menos y acelera más de manera que su velocidad media llega a ser 2,07 m/s para esta brazada. Para poner en perspectiva la importancia de una buena hidrodinámica, la velocidad media representada en la figura 2.1a resultaría en un tiempo de 50,50 para los 100 m, mientras que la velocidad media ilustrada en la figura 2.1c arrojaría un tiempo de 48,31 para la misma distancia. Reducir el arrastre resistivo puede mejorar claramente el rendimiento de forma considerable.
Evidentemente, el ejemplo ilustrado en la figura 2.1 es hipotético ya que no tiene en cuenta la influencia de circunstancias tales como el dominio lateral, la fatiga, la salida y el viraje. No obstante, el punto que ilustra es válido. Los nadadores que reducen el arrastre resistivo pueden aumentar su velocidad media por ciclo de brazada. Y lo que es mejor, pueden hacerlo sin aumentar el esfuerzo muscular. Más adelante en este capítulo se presentarán técnicas para reducir el arrastre resistivo. Sin embargo, primero quiero hablar de las causas del arrastre resistivo.
El agua está formada por moléculas de hidrógeno y oxígeno. Cuando se desplaza uniformemente de una manera no turbulenta, estas moléculas suelen estar amontonadas una sobre otra como láminas. Por esta razón el flujo del agua tranquila ha sido denominado laminar. Los nadadores perturban el estado laminar de ciertas corrientes de agua cuando se desplazan a través de ellas, haciéndolas turbulentas. Como se mencionó anteriormente, las láminas de moléculas de agua deben separarse hacia arriba y hacia abajo y hacia los dos lados para formar un agujero por donde pueden pasar las partes del cuerpo del nadador. Cuando esto ocurre, se perturba el flujo laminar de las moléculas de agua y empiezan a mezclarse y a rebotar unas sobre otras de forma violenta y en direcciones aleatorias. Se dice que el flujo del agua se ha vuelto turbulento cuando esto ocurre. Por lo tanto, el flujo de agua turbulento se refiere al movimiento violento y aleatorio de las moléculas de agua, mientras que el flujo laminar se refiere a moléculas que se mueven en la misma dirección a la misma velocidad. El flujo laminar del agua crea el mínimo de arrastre resistivo, y el flujo turbulento aumenta tanto la presión del agua como el arrastre resistivo.
Figura 2.1. El efecto de reducir el arrastre sobre la velocidad media.
Las moléculas de agua que se han vuelto turbulentas invadirán las láminas adyacentes que están más lejos del objeto, poniéndolas en movimiento y causando un patrón cada vez más amplio de turbulencia. Este patrón es visible como aguas blancas en la superficie, pero no puede apreciarse debajo del agua. La turbulencia, a causa del movimiento violentamente aleatorio de las moléculas de agua, aumenta la presión del agua inmediatamente delante y a los lados de los nadadores y suele reducir su velocidad de avance a no ser que ejerzan bastante fuerza propulsora adicional para superarla. De hecho, algunas moléculas de agua, en lugar de ser empujadas más allá, se adherirán al cuerpo de los nadadores. Dichas moléculas serán llevadas como una masa añadida, causando fricción que también reduce la velocidad.
Las secciones de agua inmediatamente detrás del cuerpo de los nadadores permanecerán turbulentas y sólo parcialmente llenas de moléculas de agua durante un corto período de tiempo después de su paso. La presión en la sección detrás será considerablemente menor que la presión delante porque los agujeros creados no se llenan inmediatamente después del paso del nadador, y las moléculas de aquella zona seguirán siendo turbulentas durante un corto período de tiempo. Esta área de presión más baja tenderá a succionar a los nadadores hacia atrás a no ser que, de nuevo, aumenten la fuerza propulsora lo bastante para superar dicha tendencia. Las moléculas del agua que se arremolinan en las áreas por las que pasan los nadadores se denominan remolinos. También se ha utilizado el término succión trasera para identificar la reducción de la presión que tiende a arrastrar a los nadadores hacia atrás.
El agua turbulenta, en muy poco tiempo, rellenará la zona por la que haya pasado el nadador y se restablecerá la condición laminar. El tiempo necesario para que el agua rellene los agujeros dependerá del tamaño de estos y del tamaño de la turbulencia que crearon. Si los agujeros son grandes y el patrón de turbulencia extenso, requerirán más tiempo para rellenarse, lo que creará un mayor efecto de succión que durará más tiempo. Los agujeros más pequeños producen patrones de turbulencia más pequeños que se rellenan más rápidamente después del paso del nadador, de manera que el efecto de la succión será menor y durará menos tiempo.
Se ilustran ejemplos de las características laminar y turbulenta del agua en la figura 2.2. En esta ilustración, los flujos laminares son representados por rectas, mientras que la turbulencia es representada por formas curvilíneas. Como se describió anteriormente, el agua puesta en movimiento inmediatamente por delante y a los lados del nadador se vuelve turbulenta y aumentará la presión delante de él. Esta área de alta presión está indicada por el símbolo + delante del nadador. El símbolo – inmediatamente detrás del cuerpo indica el agujero que las moléculas del agua no han rellenado todavía. Se ilustran los remolinos o la turbulencia en esta área (detrás de las piernas del nadador).
La combinación de una mayor presión delante de los nadadores, donde han creado un muro virtual de agua turbulenta, y la menor presión detrás de ellos, donde el agua turbulenta todavía no ha llegado a rellenarse, aumentará el diferencial de presión entre la parte delantera y la parte trasera. De hecho, el cuerpo de los nadadores será empujado hacia atrás por la presión alta delante de ellos, y serán arrastrados o succionados hacia atrás por la presión baja detrás. Este gran diferencial de presión evidentemente reducirá su velocidad de avance a no ser que aumenten la fuerza propulsora para superarlo.
Figura 2.2. Turbulencia causada por el cuerpo del nadador penetrando en corrientes laminares.
Los nadadores “chupan rueda” a otros nadadores en el entrenamiento y en las competiciones siguiendo muy de cerca, detrás o al lado, a otro nadador de manera que puedan nadar dentro de la bolsa de fuertes remolinos donde existe la succión trasera. Dado que la presión inmediatamente delante del nadador que va detrás es mayor que la presión en la bolsa detrás del nadador que va delante, el que va detrás es arrastrado hacia el área de menor presión. La ventaja de “chupar rueda” a otro nadador es que el diferencial de presión hará algo del trabajo para el que va detrás para que pueda mantener una velocidad alta con menos esfuerzo. En un estudio, se calculó que “chupar rueda” detrás de otro nadador podría mejorar el rendimiento en 9,5 s en 400 m (Chatard et al., 1998).
El movimiento de los nadadores a través del agua crea olas de proa que se levantan y presionan contra su cuerpo. El movimiento hacia atrás de estas olas de proa retrasa la velocidad de avance del nadador. El tamaño de la ola de proa aumenta al incrementarse la velocidad de nado, creando un muro de agua que el atleta debe atravesar, que, a su vez, causa un aumento considerable del arrastre resistivo. Las olas de proa ejercen un efecto retardador tan poderoso sobre la velocidad de avance que se aumenta el arrastre en un factor de 8 cuando se duplica la velocidad de nado (Northrip, Logan y McKinney, 1974). Otros tipos de arrastre sólo aumentan en un factor de 4 cuando se duplica la velocidad de nado.
