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Propulsión con las piernas
ОглавлениеEn la década de los sesenta y principios de los setenta, la opinión dominante entre los expertos de la natación era que las piernas no contribuían a la propulsión en tres de los cuatro estilos competitivos porque se movían hacia arriba y hacia abajo en lugar de hacia atrás. La excepción era la braza, en la que las piernas efectivamente empujaban hacia atrás. Esta opinión cambió a finales de los setenta. Se reexaminó el papel de las piernas cuando llegó a estar de moda la propulsión por sustentación y empezamos a pensar que la contribución del batido a la propulsión podría ser mayor de lo que habíamos imaginado. Desde entonces, ha habido un renacimiento del interés por la contribución del batido a la velocidad de avance, y con justicia.
Creo que el batido del estilo libre y espalda y el batido de delfín que se utiliza en mariposa contribuyen mucho a la velocidad del nado. Ahora citaré los resultados de dos estudios que apoyan el batido como agente propulsor.
Watkins y Gordon (1983) hicieron que un grupo de 33 nadadores competitivos de ambos sexos nadasen unas distancias cortas a velocidad máxima con el estilo libre completo (con brazos y piernas) y sólo con los brazos. Durante las pruebas sólo con los brazos, los nadadores llevaban un pullbuoy para dar soporte a las piernas. Encontraron que los nadadores sólo podían nadar con los brazos al 90% de la velocidad que alcanzaban cuando ejecutaban el estilo completo. Por consiguiente, el batido aumentaba la velocidad aproximadamente en un 10% como promedio.
El trabajo más convincente sobre la propulsión de las piernas fue realizado por Hollander y colaboradores (1988), que utilizaron un sistema llamado MAD (medición del arrastre activo) para medir la fuerza propulsora durante la natación con estilo completo y con sólo los brazos. La figura 1.26 ilustra el sistema MAD.
El sistema MAD consta de una serie de almohadillas montadas en palos debajo del agua. Las almohadillas están también debajo del agua y están colocadas a distancias iguales a lo largo del palo de manera que los nadadores pueden estirarse hacia delante, agarrar una almohadilla y empujar hacia atrás contra ella con un brazo tras otro mientras nadan por la piscina. Se sitúan las almohadillas después de varias pruebas con los nadadores, para que su ritmo de brazada sea lo más normal posible durante la prueba. Cada almohadilla está conectada a un transductor de fuerza que tiene una interfaz con un ordenador de manera que se pueda medir la fuerza aplicada por el nadador al empujar contra la almohadilla. Dado que no hay deslizamiento cuando los nadadores empujan contra la almohadilla, toda la fuerza aplicada será propulsora y nada se pierde ni se usa para otros propósitos tales como la estabilización. Por consiguiente, el efecto de cualquier tratamiento experimental de la fuerza propulsora puede medirse directamente según la cantidad de fuerza que los nadadores puedan aplicar contra las almohadillas.
Figura 1.26. Un esquema del sistema MAD.
Adaptada de Toussaint, 1988.
Hollander y sus colaboradores estudiaron a 18 nadadores holandeses de ambos sexos del equipo nacional y de nivel olímpico en cada una de las dos condiciones:
1 Cuando nadaban estilo libre completo (con brazos y piernas) a velocidad máxima.
2 Cuando nadaban estilo libre sólo con los brazos con un pullbuoy para dar soporte a las piernas.
La fuerza media producida por los sujetos durante la natación completa fue, como promedio, aproximadamente un 12% mayor que cuando sólo utilizaban los brazos. Hollander y sus colaboradores concluyeron, por lo tanto, que el batido contribuía como promedio un 12% a la propulsión en el estilo libre completo.
Lo que es bastante interesante es que estos investigadores encontraron que algunos atletas ganaron una cantidad considerable de fuerza propulsora de su batido mientras que otros, al contrario, perdían fuerza propulsora cuando realizaban el estilo libre completo. Esto significa que el batido puede aumentar o reducir la fuerza propulsora según la habilidad con la que se realiza. Algunos nadadores sacaban hasta un 27% más de fuerza propulsora del estilo completo, mientras que otros producían hasta un 6% más de fuerza propulsora cuando sólo nadaban con los brazos.
