PRINCIPIOS FÍSICOS Y MECÁNICOS.
 
La Técnica de la Natación Moderna.
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PRINCIPIOS FÍSICOS Y MECÁNICOS.

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PRINCIPIOS MECÁNICOS IMPLICADOS EN LA NATACIÓN.

El conocimiento de la mecánica de los diferentes estilos de natación debe estar basado en ciertos principios mecánicos relacionados directamente con esta. La mayor parte de las ideas erróneas relacionadas con la mecánica de los estilos de natación provienen, ya sea, de una mala comprensión y una mala e inapropiada aplicación de estos principios, o bien, de una completa falta de interés o de una falta de conocimiento de los mismos.

La comprensión incompleta de estos principios generalmente da como resultado conceptos erróneos tales como la idea de que el nadador debe bracear con el brazo recto y extendido en los estilos de crawl, mariposa y dorso. En las siguientes palabras pronunciadas por un entrenador se aprecia una completa falta de interés hacia los principios mecánicos "la mecánica de los estilos no tiene gran importancia. Cada vez que trabajo los estilos de mis nadadores, nadan más despacio; y si los dejo solos, nadan más rápido". Por otra parte, esta declaración demuestra el importantísimo principio de que una dirección deficiente en el entrenamiento es peor que ninguna: un nadador a menudo desarrollará un mejor estilo si se le deja solo que si se le enseña incorrectamente.

Un entrenador o un nadador que únicamente desea saber el cómo y no el porqué de la mecánica de los diferentes estilos, carece de curiosidad intelectual y, cuando mucho, solamente puede aspirar a que su trabajo de enseñanza sea mediocre o a adquirir una mecánica mediocre. Un nadador no debe utilizar solamente su cuerpo sino también su intelecto; esto es lo que hace de la natación una actividad placentera e interesante. Gran parte de este tratado está dedicado a la descripción de cómo se nadan los diversos estilos, pero una parte igualmente importante está destinada al porqué.

El nadador y el entrenador no solamente deben saber que hacer y porqué deben hacer las cosas en cierta forma; también deben saber que es lo que no se debe hacer y porqué deben evitarse ciertos defectos en la mecánica. Todos estos factores serán analizados en los capitulos correspondientes a la mecánica de los estilos.

a continuación se examinan los principios mecánicos que se aplican en los estilos de natación. Un conocimiento adecuado de estos principios permitirá al alumno y ´profesor a entender mas fácilmente la teoría de la mecánica de la natación.
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RESISTENCIA Y PROPULSIÓN.

En un momento determinado, la velocidad de avance hacia delante de un nadador es el resultado de dos fuerzas; una trata de frenarlo, es la resistencia causada por el agua que el tiene que quitar de su camino o arrastrar consigo. La otra fuerza; que lo empuja hacia delante, se llama propulsión y es producida por los brazos y piernas.

Para poder nadar con mayor rapidez, un nadador debe:
1; disminuir la resistencia.
2; aumentar la propulsión.
3; utilizar una combinación de ambos factores. al estudiar la mecánica de los estilos de tratarse de planear las técnicas adecuadas para lograrlo. Uno de los mayores avances registrados en la mecánica de los estilos en los últimos años ha sido, probablemente, la reducción de la resistencia. por ejemplo, los nadadores de estilo de pecho nadan en una posición mucho más plana actualmente que en años pasados, y también producen una resistencia menor al emplear una patada más corta.

Figura 1.1. Resistencia y propulsión.

El estudio del acondicionamiento de un nadador se relaciona en gran parte con el tipo de entrenamiento que fisiológicamente, permitirá mantener el nivel más alto posible de propulsión y la menor cantidad de resistencia posible atravéz de toda la carrera, al mismo tiempo que un nadador se fatiga durante una carrera, su capacidad para producir fuerza disminuye y la posición de su cuerpo ofrece más resistencia al agua. El estudio total de la natación de competencia se reduce a resolver y a solucionar estos problemas, y debe tenerse siempre presente al examinar el porqué de los estilos.
RESISTENCIA.

El estudio de la mecánica de los fluidos es muy complejo e implica gran cantidad de conceptos que requieren de conocimientos de matemáticas y de cálculo para ser comprendidos; sin embargo, en el examen que llevaremos a cabo a continuación, trataremos de emplear términos sencillos.