El tamaño de las olas de proa y su arrastre resistivo podría reducirse si se nada más despacio, pero esta opción no está disponible para los atletas que quieren ganar su prueba. Por lo tanto, una gran ola de proa es un mal necesario que hay que manejar. Los nadadores deben evitar cualquier acción que aumente innecesariamente el tamaño de la ola de proa. Una acción de este tipo es la de hidroplanear, o desplazarse en una posición innaturalmente alta en el agua. Cuando los nadadores arquean la espalda y levantan la cabeza para alcanzar una posición corporal alta, aumentan el tamaño de la ola de proa innecesariamente, lo que reduce la velocidad de avance. Los nadadores hidroplanean naturalmente en las pruebas más cortas porque se desplazan con más rapidez. Esto es, que el aumento de la presión del agua inmediatamente delante y debajo de su cuerpo, causado por el aumento de su velocidad, tenderá a empujar su cuerpo más arriba en el agua. Esto es una reacción normal en la natación rápida y no debe evitarse, pero los nadadores no deben tratar de intensificarlo arqueando la espalda y levantando la cabeza.
Otra manera de que los nadadores aumenten el tamaño de la ola de proa innecesariamente es exagerando los movimientos verticales del cuerpo y de la cabeza. En mariposa y braza, por supuesto, un cierto grado de ondulación corporal es esencial para poder respirar correctamente y crear el efecto de estar montando sobre las olas. Sin embargo, una ondulación excesiva es innecesaria y sólo les frenará.
Los nadadores del estilo libre y de espalda no tienen problemas con la ondulación del cuerpo, pero pueden aumentar las olas innecesariamente levantando o lanzando la cabeza de un lado a otro mientras nadan. Los nadadores de estilo libre deben rotar hacia un lado y respirar sin levantar la cabeza del agua. Los nadadores de espalda pueden reducir el tamaño de la ola de proa al mínimo nadando con una posición de la cabeza que no es innecesariamente alta y dejando de moverla de un lado a otro.
Durante la competición, los nadadores deben también superar otras fuentes de arrastre por las olas sobre las que no tienen ningún control. Algunas piscinas tienen más olas que otras, evidentemente, causadas por un mal diseño de los rebosaderos y corcheras inadecuadas, entre otras cosas. El rendimiento de los atletas es generalmente peor cuando compiten en estas piscinas, llamadas lentas; no obstante, como las olas afectan a todos los nadadores por igual, no deben influir en el resultado de las pruebas.
Evidentemente, el arrastre resistivo puede tener un efecto negativo significativo sobre la velocidad de nado. Algunos expertos han especulado que la magnitud del arrastre resistivo puede estar sometida a la influencia del tamaño y de la forma del cuerpo de los nadadores y, por supuesto, de su habilidad (Miyashita, 1997; Ohmichi, Takamoto y Miyashita, 1983; Rouard y Billat, 1990; Sydney et al., 1997). Desafortunadamente, no ha sido posible medir la influencia de estos factores con exactitud. Para hacerlo habría que medir el arrastre activo, el arrastre resistivo ejercido sobre un cuerpo que está constantemente cambiando de posición y velocidad al desplazarse por el agua. Los métodos que tenemos para medir el arrastre resistivo en la actualidad sólo calculan el arrastre pasivo, el arrastre resistivo creado por objetos que son remolcados por el agua sin cambios de velocidad ni dirección. Las mediciones del arrastre pasivo han proporcionado algunos datos útiles que pueden aplicarse a las posiciones que los nadadores deben adoptar mientras se deslizan por el agua. Sin embargo, tienen poco o ningún valor práctico para determinar el arrastre resistivo que los atletas encuentran en la natación real.
Recientemente ha habido varias tentativas de desarrollar procedimientos para medir el arrastre activo, pero ninguno ha sido validado (Hay, 1988; Toussaint et al., 1988; Vaart et al., 1987). Un método pionero que se ha probado es el de añadir un contrapeso con un arrastre hidrodinámico conocido a un nadador en desplazamiento y luego calcular cuánto reduce ese peso la velocidad y/o aumenta el gasto energético comparado con la natación libre (Kolmogorov y Duplishcheva, 1992; Kolmogorov y Rumyantseva, 1998). Primero se remolca a los nadadores por el agua a una velocidad constante y en una posición estática, tanto con como sin el contrapeso atado, para determinar la fuerza de remolque adicional necesaria para superar el contrapeso. Luego nadan por el agua a la misma velocidad mientras remolcan el contrapeso. Una vez que se conozca el arrastre pasivo del contrapeso, se puede restar su valor de la fuerza requerida para superar el peso durante la natación real. Lo que queda es la fuerza necesaria para superar la resistencia del agua durante la natación real, y se considera esa fuerza igual al arrastre activo.
La exactitud de este método depende de dos suposiciones:
Ambas suposiciones evidentemente requieren mucha fe, especialmente si se pide a los atletas que naden a la velocidad de la competición o a una cercana. Dependemos de que ellos ejerzan el mismo esfuerzo cuando nadan con el contrapeso que cuando nadan libremente. Es una tarea muy difícil, incluso para los sujetos más colaboradores. En un estudio reciente, Strojnik, Bednarik y Strombelj (1998) afirmaron que no era muy probable que los nadadores pudiesen o quisiesen ejercer el mismo esfuerzo cuando nadaban a velocidad máxima tanto con como sin el contrapeso.
Otra fuente de error es que los valores de nadar con y sin el contrapeso deben convertirse en una ve-locidad media constante mediante una simulación por ordenador. Los factores tomados en cuenta por este modelo computerizado son la distancia por ciclo de brazada, las velocidades máxima y mínima dentro de cada ciclo, y el tiempo del ciclo. El error posible al calcular los valores para la natación con y sin el contrapeso a una velocidad constante, según la literatura, está entre un 6% y un 8% (Kolmogorov y Duplishcheva, 1992). Por consiguiente, sería muy difícil llegar a unos valores exactos para el arrastre activo.
Parecería que el arrastre activo con que se encuentran los nadadores al desplazarse por el agua cambiando constantemente de posición sería considerablemente mayor que lo que indicaría cualquier medida de arrastre pasivo. Sin embargo, las comparaciones reales de valores medidos del arrastre pasivo y activo han dado resultados contradictorios. Glazkov y Denentyev (1977) afirmaron que la resistencia encontrada cuando se nada libremente es casi el doble de la de ser remolcado pasivamente. Estos investigadores utilizaron un enfoque bioenergético en el que se determinó el arrastre activo midiendo la diferencia del gasto energético entre nadar con y sin un contrapeso. Sus valores calculados para el arrastre activo fueron posteriormente comparados con valores para el arrastre pasivo. Sin embargo, Kolmogorov y Duplishcheva (1992) afirmaron que los valores del arrastre activo eran realmente menores que los del arrastre pasivo en tres de los cuatro estilos competitivos. La única excepción era braza. Dichos autores utilizaron un enfoque hidromecánico en el que los valores del arrastre activo se calcularon matemáticamente a partir de las diferencias de velocidad cuando se nadaba con y sin un contrapeso y luego los compararon con cálculos para el arrastre pasivo con y sin un contrapeso.
Sigue siendo una pregunta sin respuesta si los métodos utilizados en estos estudios realmente miden el arrastre activo u otro aspecto de la relación entre la fuerza de nado, el gasto energético y la resistencia del agua. Aunque los resultados de los dos estudios fueron contradictorios, parece razonable que los atletas deben encontrar más arrastre cuando están constantemente cambiando de posición y de velocidad durante la natación real que cuando están siendo remolcados a velocidad constante en una posición hidrodinámica constante. Por lo tanto, el arrastre activo encontrado por los nadadores es probablemente mayor que el que indican las mediciones de arrastre pasivo. Cuánto mayor es una incógnita en este momento. Clarys (1979) ha estimado que los verdaderos valores del arrastre activo podrían ser desde un 85% hasta un 300% mayores que las mediciones de arrastre pasivo a varias velocidades de nado.
