Por qué la física y no la biomecánica determina la precisión de los lanzamientos humanos

He aquí una pregunta sencilla. Imagina que estás lanzando una pelota a un contenedor. ¿Es mejor usar un tiro por encima o por debajo del brazo?

Resulta que esta pregunta ha sido sorprendentemente difícil de entender tanto para los físicos como para los biomecánicos. Hoy, sin embargo, Madhusudhan Venkadesan y Lakshminarayanan Mahadevan del Laboratorio de Matemáticas Aplicadas de la Universidad de Harvard, arrojan algo de luz adicional sobre el problema.

La dificultad está en la complejidad del problema. El brazo, el hombro y la muñeca forman un sistema articulado que permite una gran cantidad de variaciones en el estilo de lanzamiento. Además, los parámetros involucrados en el lanzamiento son difíciles de comparar. Por ejemplo, un error del 5 por ciento en el ángulo de lanzamiento no se compara fácilmente con un error del 5 por ciento en la velocidad de lanzamiento porque estas cantidades tienen diferentes dimensiones. Es como comparar manzanas y plátanos.

Venkadesan y Mahadevan tienen una manera ordenada de resolver este enigma. Primero, consideran solo el tipo más simple de modelo de lanzamiento: un brazo que consiste en una palanca girada en el hombro que puede lanzar desde la axila o por encima del brazo. Estos lanzamientos pueden describirse mediante dos parámetros: la velocidad angular del swing y el ángulo del brazo al soltarse. En segundo lugar, introducen una escala de longitud natural, llamada longitud del brazo, y la utilizan para hacer que su análisis del ángulo y la velocidad de lanzamiento sea adimensional.

De esta forma, cuentan con un modelo sencillo en el que se pueden comparar fácilmente los errores en los parámetros de lanzamiento.

Lo que encuentran es un poco curioso.

Cualquier lanzamiento tendrá pequeños errores en el ángulo y la velocidad de lanzamiento. La pregunta que hacen Venkadesan y Mahadevan es cómo las diferentes trayectorias amplifican estos errores después del lanzamiento.

El resultado más interesante es que existe un claro equilibrio entre velocidad y precisión: los lanzamientos más lentos son mejores. Eso estará de acuerdo con la experiencia de lanzamiento de la mayoría de la gente y también con la montaña de datos medidos que ya existen sobre este tema. Sin embargo, el consenso hasta ahora es que los lanzamientos más lentos son más precisos debido a las limitaciones de nuestros cuerpos. La idea es que el rendimiento de los músculos es más ruidoso con fuerzas más altas y esto es lo que reduce la precisión de los lanzamientos más rápidos.

Por lo tanto, el resultado de Venkadesan y Mahadevan será una sorpresa porque la compensación entre precisión y velocidad proviene completamente de la forma en que la trayectoria amplifica los errores: el comportamiento muscular no entra en ella. El resultado es puramente de la física más que de la biología.

Venkadesan y Mahadevan tienen otro resultado interesante que es que cuando se trata de lanzamientos más rápidos, la acción por encima del brazo es claramente más precisa. Eso también coincidirá con la experiencia de muchas personas, pero nuevamente tiene poco que ver con la biomecánica. El resultado es puramente de la forma en que diferentes trayectorias amplifican los errores.

El trabajo ofrece algunas vías potencialmente gratificantes para que los científicos del deporte investiguen la precisión de los lanzamientos en modelos más complejos que reproducen mejor la mecánica de la acción de lanzamiento humana. Será interesante verlo.

Mientras tanto, Venkadesan y Mahadevan sugieren que la preferencia general del ser humano por lanzar por encima del brazo puede no ser un accidente. Plantean la intrigante posibilidad de que la razón por la que somos tan buenos lanzando por encima del brazo en comparación con otros animales, es que el proceso de evolución ha seleccionado la forma de nuestro cuerpo para aprovechar mejor la física involucrada. La idea es que mejores lanzadores son mejores cazadores que tienen más probabilidades de sobrevivir. ¡Buena idea!

Ref: arxiv.org/abs/1008.1442 : Estrategias óptimas para lanzar con precisión

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