La propulsión: El desplazamiento en el medio acuático

Actualmente no sabemos que leyes del movimiento aplican los nadadores de élite para propulsar sus cuerpos a través del fluido. Numerosos son los estudios dedicados a conocer que fuerzas interactúan en este movimiento. En la literatura deportiva existen muchas teorías pero ninguna de ellas ha sido probada de forma concluyente. Esta afirmación quizá pueda sorprender dado que muchos expertos y entrenadores aceptan como la base de la propulsión en el medio acuático el Teorema de Bernoulli. De forma reconocida esta teoría es la más asentada en la actualidad pero probablemente no sea la única ley física que los nadadores utilizan para mover su cuerpo en un medio no natural para el ser humano.

Desde la época de los egipcios nos llegan los primeros antecedentes del ser humano en el arte de flotar y desplazarse en el medio acuático. Los Romanos que tomando de los griegos la cultura de los egipcios ya realizaban ejercicios de natación como método de entrenamiento para los guerreros.

Desde entonces el ser humano ha tenido que desarrollar un patrón de movimientos para producir una fuerza eficaz que le permitiera el desplazamiento en el medio acuático.

Dado que el agua presenta una resistencia mucho mayor a los movimientos del ser humano hacia delante, debido a que es 1000 veces más densa que el aire. No nos sorprende por tanto, que la eficacia sea inferior que en cualquier otra disciplina deportiva. Conociendo esto hoy en día sabemos que para incrementar esa eficacia debemos tratar de aumentar la fuerza propulsiva a la vez que minimizaremos la resistencia al avance en ese fluido.

1.     Concepto de propulsión: Aplicamos el término propulsión a la acción que realizamos con las extremidades superiores e inferiores para lograr vencer la resistencia al agua y de este modo poder desplazarnos en el fluido.

Las ideas más clásicas sobre la descripción de los movimientos natatorios se sitúan en los años 60 y con una figura destacada Counsilman. Sentando las bases del análisis técnico en natación afirmaba que "El nadador avanza con más eficiencia empujando una cantidad de agua mayor lentamente que moviendo una cantidad de agua menor rápidamente". Pero fue a partir de este comienzo cuando en el año 1979 aparecen las primeras teorías con una sólida fundamentación.

Counsilman nos dice que es mejor empujar mucha agua en pequeños espacios que poca cantidad en grandes distancias, siendo esta la peor forma de obtener una propulsión efectiva en el agua.

Barcel a su vez añade que no sólo se puede aplicar fuerza hacia atrás sino también hacia los laterales para de este modo propulsar el cuerpo hacia delante. Esta formulación es de especial interés porque es cierto que no se puede generar Fuerza de Sustentación sin generar F. Resistencia porque cualquier cuerpo que se desplace en un fluido origina una línea de corriente y todo está generando un vacía atrás (esto crea Fuerza resistencia). Todo depende de la velocidad.

2.    Conceptos de hidrodinámica. Análisis básico de las fuerzas que intervienen en la propulsión: En el año 1968, tenemos las primeras referencias en la Unión Soviética, en donde sale a publicación un manual sobre el análisis del estilo libre o crol, observando como existe una descripción más pormenorizada sobre las fuerzas que intervienen en el desplazamiento en el medio acuático. Detallando en el los momentos para el correcto equilibrio de las fuerzas. También aparece analizada la fuerza de sustentación como elemento a tener en cuenta en la propulsión. Hoy en día gracias a la hidrodinámica conocemos más de cerca cuales son las leyes que rigen el movimiento en los fluidos.

- Principio de acción y reacción( 3ª ley de Newton): Aplicada a nuestro objeto de estudio podemos decir que al aplicar una fuerza, doto al agua de cierta inercia y me da una fuerza no de igual magnitud y sentido contrario.

De este modo si hago una fuerza hacia abajo, el agua me devuelve otra hacia arriba, tiendo a elevarme, si la aplicase hacia arriba me hundiría aún más. Empujar el agua siempre hacia atrás, hace que pueda avanzar. Si observamos un buen nadador lo vemos más elevado porque propulsa de forma adecuada y del mismo modo su velocidad media es más alta.

-       Teorema de Bernoulli: Según el teorema de Bernoulli, el principio de la propulsión es que las manos de los nadadores actúan cortando el agua. Cuando el líquido fluye por encima de ellas, se desplaza circula a mayor velocidad por encima de los nudillos que bajo la palma. Por lo que esto origina una presión diferencial entre la palma y los nudillos que produce una fuerza elevadora. Cuando esta fuerza elevadora interactúa con la F. de resistencia al avance de la mano a través del fluido que esta ejerce sobre aquella, da como resultante una fuerza que propulsa el cuerpo del nadador hacia delante.

El desplazamiento del fluido sobre la mano va a crear diferentes zonas de presión. La posición de la mano es la que permite mantener la fuerza de sustentación (Grafico 3). Esta fuerza será perpendicular a la dirección del movimiento. Pero: ¿Debe existir una fuerza de arrastre para generar una fuerza?. Aunque es muy probable que las fuerzas resultantes y de elevación tengan origen cuando los nadadores realizan la brazada en sentido diagonal, el grado de magnitud de dichas fuerzas podemos decir que está más relacionado con los ángulos de ataque de las manos y con el desplazamiento hacia atrás del agua que resulta de esto, que con cualquier aceleración del flujo del agua sobre la parte de los nudillos. Si no sucediera de este modo, los nadadores no tendrían porque que colocar durante el desplazamiento en el agua las manos en un ángulo determinado, simplemente utilizando su forma laminar produciría fuerzas elevadoras y resultantes de acuerdo con el teorema de Bernoulli. Investigaciones realizadas por (Maglischo 1986, y Maglischo et al. 1986, 1987) dejaron patente que los nadadores generan una mayor fuerza propulsora cuando mueven sus manos a través del agua en ciertos ángulos de ataques determinados.

Después de este análisis básico podríamos decir que tanto la tercera ley de newton como el teorema de Bernoulli contribuyen a la propulsión en el medio acuático, pero muy probablemente la Ley de acción – reacción (3a Ley de Newton) sea la que juega un papel mucho más destacado.

Para Koehler (1987) el Teorema de Bernoulli resulta un método excesivamente complejo para describir la producción de fuerzas propulsoras no así en cambio el concepto de "remar" desplazando el agua hacia atrás y propulsar el cuerpo hacia delante, el cual nos describe de forma precisa los mecanismos de propulsión más importantes utilizados por los nadadores, estos parecen utilizar las manos como si fueran las pala de una hélice. En cada fase de la brazada sus manos generan una nueva pala cada vez que modifican la dirección