Existen 3 tipos de resistencia al agua:
1; Resistencia frontal.
2; Fricción de la piel.
3; Succión de cola o resistencia de remolino.

Figura 1.2. los 3 tipos de resistencia del agua.

1; La resistencia frontal es la resistencia al avance hacia delante y es producida por el agua que se encuentra inmediatamente al frente y por delante del nadador o de cualquier parte del cuerpo. en la figura 1.2. se encuentra representada por flechas. este tipo de resistencia es muy importante al tomar en consideración la mecánica de los estilos.

2; La fricción de la piel, producida por la resistencia del agua en contacto inmediatamente próximo al cuerpo, se encuentra representada en la figura 1.2. mediante lineas cortadas, mientras que el tipo de resistencia es de gran importancia en los aeroplanos, los barcos y los objetos de alta velocidad, en la natación su importancia no es tan grande. en los ultimos tiempos, ciertos nadadores han pensado que al afeitarse el cabello y el vello de las piernas, los brazos y el cuerpo, disminuirá notablemente la resistencia de la piel con el subsecuente aumento de la velocidad del nadador, en virtud de la reducción de la resistencia. sin embargo no existen datos ni evidencias que sustenten tal teoría. por lo regular los nadadores se afeitan el vello de los brazos y piernas solamente. es posible, aunque nunca se ha probado de manera satisfactoria que este hecho aumente la sensibilidad del nadador al toque o presión del agua y, en consecuencia, mejore su coordinación, sin embargo, es más probable que los progresos registrados por los nadadores fueran producidos por el entrenamiento y no por el hecho de afeitarse la piel, o bien el efecto psicológico, que la simple acción de afeitarse pueda producir en el atleta.

3; El tercer tipo de resistencia se denomina succión de cola o resistencia de remolino, y es producida por el agua que no es capaz de llenar y ocupar el espacio que existe por detrás de las partes del cuerpo que ofrecen gran resistencia al agua, de tal manera que el cuerpo debe arrastrar consigo un cierto número de moléculas de agua. en la figura 1.2. la succión de cola se encuentra representada por las líneas espirales. la succión de cola o de resistencia de remolino constituye un aspecto muy importante en el diseño de barcos, automóviles y aeroplanos, y los diseñadores dedican tanto tiempo a la hidrodinámica de la parte posterior de tales vehículos como el que dedican para la parte anterior.
Los diseñadores pueden variar la forma de un vehículo, pero no es posible cambiar la forma de un nadador aunque se puede llegar a modificar atravéz de dieta y ejercicios físicos, sin embargo, puede cambiarse la posición del cuerpo en el agua, haciendolo mas aerodinámico, y produciendo de esta manera y con una mayor eficacia una resistencia menor, especialmente lo que se refiere a la resistencia frontal y de remolino.

figura 1.3. Aerodinámica y resistencia.

La figura 1.3. Muestra la manera en que puede colocarse el cuerpo en ciertas posiciones para producir cantidades de resistencia mayores o menores, el cuerpo de un nadador también puede producir una gran resistencia mediante una aerodinámica deficiente en un plano lateral, como se ilustra en la figura 1.4. Por ejemplo; si la cadera y las piernas oscilan de un lado a otro, la resistencia frontal y de cola aumentan y el nadador disminuye su velocidad.

PROPULSIÓN.

La propulsión es la fuerza que impulsa al nadador hacia delante y es producida por los brazos del atleta y algunas veces por las piernas, en realidad se produce por la resistencia que se desarrolla cuando las manos y los pies empujan el agua hacia atrás.

En el estudio de la mecánica de los estilos, frecuentemente se tomará en cuenta un principio: es la TERCERA LEY DEL MOVIMIENTO DE NEWTON o ley de acción-reacción. Hace mas de 300 años que Sir Issac Newton formuló esta ley, que sostiene que cada acción tiene una reacción igual y opuesta; Por ejemplo, cuando un corredor se encuentra corriendo hacia delante, empuja el piso hacia atrás y hacia abajo con la pierna que se encuentra atrás, y la reacción producida es un empuje hacia delante y hacia arriba con la misma cantidad de fuerza.

