M9 Modos en Fluidos (Natación / Ciclismo / Remo)

Tópico

En los deportes que implican desplazamiento dentro de un medio fluido, ya sea en la natación, el ciclismo, el remo o el esquí acuático, la resistencia hidrodinámica o aerodinámica que experimenta el deportista constituye, en general, uno de los principales factores que limitan su rendimiento.

En la natación, la resistencia activa que experimenta el nadador aumenta aproximadamente con el cuadrado de su velocidad, de manera análoga a la resistencia aerodinámica establecida en otro modelo de este conjunto. Su magnitud depende fuertemente tanto de la posición y de la forma hidrodinámica del cuerpo como de la técnica de nado.

La propulsión del nadador se genera mediante la interacción de sus brazos y piernas con el agua. De acuerdo con la tercera ley de Newton, establecida también en otro modelo de este conjunto, el nadador ejerce fuerzas sobre el agua y recibe de ella fuerzas de reacción que contribuyen a su avance. La mano y el brazo pueden actuar como superficies propulsivas que producen simultáneamente componentes de sustentación y de arrastre, tal como se describe en otro modelo de este conjunto dedicado a la sustentación sobre el brazo y la mano de un nadador.

En el ciclismo, a velocidades elevadas, una parte importante de la potencia desarrollada por el ciclista se destina a vencer la resistencia aerodinámica, descrita también en otro modelo de este conjunto. El número de Reynolds caracteriza el régimen del flujo alrededor del cuerpo del deportista y permite relacionar su velocidad, las dimensiones características de su cuerpo y las propiedades del fluido. En la natación, los valores típicos de este número corresponden a un flujo en el que predominan efectos turbulentos y pueden presentarse fenómenos de transición y separación alrededor del cuerpo.

En el agua interviene además la flotabilidad. De acuerdo con el principio de Arquímedes, el empuje que experimenta el deportista influye en la posición de su cuerpo y en el esfuerzo necesario para mantenerse a flote. Esta posición modifica, a su vez, la resistencia hidrodinámica y, por tanto, la potencia necesaria para desplazarse.

La eficiencia del nado puede expresarse como el cociente entre la potencia propulsiva útil y la potencia mecánica total generada por el nadador, en correspondencia con el modelo de este conjunto que relaciona la energía mecánica útil con la energía metabólica consumida. Para una misma potencia mecánica disponible, una reducción de la resistencia hidrodinámica permite destinar una mayor fracción de esa potencia al desplazamiento útil y, por tanto, aumentar la eficiencia del nado.

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