Existen pocas investigaciones acerca de la contribución del batido de delfín a la natación estilo mariposa. Sin embargo, yo supondría que contribuye aún más que el batido a la propulsión de los nadadores del estilo libre. El batido de espalda probablemente contribuye por lo menos tanto a la propulsión como el batido del estilo libre.
El batido es aceptado ahora por la mayoría de los expertos como un importante agente propulsor, pero el mecanismo responsable de la propulsión sigue siendo un misterio. Creo que el principio de Newton de acción y reacción también es responsable de la propulsión del batido. Es relativamente fácil de entender cómo los bracistas podrían utilizar las plantas de los pies para empujar el agua hacia atrás durante el batido, pero no es tan fácil comprender cómo pueden hacer esto en el batido del estilo libre y el de delfín, porque las piernas se desplazan hacia arriba y hacia abajo mucho más que hacia atrás en estos movimientos.
Un estudio de la trayectoria de los pies de los nadadores a través del agua revela que existe una pequeña cantidad de movimiento hacia atrás al inicio del movimiento descendente del batido del estilo libre y del delfín, y también durante el movimiento ascendente del batido de espalda. Es probablemente durante estos dos períodos cortos de tiempo en los que los pies se están desplazando hacia atrás cuando los nadadores aceleran su cuerpo hacia delante con los batidos del estilo libre y de delfín. La figura 1.27 muestra las trayectorias del movimiento descendente y ascendente del batido de delfín en mariposa y el movimiento ascendente y descendente del batido de espalda. La trayectoria del batido del estilo libre es parecida a la del batido de delfín.
Las líneas que representan las trayectorias de los pies en las figuras 1.27a y c muestran cómo los pies se desplazan efectivamente hacia atrás además de hacia abajo durante la primera mitad del movimiento descendente del nadador de mariposa y durante la primera mitad del movimiento ascendente del nadador de espalda. El dibujo de los vectores indica cómo la fuerza propulsora podría producirse por una combinación de las fuerzas de sustentación y de arrastre que los nadadores provocan con las piernas al desplazarlas hacia abajo y hacia atrás. Obsérvese que hay sólo un pequeño período de tiempo durante estos batidos en que los nadadores realmente están empujando el agua hacia atrás. Los pies se desplazan hacia abajo o hacia arriba en mayor grado y también se desplazan hacia el lado en espalda, aunque este movimiento no se ve en las vistas laterales presentadas en esta figura. Por lo tanto, los nadadores probablemente aceleran el cuerpo hacia delante durante sólo la primera parte del movimiento descendente en el estilo libre y del movimiento ascendente en espalda, pero el coste es alto ya que sólo una pequeña cantidad de la fuerza total producida se utiliza para este propósito. Esta observación está en la línea de dos hechos comúnmente conocidos acerca del batido del estilo libre y de espalda:
1 Los nadadores no pueden propulsarse hacia delante tan rápidamente con las piernas como con los brazos.
2 El coste energético de producir la fuerza propulsora con el batido es mucho mayor que el coste de producir la misma cantidad de fuerza propulsora sólo con la brazada.
Basándome en los dibujos de los vectores para la segunda mitad del batido de delfín en la figura 1.27a y del movimiento ascendente del batido de espalda en la figura 1.27c, he concluido que estas partes del batido no son propulsoras porque todas las fuerzas combinadas de sustentación y arrastre serán dirigidas hacia arriba, como indican dichos dibujos. Por lo tanto, el propósito principal de la segunda mitad del movimiento descendente del batido del estilo libre y la fase correspondiente del movimiento ascendente del batido de espalda es probablemente para estabilizar las caderas en la superficie y así mantener una buena alineación horizontal y lateral. Sin embargo, sí que creo que los nadadores de mariposa ganan propulsión durante la segunda mitad del batido de delfín utilizando un mecanismo que he denominado la ondulación corporal inversa, que describiré en el capítulo 3.