Aunque no tenemos mediciones viables del arrastre activo en que apoyarnos, la mayoría de nosotros creemos que algunos nadadores tienen una clara ventaja sobre otros, a saber, por su habilidad (1) para adoptar formas corporales más hidrodinámicas en los cuatro estilos competitivos, y (2) por cambiar de una forma a otra dentro de cada ciclo de brazada causando menos turbulencia en el agua a su alrededor. Las formas y los métodos de cambiarlas se presentarán más adelante en este capítulo. Sin embargo, primero quiero describir los factores implicados en la reducción o el aumento del arrastre restrictivo.
Los cuatro factores más importantes que determinan el arrastre resistivo con que se encuentran los nadadores al avanzar por el agua son:
El arrastre resistivo que resulta del espacio ocupado por los nadadores dentro del agua y la forma que presentan a ella ha sido denominado arrastre por forma, por razones evidentes. Resulta de las formas que los nadadores presentan al agua al desplazarse a través de ella. He denominado el efecto de los movimientos de los miembros que empujan el agua hacia delante arrastre por empuje, y el efecto de la fricción se identifica como arrastre por fricción.
Como ya se ha indicado, el arrastre por forma es un producto tanto del espacio que ocupa el cuerpo de los nadadores como de las formas que presentan al agua que avanza hacia ellos. El espacio que ocupan es una función del tamaño corporal y lo bien que alinean su cuerpo tanto horizontal como lateralmente. Los humanos no están formados para desplazarse por el agua con un mínimo de resistencia. La mejor forma para este propósito es la de los peces o los mamíferos del océano: lisa, sin proyecciones irregulares, y afilada hacia delante y hacia atrás. Los humanos no son ni lisos ni bien afilados. Nuestros hombros se proyectan hacia fuera desde el cuello con un ángulo agudo, nuestros cuerpos se afinan en la cintura y luego se ensanchan en las caderas, y nuestros pies son más irregulares que afilados al final de nuestras piernas. Además, para nadar nuestros brazos deben avanzar constantemente contra el agua al prepararse para cada nuevo ciclo de brazada, y nuestras piernas y pies deben moverse constantemente por fuera de la línea del tronco para aplicar la fuerza propulsora.
Cuanto mayor es el ser humano, más espacio ocupará en el agua y mayor será el arrastre resistivo. Sin embargo, dado que los mayores atletas son normalmente más fuertes que sus compañeros más pequeños, en la mayoría de los casos, los atletas más grandes pueden compensar el arrastre añadido con su habilidad para aplicar más fuerza propulsora. Las atletas a veces son una excepción a esta regla. Algunas mujeres añaden significativamente más tamaño que fuerza en la pubertad y tienen dificultades para igualar sus rendimientos anteriores.
Otros factores que determinan el espacio que los nadadores ocupan en el agua conciernen a cómo alinean su cuerpo horizontal y lateralmente. Los nadadores ocupan menos espacio en el agua manteniendo el cuerpo lo más horizontal posible desde la cabeza hasta la punta de los pies. También ocupan menos espacio si mantienen todos los segmentos dentro de la línea de la parte más ancha del cuerpo, normalmente los hombros. En otras palabras, los nadadores ocupan menos espacio si no permiten al cuerpo serpentear por la piscina con las piernas y las caderas balanceándose de un lado a otro. Sin embargo, los movimientos propulsores pueden interferir con la alineación horizontal y lateral en algunos estilos más que en otros. En todos los estilos, los nadadores deben realizar brazadas y batidos en direcciones laterales y horizontales para aplicar las fuerzas propulsoras efectivamente. Por la misma razón, deben ondular el cuerpo en mariposa y braza. Por lo tanto, los nadadores deben encontrar un camino medio entre alinear el cuerpo y sacrificar la propulsión.
Entonces no es de extrañar que el espacio que los nadadores ocupan en el agua haya recibido el máximo de atención a la hora de abordar la reducción del arrastre resistivo. Pero la forma que presentan al agua probablemente tiene un efecto aún más importante sobre su velocidad de avance. Formas más afiladas producen menos arrastre resistivo que formas irregulares. Consecuentemente, aunque los nadadores no están bien formados para reducir el arrastre, tienen que alinear los bordes irregulares de su cuerpo el máximo posible, excepto cuando los utilizan para aplicar fuerzas propulsoras.
La observación de los nadadores de nivel mundial sugiere que ciertos tipos de cuerpo crean menos arrastre por forma a causa del contorno que presentan al agua. Por ejemplo, los nadadores altos, magros y con cuerpos afilados deben tener una ventaja sobre los que son bajos y muy musculosos. Clarys (1979), sin embargo, no encontró una relación entre la forma del cuerpo y el arrastre medido durante la natación real. Quizás, incluso los nadadores más magros y afilados no pueden seguir siendo lo bastante hidrodinámicos para eliminar la turbulencia. Otra posibilidad es que los nadadores con tipos de cuerpo menos que ideales pueden eliminar su desventaja afilando cuidadosamente las posiciones del cuerpo en el agua. Hablaré del efecto del espacio en la primera parte de esta sección, y de la influencia de la forma que adopta el cuerpo más adelante.
El espacio ocupado por los nadadores en el agua tiene componentes tanto horizontales como verticales. El componente horizontal concierne a la profundidad del cuerpo. El componente lateral se refiere al espacio que ocupan de un lado a otro.
Alineación horizontal. Un método para reducir el arrastre por forma es permanecer tan horizontal como sea posible a la superficie del agua sin reducir la fuerza propulsora. Las ilustraciones presentadas en la figura 2.3 contrastan una buena y una mala alineación para un nadador del estilo libre.
El nadador de la figura 2.3a tiene una buena alineación horizontal. Su cuerpo está casi horizontal a la superficie del agua y su inclinación desde la cabeza a la punta de los pies es mínima. Como resultado ocupa menos espacio en el agua que el nadador de la figura 2.3b. Este nadador está cometiendo el error demasiado común de tratar de hidroplanear por el agua. Lleva la cabeza alta con la espalda arqueada y, por lo tanto, tiene que realizar un batido más profundo y más fuerte para mantener esas partes del cuerpo por encima del agua. Por lo tanto, su cuerpo se inclina hacia abajo desde la cabeza hasta la punta de los pies de manera que perturba muchas más corrientes de moléculas de agua que el nadador de la figura 2.3a.
En cuanto al batido, los nadadores deben encontrar un camino medio entre realizar el batido lo bastante profundo como para propulsar el cuerpo hacia delante pero no lo bastante profundo como para ocupar más espacio de lo necesario. La profundidad ideal del batido para cada estilo competitivo se describe en los capítulos en los que se habla de la mecánica del mismo.
Figura 2.3. El efecto del espacio ocupado por los nadadores en el agua sobre el arrastre. El nadador en el dibujo superior (a) mantiene una posición horizontal en el agua que le permite ocupar un espacio mínimo. El nadador en el dibujo inferior (b) está tratando de hidroplanear haciendo un batido más profundo. Su cuerpo está inclinado hacia abajo, lo que provoca que ocupe más espacio en el agua.
Se contrastan la buena y la mala alineación horizontal para los otros tres estilos competitivos en la figura 2.4. El nadador de espalda en la figura 2.4a tiene una buena alineación horizontal porque mantiene su cabeza alineada con su cuerpo y no baja excesivamente las caderas. Contrástalo con la nadadora de espalda en la figura 2.4b, que lleva su cabeza demasiado alta y las caderas demasiado bajas, ocupando así bastante más espacio en el agua.