El mismo principio se aplica a la natación. si un nadador, como el que aparece en la figura 1.5. Empuja hacia atrás con una fuerza de 25 libras con las manos y de 5 libras con los pies, la fuerza total resultante de 30 libras es utilizada para empujarlo hacia delante.

Puede observarse que en la figura 1.5. Se ha colocado un signo de interrogación despues de las 5 libras de fuerza proporcionadas por la patada.Esto indica la pregunta de la función de la patada en los estilos de crawl y dorso. Todo mundo sabe que una persona nada con mayor rapidéz cuando emplea la patada así como el movimiento de los brazos. ¿A que se debe?, ¿es que la patada aumenta la propulsión?, ¿disminuye la resistencia, o suceden ambas cosas?
Las investigaciones indican que a velocidades altas la patada no contribuye a aumentar la propulsión producida por los brazos.

Newton determinó que cada acción tiene una reacción igual y opuesta, en otras palabras, la reacción se produce precisamente en la dirección opuesta o sea 180° de la acción. Si un nadador empuja directamente el agua hacia abajo, la reacción resultante lo empujará directamente hacia arriba.

Si el nadador trata de treparse por encima del agua, su éxito será muy reducido. Algunos nadadores pueden flotar en mayor grado que otros por encima del agua, pero ello se debe al hecho que tienen una mayor capacidad de flotación que los demás y que, quizás, estan nadando con mayor velocidad, la mayoría de los nadadores, cuando tratan de flotar superficialmente en el agua, levantan la cabeza, aunque tal acción coloca la parte frontal del cuerpo en posición más elevada, también tiene el efecto adicional de sumergir la parte inferior del cuerpo, como se muestra en las posiciones de aerodinámica deficiente de la figura 1.3. Todo esto dá como resultado una brazada y una patada menos efectivas en la propulsión del nadador hacia delante, por esta razón se debe emplear una proporción relativamente mayor de fuerza de propulsión para superar y sobrepasar la resistencia aumentada, y al mismo tiempo se debe de utilizar cierta cantidad de la fuerza de la brazada para compensar la elevación de la cabeza por encima del agua.
UNIFORMIDAD EN LA APLICACIÓN DE LA PROPULSIÓN.

Este principio también podría ser denominado el principio de la continuidad del movimiento. Una aplicación uniforme de propulsión es más eficaz en la propulsión del cuerpo hacia delante que una aplicación intermitente de la fuerza. Por esta razón el estilo de crawl es más rápido que los otros estilos.

Algunas personas afirman que el estilo de mariposa sobrepasará en velocidad algún día al estilo de crawl. Esto no es posible, porque aún cuando los dos brazos se encuentran jalando durante el estilo de mariposa, existe una mayor fuerza total de propulsión que no existe en ningún momento durante el estilo de crawl. Pero cuando los brazos se están recuperando en el estilo de mariposa, no producen ninguna propulsión por lo que la velocidad del nadador disminuye.

la mecánica de un estilo debería de diseñarse de tal forma que permitiera al cuerpo desplazarse a una velocidad de avance hacia delante tan uniforme como fuera posible. En otras palabras, debe evitarse la natación de alto y adelante. Si un nadador se permite así mismo acelerar y desacelerar en la forma de alto y adelante, gran parte de la fuerza que podría emplear al superar la resistencia del agua la perderá al superar la inercia. El precio de la aceleración es costoso, como se puede dar cuenta una persona que trata de empujar un automóvil que está parado figura 1.11. Una vez superada la inercia del automóvil y una vez que este se mueve hacia delante se necesita una cantidad menor de fuerza para mantenerlo en movimiento de la que se utilizó en superar la inercia. Lo mismo sucede en la natación. La fuerza producida por los brazos y las piernas debería emplearse en la mayor cantidad posible para superar la resistencia del agua, y no debería usarse en la aceleración tratando de superar la inercia.

figura 1.11. la forma de superar la inercia.

En los estilos de crawl y dorso, lo anterior puede llevarse a cabo empezando a mover un brazo antes de, o al mismo tiempo que el otro brazo termina su movimiento, lo que proporciona una aplicación constante y uniforme de propulsión delante de los brazos en el estilo de mariposa, el movimiento del brazo empieza casi tan pronto como los brazos entran en el agua, y cualquier deslizamiento prolongado de los brazos hacia delante dará lugar a una desaceleración del cuerpo.