Los movimientos ascendentes del batido del estilo libre y de delfín y el movimiento descendente del batido de espalda son probablemente sólo efectivos para mantener la alineación corporal y no tienen una función propulsora. He basado este supuesto en el hecho de que los pies nunca se desplazan hacia atrás durante los movimientos ascendentes de estos batidos (excepto en espalda). Como se aprecia en las trayectorias de los pies ilustradas en la figura 1.27, se están desplazando hacia arriba y hacia delante en el batido del estilo libre y de delfín, y hacia abajo y hacia delante en el batido de espalda. Los dibujos de los vectores muestran que durante los movimientos ascendentes del batido de delfín y del estilo libre todas las fuerzas combinadas de sustentación y arrastre se dirigen hacia abajo. Esta fuerza se dirige hacia arriba para los nadadores de espalda durante el movimiento ascendente del batido.
Figura 1.27. Trayectorias del movimiento descendente (a) y ascendente (b) del batido de delfín en mariposa y movimiento ascendente (c) y descendente (d) del batido en espalda.
No se conoce la magnitud real de las fuerzas de sustentación y de arrastre que producen los nadadores con los pies, aunque sospecho que producen más arrastre que sustentación, porque los dibujos de los vectores indican que las caderas se verían arrastradas hacia abajo si los nadadores produjeran más sustentación que arrastre durante el movimiento descendente del batido del estilo libre y de delfín y que las caderas serían empujadas hacia arriba durante el movimiento ascendente de espalda. Se han elaborado dibujos de los vectores en los que las fuerzas de sustentación son mayores que las de arrastre para el movimiento descendente del batido de delfín y el movimiento ascendente del batido de espalda en las figuras 1.28 (a) y 1.28 (b), respectivamente.
Como se ilustra, si las fuerzas de sustentación generadas por los pies fuesen iguales o mayores que las fuerzas de arrastre que producen, la fuerza dominante (sustentación) iría dirigida hacia abajo y hacia delante durante el movimiento descendente del batido del estilo libre y de delfín, arrastrando las caderas hacia abajo. Esto es, por supuesto, lo opuesto al efecto real del movimiento descendente de estos dos batidos, en los que las caderas suelen ser empujadas hacia arriba cuando los nadadores dirigen el batido hacia abajo. De igual manera, una gran fuerza de sustentación tendería a empujar las caderas hacia arriba durante el movimiento ascendente del batido de espalda. Esto también es el efecto opuesto de lo que se produce durante el movimiento ascendente del batido en el que las caderas suelen ser empujadas hacia abajo. Por consiguiente, es dudoso que las fuerzas de sustentación predominen durante los movimientos de batido.
Colwin (1992) ha planteado que el mecanismo del aro volador es responsable de la propulsión de los batidos. Se ha propuesto que el mecanismo del aro volador en el movimiento descendente del batido de delfín, ilustrado en la figura 1.29, opera de la siguiente manera: durante el movimiento descendente, el nadador lleva agua hacia abajo con los pies. Esa agua es empujada hacia atrás rápidamente cuando los pies llegan al final del movimiento descendente y cambian de dirección para empezar a ascender. El impulso hacia atrás del agua crea una propulsión efectiva porque produce una fuerza contraria que impulsa el cuerpo hacia delante. Sin embargo, dudo que el mecanismo del aro volador realmente propulse a los nadadores hacia delante de esta forma. Como ya se ha explicado, la propulsión por este mecanismo depende de la capacidad de los nadadores de mantener el efecto de un vórtice adherido al desplazar los pies hacia abajo por el agua. Este mecanismo, aunque sea posible con objetos con perfil de ala en el aire y el agua, probablemente no ocurre con los seres humanos porque los pies no tienen un perfil de ala. Los pies humanos son aun menos parecidos a formas con perfil de ala que las manos, que, como se ha indicado anteriormente, tampoco tienen dicho perfil. Por lo tanto, es dudoso que se pudiese mantener una corriente estable de agua alrededor de los pies mientras realizan el movimiento descendente.
Figura 1.28. La propulsión dominada por la fuerza de sustentación durante el batido. El dibujo del vector (a) muestra el efecto de la propulsión dominada por la fuerza de sustentación durante el movimiento descendente del batido de delfín en mariposa. El dibujo del vector (b) muestra el mismo efecto para el batido de espalda.
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.