Esta regla general de que los nadadores deben permanecer lo más horizontalmente posible en la superficie del agua se aplica igualmente al estilo libre y a espalda. Mariposa y braza son excepciones a esta regla porque presentan una situación especial en relación con la alineación horizontal. La ondulación del cuerpo y la respiración causarán que los nadadores estén menos horizontales durante ciertos períodos de cada ciclo de brazada. Estos movimientos ondulatorios son necesarios, sin embargo, a causa de la propulsión adicional que proporcionan. Los nadadores de ambos estilos deben encontrar un camino medio entre una ondulación excesiva y mover el cuerpo hacia arriba y hacia abajo lo bastante como para producir una fuerza propulsora adecuada.
Las ilustraciones de mariposa y braza muestran una buena alineación horizontal en la figura 2.4a y una mala alineación horizontal en la figura 2.4b Como ya se ha mencionado, la ondulación es una parte esencial de los aspectos propulsores de estos estilos.
Figura 2.4. Una buena y una mala alineación horizontal en espalda, braza y mariposa. Los nadadores en (a) muestran una buena alineación horizontal, mientras que se ilustran ejemplos de una mala alineación horizontal para cada estilo en (b).
Por lo tanto, mantener una buena alineación horizontal es cuestión de ondular el cuerpo desde una posición horizontal en la superficie hasta una posición inclinada por encima de la superficie. Los nadadores de estos estilos no deben permitir que los movimientos ondulatorios empujen partes del cuerpo demasiado dentro del agua. Una mala alineación horizontal puede resultar del hecho de realizar el batido con demasiada profundidad y/o bajar las caderas demasiado cuando ondulan hacia abajo. Como se explicará más adelante, los nadadores de ambos estilos serán propulsados hacia adelante por la acción de la ola durante el recobro del brazo si ondulan el cuerpo correctamente. Sin embargo, perderán esta fuente de propulsión si ondulan excesivamente. Hablaré más sobre la acción de la ola en el capítulo 3.
Alineación lateral. Los movimientos laterales excesivos también aumentarán el arrastre por forma. Las partes del cuerpo, especialmente las caderas y las piernas, que se balancean lateralmente por fuera del espacio en el agua ocupado por el tronco causarán que los nadadores encuentren más agua, y, por lo tanto, más resistencia al avanzar. Una mala alineación lateral sólo será un problema en el estilo libre y espalda, en los que los movimientos alternos de los brazos y las piernas tienen el potencial de mover el cuerpo por el agua con un desplazamiento serpenteante.
Las ilustraciones de la figura 2.5 muestran las vistas superiores de nadadoras de estilo libre con una buena y una mala alineación lateral. La nadadora en la figura 2.5a tiene una forma hidrodinámica mientras que la de la figura 2.5b está serpenteando excesivamente de lado a lado. Estos movimientos de lado a lado de las caderas y de las piernas hacen que ocupe mucho más espacio en el agua que la nadadora en (a). Además, los movimientos de lado a lado hacen que empuje el agua lateralmente y hacia delante. Ambas acciones aumentarán considerablemente el arrastre resistivo.
Figura 2.5. El efecto de movimientos corporales exagerados hacia los lados sobre el arrastre en el estilo libre. La nadadora en (a) tiene una buena alineación lateral. Está moviéndose por un espacio más pequeño en el agua porque está rotando longitudinalmente de lado a lado. Véase el contraste con la nadadora en (b), cuyas caderas y piernas se están desplazando por fuera de la línea de los hombros.
Técnicas adicionales para reducir el arrastre por forma. Los nadadores de estilo libre y mariposa que realizan un recobro muy alto de los brazos por encima de la cabeza pueden fácilmente perturbar su alineación horizontal. El peso de los brazos empujará el torso más hacia abajo en el agua. Los nadadores de estilo libre deben realizar el recobro de los brazos un poco hacia el lado y con el codo flexionado, para desplazar algo de su peso por fuera del cuerpo. Los nadadores de mariposa deben realizar el recobro de los brazos hacia el lado por la misma razón. Los nadadores de espalda deben realizar el recobro directamente por encima del cuerpo, a pesar del efecto negativo que tendrá sobre su alienación horizontal. La alternativa, realizar el recobro hacia los lados, perturbaría aún más la alineación lateral.
En sus esfuerzos por nadar rápidamente algunos nadadores utilizan una serie de movimientos de brazada incorrectos que pueden hacer que el cuerpo se balancee de lado a lado. Los nadadores de espalda y estilo libre pueden perturbar la alineación lateral cruzando la línea media del cuerpo con las manos al meter los brazos en el agua. Los de estilo libre también pueden perturbar la alineación lateral durante el tirón de la fase subacuática de la brazada cruzando demasiado la línea media del cuerpo con los brazos.
Tanto los nadadores de estilo libre como los de espalda pueden hacer que las piernas y las caderas se balanceen de lado a lado realizando el recobro con un amplio movimiento lateral por encima del agua. Un movimiento circular vigoroso hacia el lado con el brazo que realiza el recobro tenderá a arrastrar las caderas hacia fuera y en la dirección en la que se desplaza el brazo. Los nadadores de estilo libre necesitan utilizar un recobro con el codo alto que minimice los movimientos de los brazos hacia fuera. Como se mencionó anteriormente, los nadadores de espalda deben realizar el recobro directamente por encima del cuerpo en una posición extendida para minimizar los movimientos hacia fuera de los miembros y el efecto resultante sobre la alineación lateral del cuerpo. Los nadadores de mariposa pueden realizar el recobro de los brazos hacia los lados sin perturbar la alineación lateral. El efecto potencialmente perturbador de lanzar un brazo hacia el lado será compensado por el movimiento simultáneo hacia fuera del otro brazo en la dirección opuesta, de manera que las caderas no se verán arrastradas hacia el lado sino que seguirán desplazándose hacia delante en línea recta.
Los nadadores de estilo libre y espalda también pueden perturbar la alineación lateral empujando los brazos demasiado hacia el lado durante la primera parte de su brazada subacuática. Un empuje vigoroso de un brazo hacia fuera tenderá a empujar el cuerpo hacia el lado opuesto. Como se explicará en el capítulo 3, los nadadores de estos estilos no pueden evitar desplazar los brazos hacia los lados, incluso un poco, al inicio de su brazada subacuática. Deben hacerlo para colocarlos en una buena posición para aplicar la fuerza propulsora lo antes posible. No obstante, los nadadores de ambos estilos no deben mover los brazos hacia los lados más de lo necesario para realizar un buen agarre, y bajo ninguna circunstancia deberían empujarlos vigorosamente hacia el lado al realizar el agarre.
Los nadadores de mariposa y braza deben desplazar los brazos hacia los lados incluso más que los de estilo libre y espalda cuando realizan el agarre. No deben preocuparse por si estos movimientos laterales perturban la alineación lateral del cuerpo por la misma razón que se describió con relación al recobro de los brazos. Movimientos laterales simultáneos de cada brazo que se realizan en direcciones opuestas anulan cualquier tendencia del movimiento hacia fuera de empujar el cuerpo de lado a lado. Sin embargo, dado que fuertes empujes hacia fuera podrían reducir la velocidad de avance, como en los otros estilos, los movimientos de los brazos hacia fuera deben ser suaves hasta que alcancen la posición del agarre.
Como se indicó anteriormente, la forma que los nadadores presentan al agua tiene un efecto considerable sobre el arrastre por forma que producen. Los objetos afilados encuentran menos resistencia del agua que los objetos con ángulos rectos y formas enrolladas porque permiten a las corrientes de moléculas del agua que hay delante cambiar gradualmente de dirección al pasar el nadador entre ellas, y también permiten al agua rellenar gradualmente detrás. Para minimizar la turbulencia y así el arrastre por forma, se debe apartar las corrientes de moléculas de agua gradualmente, no repentinamente, al pasar los nadadores a través de ellas. Una vez que se haya abierto el agujero, se debe permitir al agua rellenarlo gradualmente detrás de ellos.