En el estilo de pecho deberá producirse un ligero deslizamiento después de que los brazos están extendidos hacia delante, ya que de esta manera se utiliza en mayor grado la cantidad de movimiento desarrollada por la patada. Esta cantidad de movimiento hace que el cuerpo se ponga en posición horizontal y ofrezca menos resistencia al agua. Si el nadador espera demasiado tiempo en la posición de deslizamiento, la fuerza del movimiento hacia delante disminuirá en alto grado, los pies bajarán, y tendrá que pagar de nuevo el precio excesivo de la aceleración.

LA LEY DE ACCIÓN-REACCIÓN APLICADA A LA RECUPERACIÓN.

Algunos entrenadores han manifestado que no les importa lo que sucede por afuera del agua ya que la fase propulsiva del estilo se produce por debajo del agua. La mecánica de la recuperación de los brazos, que en tres de los cuatro estilos de competencia se lleva a cabo fuera del agua. Aumenta la eficiencia y la velocidad del nadador. La recuperación inadecuada y deficiente puede romper el ritmo del estilo del nadador y hacerlo bracear de manera inadecuada, es decir, puede dar lugar a que bracee demasiado lento o demasiado rápido y hasta acortar la brazada o posiblemente, introducir un deslizamiento demasiado largo en su brazada.

Una de las maneras en las que una deficiente recuperación puede afectar desfavorablemente el estilo del nadador es el aumento de la resistencia frontal y de remolino. Volvamos a la ley de reacción-acción de Newton. Si la recuperación se ejecuta en una forma amplia y extensa fig. 1.12. En dirección contraria a las manecillas del reloj. El músculo que recupera el brazo también se inserta al cuerpo a nivel del hombro. Un músculo realiza su trabajo reduciéndose. Cuando se reduce, ejerce una fuerza igual en sus dos extremos. Este movimiento lateral producido por una recuperación amplia y extensa puede ilustrarse haciendo que el nadador se tienda en el agua, apoyando sus pies en una tabla de patalear o con una cámara de neumático. El utilizar una recuperación amplia dará como resultado un movimiento fácilmente observable de los pies hacia la dirección opuesta. fig. 1.12.

Figura 1.12. recuperación del brazo.

En el estilo de dorso los brazos pueden recuperarse directamente por encima de la cabeza, eliminando casi completamente la reacción lateral del cuerpo. En el estilo de crawl, la reacción lateral del cuerpo puede reducirse al mínimo mediante la disminución del radio de rotación del brazo que está recuperandose, es decir, levantando el hombro hacia arriba y acercando la mano hacia adentro, como se muestra en la ilustración B de la figura 1.13. En el estilo de mariposa, el efecto distorsionante de uno de los brazos en recuperación se elimina por el efecto del otro brazo, por lo que el movimiento lateral del cuerpo no constituye un problema en este estilo.

Figura 1.13. Disminución del radio de rotación.
TRANSFERENCIA DEL PRINCIPIO DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO.

Es muy fácil transferir la cantidad de movimiento de una parte del cuerpo a otra, o bien, al resto del cuerpo. Este principio se emplea en muchos movimientos que se emplea en muchos movimientos que se ejecutan tanto dentro como fuera del agua. La cantidad de movimiento o fuerza de movimiento desarrollada por los brazos durante el movimiento de abanico de los mismos antes de que el nadador ejecute el clavado de salida, se transfiere a todo el cuerpo y lo ayuda a que la distancia del clavado de salida sea mayor.

Figura 1.14. Transferencia de la cantidad de movimiento; clavado de salida.

Este principio también se aplica a la recuperación en el estilo de dorso, los brazos desarrollan la cantidad de movimiento necesaria en forma circular. Fig. 1.15. Inmediatamente antes de que el brazo en recuperación entre al agua, el brazo desarrolla la cantidad de movimiento necesaria, hacia abajo. PUNTO A. Si el brazo se frena o disminuye inmediatamente la velocidad antes de entrar en el agua PUNTO B, esta cantidad de movimiento del brazo se transfiere al resto del cuerpo, forzando hacia abajo la parte superior del cuerpo y la cabeza ILS. 1. Una persona difísilmente puede ver una prueba de nado de dorso sin observar por lo menos a un nadador cuya cabeza sube y baja como el resultado de ese defecto de estilo. Para evitar este movimiento de sube y baja, el nadador de estilo de dorso unicamente necesita dejar que el brazo continúe su movimiento dentro del agua con la misma fuerza que desarrolló durante la recuperación, ya que la resistencia del agua se encargará de detener la mayor parte de esa cantidad de movimiento. ILS. 2.