Se rellena el hueco a causa de los diferenciales de presión. Las corrientes de moléculas de agua son empujadas de áreas donde la presión es mayor hacia áreas de presión más baja, en este caso, el área que los nadadores acaban de dejar. Por eso, el agujero se rellenará gradualmente, y no al instante, detrás de los nadadores.
Objetos con forma de bala, caracterizados por una pequeña área frontal que se ensancha paulatinamente hacia el centro y luego se estrecha hasta una pequeña área trasera, producen la menor cantidad de arrastre por forma al desplazarse por el agua. El extremo frontal afilado gradualmente desplaza las corrientes de moléculas de agua al pasar el objeto a través de ellas, lo que minimiza la turbulencia y reduce el número de corrientes adyacentes más lejos del objeto que se ven afectadas por su movimiento. Por lo tanto, la presión del agua no aumentará tanto inmediatamente por delante del objeto y el efecto retardador de esa agua no será tan grande. El área afilada trasera permite a las corrientes de moléculas de agua empezar a rellenar tan pronto como la parte más ancha del objeto haya pasado. Por lo tanto, rellenan el espacio por donde ha pasado el nadador mucho más rápidamente, y se reduce el tamaño de la zona de baja presión formada por remolinos que tiende a retener al nadador. El efecto de las formas afiladas sobre el arrastre por forma se ilustra con el objeto con forma de bala de la figura 2.6a El efecto de objetos no afilados se ilustra con el objeto rectangular de la figura 2.6b.
En la figura 2.6b la gran superficie frontal recta presenta una superficie plana al muro delantero de agua, lo que provoca que encuentre varias corrientes de moléculas de agua simultáneamente. El efecto es como tirar agua contra un muro. Las moléculas de agua son empujadas hacia atrás, hacia arriba, hacia abajo y a cada lado del objeto de manera repentina y aleatoria, lo que provoca que colisionen unas con otras en un área cada vez mayor de corrientes adyacentes. Esto crea una gran cantidad de turbulencia que aumenta mucho la presión por delante del objeto y retrasa su velocidad de avance.
Figura 2.6. El efecto de la forma sobre el arrastre. El objeto cilíndrico en (a) tiene una forma excelente para reducir el arrastre por forma porque está afilado en ambas extremidades. El objeto en (b) tiene una mala forma para reducir el arrastre por forma, a pesar del hecho de que tiene exactamente la misma área de superficie que el objeto en (a). Sus extremidades planas aumentan el número de corrientes laminares perturbadas por delante y aumenta el tiempo necesario para restablecer el flujo laminar de detrás.
Adaptada de Prandtl y O.G. Tietgens, 1957.
La extremidad trasera recta de la caja ilustrada en la figura 2.6b impide que estas corrientes perturbadas de moléculas de agua rellenen el hueco hasta que el objeto haya pasado completamente a través de ellas. El resultado es una gran área de baja presión formada de remolinos detrás del objeto donde las corrientes todavía no la han rellenado. Dado que el proceso del relleno es gradual, esta área de baja presión persiste durante más tiempo después del paso del objeto. La combinación de un gran aumento en la presión del agua delante y una disminución igualmente grande y más duradera detrás del objeto creará un diferencial de presión entre el agua delante y el agua detrás del objeto, que tendrá un profundo efecto retardador sobre su avance.
A lo largo de los años, la forma de los barcos, coches y aviones y otros objetos que se desplazan a través del aire y del agua se ha hecho cada vez más afilada por delante y por detrás, y por ello han reducido considerablemente el arrastre por forma. Desafortunadamente el cuerpo humano no está naturalmente afilado. Además, los nadadores no pueden permanecer en una posición estática al desplazarse por el agua. Cambian constantemente de posición, presentando una variedad de formas diferentes al agua delante y al lado de su cuerpo. Para contrarrestar estas desventajas, es importante que los nadadores presenten al agua la forma más afilada posible durante las varias fases de cada ciclo de brazada. Para lograrlo, deben tratar de aplicar las dos siguientes reglas generales en todos los estilos.
1. Los nadadores deben tratar de deslizar el cuerpo entero hacia delante por los agujeros que abren con sus brazos cuando entran y se deslizan hacia delante por el agua. Se podría considerar el tamaño de estos agujeros como abarcando la anchura y profundidad de los hombros y del tronco. Cualquier movimiento del cuerpo no propulsor que se realice por debajo de esta profundidad y por fuera de esta anchura aumentará el arrastre por forma.
2. Los nadadores deben tratar de deslizar la superficie más pequeña y afilada de todas las partes del cuerpo hacia delante por el agua. Las únicas veces que deben presentar superficies planas al agua son cuando están empujando hacia atrás contra ella para acelerar el cuerpo hacia delante. En particular, las manos deben salir del agua con el meñique en primer lugar, entrar en el agua con las yemas de los dedos en primer lugar y deben deslizarse hacia delante con las yemas de los dedos en primer lugar. Los bracistas deben mantener los muslos alineados hacia atrás durante el recobro de las piernas.
La necesidad de crear fuerzas propulsoras no permite a los atletas permanecer con una alineación horizontal y lateral perfectas al nadar por la piscina. Los nadadores de estilo libre y espalda deben rotar su cuerpo longitudinalmente de lado a lado para ganar fuerza propulsora, mientras que los nadadores de braza y mariposa necesitan mover el cuerpo hacia arriba y hacia abajo de forma ondulatoria por la misma razón. La rotación y la ondulación aumentarán el arrastre por forma hasta cierto punto, pero incrementan la propulsión aún más. Por consiguiente, para poder nadar rápidamente, los atletas necesitan equilibrar la necesidad de permanecer alineados horizontal y lateralmente con la necesidad de aplicar la fuerza propulsora. Sin embargo, los nadadores pueden exagerar demasiado cualquiera de los dos aspectos. Pueden mover el cuerpo más de lo necesario en su afán de aplicar la propulsión. De igual manera, las tentativas de mantener el cuerpo en una posición estática que reduce el arrastre resistivo pueden reducir la propulsión aún más.
Algunos expertos creen que la rotación longitudinal reduce el arrastre por forma permitiendo a los nadadores de estilo libre y de espalda pasar más tiempo de lado, donde ocupan menos espacio en el agua. Sin embargo, sospecho que las posiciones con el cuerpo de lado producen al menos tanto arrastre resistivo, si no más, como las posiciones pronas. Un torso plano que está horizontal en relación con la superficie no debería necesariamente ocupar más espacio que uno colocado de lado. De hecho, en los estudios en los que se ha medido el arrastre pasivo, era mayor cuando se remolcaba a los nadadores de lado que cuando se les remolcaba en la posición prona (Counsilman, 1955).
Los nadadores que están de lado pueden de hecho ocupar más espacio en una dirección vertical que lo que ocupan los nadadores que están planos en el plano horizontal. Además, el hecho de rotar el cuerpo de un lado a otro probablemente aumenta el arrastre resistivo comparado con el mantenimiento de una posición prona. No obstante, los nadadores de estilo libre y de espalda deben rotar el cuerpo de lado a lado, porque al hacerlo mejoran la fuerza propulsora que pueden aplicar con el brazo que trabaja y facilitan el recobro del otro. Estas dos ventajas probablemente valen más que cualquier aumento del arrastre resistivo causado por la rotación longitudinal. Los nadadores de estos dos estilos no deben rotar excesivamente de lado a lado bajo la impresión errónea de que están reduciendo el arrastre por forma. La cantidad de rotación del cuerpo debe ser impuesta por los movimientos laterales de los brazos. Los nadadores no deben minimizar estos movimientos para reducir la rotación, ni aumentar los movimientos verticales de los miembros más de lo que requiere una brazada eficaz simplemente para conseguir una mayor rotación longitudinal del cuerpo.
El efecto de la rotación longitudinal del cuerpo de lado a lado sobre el mantenimiento de la alineación lateral en el estilo libre y en espalda se describirá en esta sección porque es muy importante para la natación eficaz. Las ilustraciones de las figuras 2.3 a 2.5 realmente simplifican demasiado el proceso complejo de reducir el arrastre por forma. La natación es una actividad dinámica en la que el cuerpo está cambiando constantemente de posición durante cada ciclo de brazada. Los nadadores deben reducir el arrastre por forma para facilitar la aplicación de la fuerza propulsora y reducir los posibles efectos perturbadores que los movimientos de los brazos ejercen sobre la alineación horizontal y lateral. Los nadadores de estilo libre y de espalda realmente no tienen ninguna elección entre rotar y nadar plano, incluso si las posiciones planas del cuerpo producen menos arrastre por forma. Su elección es rotar o serpentear.
El cuerpo serpenteará de lado a lado si los nadadores tratan de aplanar la posición de su cuerpo al nadar por la piscina porque el cuerpo está suspendido en el agua y los movimientos ascendentes y descendentes de los brazos ejercen fuerzas sobre el torso que lo hacen seguir en la misma dirección. Si tratan de impedir rotar el tronco y las piernas hacia arriba y hacia abajo en la misma dirección que los brazos, el tronco y las piernas se balancearán hacia los lados.
Las fotografías presentadas en la figura 2.7 muestran a los nadadores en su punto máximo de rotación en el estilo libre y en espalda. Como se ve, sus cuerpos rotan considerablemente de la horizontal. Por lo menos rotarán tanto hacia el otro lado durante la próxima brazada.
La rotación longitudinal incrementa la velocidad de nado en el estilo libre y de espalda de varias maneras. Permite a los nadadores colocar sus brazos en una posición más efectiva para ejercer la fuerza propulsora y les permite realizar un batido diagonal que ayuda a estabilizar el tronco durante los movimientos alternos de los brazos. También minimiza los movimientos laterales del tronco, de las caderas y de las piernas, como se ha indicado anteriormente.
Figura 2.7. Nadadores de estilo libre (a) y de espalda (b) en el punto máximo de rotación durante el ciclo de brazada respectiva.
Los nadadores del estilo libre y de espalda deben permitir que el cuerpo siga la acción de los brazos durante las varias fases de cada ciclo de brazada. La acción de rotar el cuerpo debe ser continua durante todo el ciclo de brazada, sin pausas ni restricciones. El cuerpo debe estar siempre rotando hacia un lado o hacia el otro. Sólo debe estar plano momentáneamente al pasar por la horizontal mientras rota de un lado a otro. Los nadadores deben permitir que las caderas y los hombros desciendan libremente cuando el brazo del mismo lado está descendiendo, y deben permitir que asciendan sin demora cuando el brazo empieza a ascender. El brazo derecho y el brazo izquierda se desplazarán siempre en oposición el uno al otro durante cada ciclo de brazada en estos dos estilos. Es decir, un brazo estará descendiendo mientras que el otro está ascendiendo. Por lo tanto, el lado derecho y el izquierdo del cuerpo deben estar movién-dose también en oposición.
Formas en que la rotación longitudinal
puede aumentar la velocidad de nado
Colocando los brazos en una mejor posición para proporcionar la fuerza propulsora
Permitiendo un batido diagonal que estabiliza el cuerpo
Minimizando los movimientos laterales del cuerpo
Se ha supuesto desde hace mucho tiempo que una mayor flotabilidad reducirá el arrastre por forma. Mientras que el centro de masas de los nadadores está localizado en la zona de las caderas, el centro de flotabilidad está localizado en la zona del pecho, donde se sitúan los pulmones y por ende el mayor componente del aire corporal. Como este punto de equilibrio está situado arriba en el tronco, las piernas tenderán a hundirse a no ser que tengan una buena flotabilidad. Se puede determinar fácilmente la flotabilidad de cualquier nadador en particular haciendo que se tumbe en una posición prona en la superficie del agua con los brazos estirados por encima de la cabeza y las piernas extendidas detrás. Si los nadadores tienen mucha flotabilidad, su cuerpo permanecerá horizontal, si no, las piernas se hundirán. Las piernas de los nadadores con alguna flotabilidad se hundirán hasta que estén en un punto entre la posición horizontal anterior y una posición vertical, pero seguirán flotando. Si los nadadores no tienen nada de flotabilidad, las piernas se hundirán y arrastrarán el cuerpo debajo del agua detrás de ellas.
En el pasado, la influencia de la flotabilidad en la reducción del arrastre resistivo se tomaba por hecho. No obstante, ahora varios estudios confirman la creencia de que una mayor flotabilidad reducirá el arrastre resistivo. Dos estudios diferentes, Pendergast et al. (1977) y Watkins y Gordon (1983) sugirieron que las piernas de los hombres tendían a hundirse más fácilmente que las de las mujeres cuando los sujetos de ambos sexos no tenían ningún soporte para las piernas y nadaban por el agua utilizando sólo los brazos. Como promedio, las mujeres tienen mayor flotabilidad que los hombres, lo que puede ser una de las razones por las que más mujeres utilizan ritmos de doble batido. Como tienen menos flotabilidad, la mayoría de los hombres probablemente requieren batidos más fuertes dobles, dobles cruzados o de cuatro o seis tiempos para mantener las piernas cerca de la superficie cuando nadan.
Es de conocimiento común que un aumento del porcentaje graso del cuerpo mejorará la flotabilidad. Sin embargo, esto no significa que los nadadores con mayor grasa corporal tengan una ventaja o que los nadadores deben tratar de aumentar su grasa corporal. Un mayor porcentaje de grasa corporal significa un incremento en el área de superficie del cuerpo, lo que aumentará el arrastre por forma. Por lo tanto, intentar aumentar la flotabilidad añadiendo grasa corporal puede fácilmente conducir a un incremento aún mayor del arrastre por forma. También, como el músculo propulsa al nadador por el agua, parece lógico que deben entrenarse para tener más masa magra. Esto proporcionará una mayor fuerza propulsora, lo que debería compensar cualquier ligera reducción en la flotabilidad.
Nadar rápido, de por sí, mejorará la flotabilidad hasta cierto punto, pero al parecer no anula completamente la ventaja de la flotabilidad natural. La velocidad tiende a mejorar la flotabilidad a causa de la fuerza ejercida hacia arriba por el agua que los nadadores empujan hacia abajo al pasar por ella. No obstante, los nadadores que carecen de flotabilidad pueden tener que dar un batido más vigoroso para mantener las piernas arriba. Ser consciente de la importancia de mantener la parte superior del cuerpo más baja en el agua y horizontal a la superficie durante cada estilo competitivo también ayudará a mantener las piernas elevadas.
El arrastre por empuje es un término utilizado para identificar una forma especial de arrastre por la ola. Decidí llamar la atención sobre él porque tiene quizás el efecto retardador más importante de todas las formas de resistencia del agua. En este caso, los nadadores aplican el principio de Newton de acción y reacción de manera que va en contra de sus intereses, ya que empujan el agua hacia delante, hacia arriba, hacia abajo o hacia los lados con el tronco y los miembros. La fuerza contraria producida cuando los nadadores empujan el agua en direcciones que no van hacia atrás tenderá a empujar el cuerpo en la direc-ción opuesta, a no ser que se vea contrarrestada por otras fuerzas. Una de las maneras más comunes de que los nadadores produzcan el arrastre por empuje es empujando los brazos y las piernas hacia delante contra el agua de forma vigorosa. Por ejemplo, los nadadores de braza empujarán algo de agua hacia delante con las manos y los brazos al extenderlos durante el recobro. La fuerza contraria hacia atrás producida anulará algo la fuerza propulsora del batido de forma que el cuerpo no acelerará hacia delante tan rápidamente como hubiera podido. Es por esto que es tan importante que los nadadores de todos los estilos deslicen las manos y los brazos hacia delante de forma suave e hidrodinámica.