Figura 1.15. Transferencia de la cantidad de movimiento; recuperación del brazo en el estilo de dorso.

La disminución de la velocidad del brazo de recuperación en el estilo de crawl, y de los brazos en recuperación en el estilo de mariposa, inmediatamente antes de que los brazos entren al agua, también producen efectos perjudiciales, los cuales serán discutidos en los siguientes capitulos.
LA LEY TEÓRICA DEL CUADRADO.

La resistencia que produce un cuerpo en el agua o en cualquier fluido o gas; varía aproximadamente con el cuadrado de su velocidad. Para ilustrar este hecho, imaginemos un aeroplano volando a 100 millas por hora que produce una resistencia de 1.000 libras. Cuando el aeroplano aumenta al doble su velocidad, es decir a 200 millas, su resistencia no se duplica simplemente sino más bien aumenta cuatro veces, o sea, a 4.000 libras. Si el avión aumenta su velocidad a 300 millas, su resistencia aumentará en tal caso nueve veces. Figura 1.16. Esta ley también se aplica a la velocidad y resistencia de un nadador en el agua. Una aplicación directa y práctica de esta ley a los estilos de natación se encuentra en la velocidad con la que el brazo en recuperación entra al agua.

Si una persona mueve el brazo en el agua con una velocidad doble a la primera vez, la resistencia producida al avanzar hacia delante será cuatro veces mayor.
Por lo tanto, la recuperación precipitada no solamente rompe el ritmo sino que también, al aumentar la resistencia al avance delantero, tiende a frenar al nadador y a reducir su velocidad, que es lo que debe determinar la velocidad de la recuperación; el nadador no puede tomarse demasiado tiempo en colocar lentamente su mano en el agua para así producir un menor grado de resistencia. La velocidad del brazo en recuperación debe corresponder y tener relación con la del brazo que jala o bracea, por lo general tendrá una mayor rapidez, pero no demasiada. Es difícil recuperar rápidamente un brazo y, al mismo tiempo, bracear y jalar uniformemente con el otro. Un factor importante en el ritmo es el paralelísmo que debe existir entre la velocidad del jalón de un brazo y la velocidad de recuperación del otro.

Figura 1.16. Aplicación de la ley teórica del cuadrado.

Cuando un nadador duplica la velocidad de sus brazos al pasar por el agua, produce cuatro veces más propulsión si emplea la misma mecánica de estilo. Es una ley fisiológica que el gasto de energía de un músculo se eleva aproximadamente al cubo con la velocidad de contracción del músculo. En otras palabras, cuando se duplica la velocidad del brazo que jala o bracea, el gasto de energía aumenta ocho veces, por lo tanto, mientras que un jalón del brazo más rápido aumenta la propulsión, también aumenta desproporcionalmente el gasto de energía y el consumo de oxígeno, este hecho explica por qué los nadadores que giran sus brazos al nadar se cansan con mayor rapidéz. Y también demuestra por que las carreras de distancias medias y de grandes distancias deben realizarse con cierto ritmo.
FLOTACIÓN.

Como lo demuestra la experiencia, un bote ligeramente cargado es más fácil de empujar o de jalar que uno del mismo tamaño y forma demasiado cargado, ya que al desplazar una menor cantidad de agua. Flota en posición más elevada, produce menos resistencia, y tiene que superar un menor grado de inercia.

Un nadador de poco peso flota en posición más elevada y produce menos resistencia que un nadador del mismo tamaño más pesado y con menos capacidad de flotación. Hay grandes diferencias en la constitución física, estructura ósea, desarrollo muscular, distribución del peso, cantidades relativas de tejido adiposo, capacidad pulmonar, etc. De los nadadores. Todos estos factores afectan la flotación individual y la posición de flote. Un muchacho con huesos grandes y constitución pesada, flota en posición más baja que un nadador ligero, aunque posiblemente tenga mayor fuerza en los músculos, lo que le ayudará a impulsarse en el agua.