Los nadadores de estilo libre y mariposa que arrastran los brazos hacia delante por la superficie del agua durante los movimientos del recobro también reducirán su velocidad de avance por el mecanismo del arrastre por empuje. Peor aún es el efecto sobre la velocidad de avance cuando los nadadores de mariposa, estilo libre y espalda chocan los brazos contra el agua y los empujan hacia delante de manera muy poca hidrodinámica. La fotografía mostrada en la figura 2.8 ilustra una de las maneras de que los movimientos de recobro aumenten el arrastre resistivo. La nadadora de mariposa está cometiendo el error demasiado común de empujar sus brazos hacia delante y hacia dentro al meter las manos en el agua. Los nadadores que arrastran sus brazos por el agua de esta manera reducirán su velocidad en un 30% dentro de un 1/16 s. Esta reducción de la velocidad de avance, cuando se multiplica por varias brazadas a lo largo de una prueba, puede tener un efecto devastador sobre el rendimiento.
Figura 2.8. Una nadadora de mariposa creando arrastre por empuje durante la entrada de los brazos.
Figura 2.9. El efecto de un batido demasiado profundo
Realmente el ejemplo más extremo del efecto retardador que puede ejercer el arrastre por empuje en la velocidad de avance ocurre durante el recobro de las piernas en braza. La fuerza contraria que producen los bracistas cuando empujan sus piernas hacia abajo y hacia delante contra el agua puede de hecho reducir su velocidad de avance hasta frenarla del todo momentáneamente. Los nadadores de estilo libre, mariposa y espalda que realizan un batido incorrecto también pueden crear arrastre resistivo, además de minimizar la fuerza propulsora. Cualquier movimiento de pedaleo que causa que los muslos empujen hacia delante contra el agua reducirá la velocidad de avance.
Realizar un batido demasiado profundo también puede causar arrastre por empuje en el estilo libre y en mariposa. Cuando los nadadores realizan un batido más profundo de lo necesario para ganar propulsión, no sólo aumentan el espacio que ocupan en el agua, sino que también empujan algo de agua hacia delante con las piernas. El dibujo en la figura 2.9 ilustra el efecto retardador de realizar un batido demasiado profundo. Las trayectorias del pie en el batido muestran que los nadadores que lo realizan con demasiada profundidad realmente empujan los pies hacia delante en el agua durante la última parte del movimiento descendente del batido. Esto, por supuesto, creará una fuerza contraria que reduce la velocidad de avance.
Cuando los nadadores empujan hacia abajo o hacia arriba contra el agua con los miembros, la fuerza contraria tenderá a empujar el cuerpo hacia arriba o hacia abajo en la dirección opuesta y a reducir su velocidad de avance. Como se explicó en el capítulo 1, sin embargo, los movimientos ascendentes y descendentes de los miembros son esenciales para la propulsión y la continuidad de la brazada. Estos movimientos verticales no deben ser excesivos, ni deben ejecutarse con gran fuerza a no ser que los miembros estén desplazándose hacia atrás durante una fase propulsora del ciclo de brazada. Para decirlo de una forma más específica, los nadadores de estilo libre y de espalda deben desplazar los brazos hacia abajo a la posición del agarre lo más suavemente posible. Deben permitir que las yemas de los dedos vayan delante para mejorar la forma hidrodinámica de las manos.
Los nadadores de estilo libre y mariposa no deben empujar hacia arriba contra el agua con los brazos durante los últimos centímetros hasta que salen del agua. La fase propulsora de las brazadas en estos dos estilos de nado se completa varios centímetros por debajo de la superficie cuando los brazos dejan de desplazarse hacia atrás y empiezan el recobro hacia delante. De hecho, empujar hacia arriba contra el agua antes de que las manos lleguen a la superficie impulsa el agua hacia arriba y hacia delante. Describiré el efecto negativo de esta técnica demasiado común, y sin embargo incorrecta, con mayor detalle en el próximo capítulo.
Los movimientos laterales de las piernas y los brazos también son una parte íntegra de los cuatro estilos competitivos. Los movimientos laterales de las piernas probablemente tienen un efecto estabilizador sobre el torso de los nadadores de estilo libre y espalda. Además de la propulsión que proporcionan, las piernas probablemente actúan como contrapeso a los movimientos verticales y laterales de los brazos de manera que el tronco y las caderas no son empujados demasiado hacia arriba, hacia abajo o hacia el lado.
Los movimientos laterales durante las fases propulsoras de la brazada son necesarios. Los nadadores los utilizan para colocar los brazos para la aplicación más efectiva de la fuerza propulsora. Sin embargo, no deben hacer un esfuerzo consciente para empujar el agua hacia dentro o hacia fuera, ya que los movimientos laterales excesivamente largos o poderosos harán perder la alineación lateral del cuerpo de los nadadores en estilo libre y espalda y aumentarán el arrastre resistivo.
Los nadadores de estilo libre y espalda deben tener cuidado cuando deslizan las manos hacia abajo y hacia fuera durante el primer tercio de la brazada subacuática. Estas no son fases propulsoras de la brazada, y si empujan las manos y los brazos hacia fuera con demasiada fuerza, la fuerza contraria les hará perder la alineación del cuerpo en la dirección opuesta y aumentará el arrastre resistivo. Por lo tanto, deben reducir sus movimientos laterales al mínimo, y hacerlos suavemente con las yemas de los dedos delante para adoptar una forma más hidrodinámica hasta que los brazos lleguen a la posición del agarre. Entonces, y sólo entonces, deben aplicar una gran cantidad de fuerza hacia atrás.
Para los nadadores de mariposa y braza, los mayores movimientos laterales de los brazos tienen lugar durante la primera parte de la brazada subacuática. Deslizan las manos y los brazos hacia fuera para colocarlos de forma que puedan empujar el agua hacia atrás. Las fuerzas contrarias producidas por los movimientos simultáneos de los brazos hacia fuera se anularán de manera que los nadadores de dichos estilos no perderán la alineación lateral del cuerpo. Los nadadores de mariposa y braza tienden a utilizar demasiado pocos, no demasiados, movimientos laterales de los brazos durante la fase propulsora de su brazada. Generalmente necesitan desplazar los brazos más hacia fuera, más allá de la anchura de los hombros, con este fin. Sin embargo, estos movimientos laterales antes del agarre deben hacerse suavemente y de forma hidrodinámica. Una gran fuerza lateral reducirá la velocidad de avance, aunque no perturbe la alineación lateral. Además, la fuerza producida es innecesaria y sólo predispondrá a los nadadores a fatigarse muy pronto durante las pruebas.
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.
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:
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.
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:
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 creen que cualquier mejora se debe a factores psicológicos o al hecho de sentir mejor el agua.
Sharp y Costill (1989) han presentado una prueba convincente que sugiere que el afeitado efectivamente reduce el arrastre por fricción. Estudiaron a un grupo de nadadores que realizaron pruebas submáximas a un ritmo determinado y a velocidades idénticas. Se estableció la velocidad de la misma forma, tanto antes como después del afeitado, utilizando una máquina de ritmos. Después del afeitado, los nadadores completaron sus pruebas a un ritmo determinado con valores de lactato en sangre considerablemente más bajos y mayores longitudes de brazada. Los valores medios de lactato en sangre para el grupo disminuyeron de 8,48 mmol/l antes del afeitado a 6,47 mmol/l después del afeitado para las pruebas del mismo tiempo y ritmo. La longitud media de brazada aumentó de 2,07 m/ciclo de brazada antes del afeitado a 2,31 m/ciclo de brazada después. El grupo de control no mejoró en ningún parámetro. Nueve días separaban los períodos de prueba antes y después del afeitado, de manera que el nivel de acondicionamiento de los nadadores probablemente no había cambiado.
Era posible asignar los resultados presentados por estos investigadores al hecho de que los nadadores pudieron sentir mejor el agua. Por consiguiente, Sharp y Costill hicieron que los sujetos participasen en otra prueba, esta vez diseñada para mostrar que las mejoras en las pruebas a un ritmo determinado se debían a la reducción del arrastre por fricción. Tanto el grupo experimental como el de control realizaron series idénticas antes y después del afeitado. Sin embargo, en este caso, nadaban atados y se comparó el coste energético de ambas condiciones. La razón de nadar atado era para eliminar el arrastre por fricción. Los nadadores no podían arrastrar el agua con ellos si no se estaban desplazando por ella. Por lo tanto, si los nadadores mejoraban su rendimiento en la prueba en la que estaban atados después del afeitado, se debería probablemente a una mejor sensación cinestésica. Y si su rendimiento en la prueba en que estaban atados no mejoraba después del afeitado, sería una buena indicación de que las mejoras que habían conseguido en las pruebas anteriores se debían probablemente a un menor arrastre por fricción. Se evaluó el coste energético de las dos condiciones midiendo y comparando el consumo de oxígeno durante varias etapas incrementales del trabajo.
Los nadadores no reducían el coste energético durante las pruebas de natación cuando estaban atados después del afeitado. Al parecer, el afeitado no mejoró su capacidad de sentir el agua. De otra forma, los nadadores hubieran realizado brazadas más eficaces y el coste energético hubiera sido más bajo en la natación atada después de eliminar el vello. Por lo tanto, los autores concluyeron que una reducción del arrastre por fricción, como resultado del afeitado, parecía ser la causa lógica de las menores concentraciones de lactato en sangre y los incrementos de la longitud media por brazada.
Existen otros métodos, además de afeitarse, que pueden utilizar los nadadores para reducir el arrastre por fricción. Llevar bañadores hechos de telas de baja fricción es uno de ellos. Parece que se están desarrollando nuevas telas de baja fricción cada pocos meses. Se pretende que algunas telas causan menos arrastre por fricción que la piel humana. Queda por confirmar si estas pretensiones son verdaderas, porque los métodos actuales para medir el arrastre por fricción de las telas carecen de la validez suficiente para proporcionar un resultado fidedigno. Varios estudios han demostrado que el arrastre pasivo se reduce cuando se remolca a los nadadores por el agua vestidos en los nuevos bañadores parciales y completos. Sin embargo, estas comparaciones se hicieron comparándolos con el arrastre pasivo de nadadores sin afeitar. Que yo sepa, en la actualidad, no existen datos publicados que muestren que el arrastre pasivo es menor cuando se comparan los valores de nadadores afeitados con y sin los bañadores completos.
Tengan una baja fricción o no, los bañadores que se ajustan bien deben reducir el arrastre por fricción por el agua a causa de su efecto sobre el contorno del cuerpo. Desde un punto de vista positivo, dichos bañadores pueden hacer que el cuerpo sea más hidrodinámico reduciendo los michelines del pecho y de las caderas. Desde un punto de vista negativo, el grosor adicional de la tela podría aumentar la circunferencia de las partes del cuerpo y, así, incrementar el arrastre por forma. Quizá, cuando se haya perfeccionado la metodología para medir el arrastre activo, podremos decir de forma concluyente si ciertas telas y estilos de bañador reducen el arrastre por fricción más que la piel afeitada. Hasta entonces, los nadadores tendrán que decidir basándose en sus sensaciones y su rendimiento. Sin embargo, cualquier bañador que escojan debe ajustarse bien. No debería tener bolsillos o áreas sueltas que puedan atrapar el agua. Se deben reducir las costuras al mínimo y no deben ser más salientes que lo necesario para mantener el bañador intacto, y éste no debe restringir el movimiento de los miembros de ninguna forma.
Llevar gorro es otra manera de reducir el arrastre por fricción. Como se mencionó anteriormente, los gorros pueden hacer que la cabeza sea más hidrodinámica y que presente una superficie más lisa al agua que una cabeza con pelo suelto. Al igual que los bañadores, los gorros deben estar confeccionados con telas que tengan un mínimo de fricción, deben carecer de costuras y ajustarse completamente con muy pocas arrugas que puedan atrapar el agua y causar turbulencia.
Recientemente, se han introducido bañadores y gorros con superficies rugosas. La razón es que un pequeño grado de rugosidad uniforme en una superficie tiende a causar que la capa límite se separe un poco más tarde, lo que trae como resultado menos turbulencia alrededor del objeto. Una superficie rugosa causa la formación de vórtices de burbuja, áreas donde la capa límite se separa y luego se une otra vez por encima de la superficie del objeto. La formación de vórtices de burbuja tiene el efecto de retrasar la separación completa de la capa límite del objeto. El mejor ejemplo de la forma en que se puede utilizar una superficie rugosa para mantener una capa límite intacta durante más tiempo es la superficie con hoyuelos de una pelota de golf. La rugosidad de la superficie causa la formación de vórtices de burbuja y, al hacerlo, una separación más tardía de la capa límite alrededor de la pelota. Como la capa límite se separa más tarde, el área de remolinos detrás de la pelota será menor y se llenará más rápidamente. Esto, a su vez, reduce el efecto de succión trasera sobre la pelota de manera que irá más lejos en el aire. Puede ser posible que alguna rugosidad en la superficie de los bañadores y los gorros pudiese retrasar la separación completa de la capa límite y así reducir el arrastre por fricción. Sin embargo, no tenemos manera de asegurarnos porque los métodos para comprobar este efecto todavía no son lo suficientemente sofisticados como para llegar a una conclusión fidedigna.
El simple hecho de nadar más rápido aumentará el arrastre resistivo, incluso cuando los atletas están nadando de manera muy eficaz. Cuando los nadadores empujan su cuerpo hacia delante contra el agua con mayor velocidad, el agua empujará hacia atrás con una mayor fuerza resistiva. Por ejemplo, como se indicó anteriormente, cualquier pequeño aumento de la velocidad causará un incremento del arrastre resistivo en un factor de 4. Por lo tanto, los nadadores encuentran más arrastre resistivo cuando nadan más rápido.
El efecto de la velocidad sobre el arrastre resistivo puede parecer académico, porque sería estúpido para un atleta nadar despacio y perder sus pruebas simplemente para reducir la resistencia del agua. Sin embargo, existe una aplicación de esta información que apoya la sabiduría de escoger un ritmo más lento al principio de las pruebas. Un atleta que nada la primera mitad de la carrera a una velocidad más lenta debe gastar menos esfuerzo para superar el arrastre resistivo. Por consiguiente, dicho nadador quizá puede ganar la carrera terminando más rápidamente, siempre, por supuesto, que se quede lo bastante cerca como para adelantar a sus competidores y que dichos competidores estén más fatigados por nadar más rápidamente al principio de la prueba. Esta observación es evidentemente muy teórica. Muchos factores, además de escoger bien el ritmo de la prueba, están implicados en ganar. No obstante, debe considerarse el ahorrar energías con una buena elección del ritmo a seguir a la hora de planificar la carrera.
