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Una herramienta secreta para el equipo de natación de EE. UU.
En la época en que la empresa de trajes de baño Speedo pedía a los científicos de la NASA que ayudaran a crear el ahora famoso traje LZR Racer, una piel mejorada que muchas personas atribuyen a más de una docena de récords mundiales batidos por nadadores en lo que va de la semana en Beijing, un científico en Nueva York comenzó a trabajar en una herramienta diferente para el arsenal del nadador. En los últimos cinco años, Tim Wei , ingeniero mecánico y aeroespacial del Instituto Politécnico Rensselaer, ha renovado una técnica establecida en dinámica de fluidos para estudiar el movimiento humano por primera vez. El método permite a los científicos y entrenadores estudiar la rapidez y la fuerza con que un nadador empuja el agua a medida que la atraviesa. Entrenador de natación Sean Hutchison , quien puso a dos atletas en el equipo olímpico de natación, dice que utilizó las ideas de Wei como base para cada cambio técnico que hizo con los nadadores antes de las pruebas y los juegos olímpicos de este año.
Puntapié inicial: Un dispositivo especial construido para analizar el empuje de un nadador (estructura triangular, derecha) puede ayudar a su brazada. Aquí, la línea vertical roja muestra cuánta fuerza genera el nadador al patear.
Wei utiliza una técnica de seguimiento llamada velocimetría de imágenes de partículas digitales, comúnmente utilizada para medir el flujo de partículas pequeñas alrededor de un avión o peces pequeños o crustáceos en el agua. Para los experimentos de flujo a base de agua, los investigadores vierten diminutas perlas recubiertas de plata en el agua y las iluminan con un láser. Una cámara de video digital de alta velocidad rastrea el flujo de cuentas corriente abajo sobre la criatura. Pero escalar a grandes escalas es difícil, dice el biólogo Frank Fish , que estudia la propulsión de mamíferos acuáticos en la Universidad de West Chester y ha colaborado con Wei en estudios con delfines. Apuntar con láser a los nadadores y sumergirlos en agua llena de perlas de vidrio puede ser pedirles que vayan más allá en nombre de la ciencia.
Wei ideó una solución novedosa: en lugar de perlas de vidrio, filtró aire comprimido en un tanque de buceo a través de una manguera porosa para crear burbujas de aproximadamente una décima de milímetro de diámetro. Un atleta nada a través de una hoja de burbujas que se eleva desde el piso de la piscina y una cámara captura su flujo alrededor del cuerpo del nadador. Las imágenes muestran la dirección y la velocidad de las burbujas, que Wei luego traduce en el empuje del nadador usando un software que él mismo escribió. Más fuerza equivale a nadar más rápido, dice.
En colaboración con Hutchison, quien entrena a atletas de élite fuera de Seattle, Wei filmó al medallista de oro olímpico Megan Jendrick y más nadador junior Ariana Kukors en una brazada de natación flume, que tiene una patada de rana. Los vectores de velocidad de Jendrick indicaban una velocidad rápida y apuntaban directamente desde la planta de sus pies. Esto significó que sus pies arrojaron agua detrás de ella, empujándola hacia adelante, de la misma manera en que una patinadora sobre hielo que lanza una pelota se dispara en la dirección opuesta. En comparación, Kukors, una nadadora de élite menos experimentada, tenía vectores más lentos que corrían paralelos a sus pies, lo que significaba que se deslizaba por el agua.
[Hutchison] tomó eso y modificó la patada de pecho de todos sus atletas de élite, dice Wei, quien presentó su trabajo a Estados Unidos de natación , el organismo rector del deporte, en 2007. En un deporte en el que afeitarse décimas de segundo puede ser motivo de celebración, Hutchison informó que al adaptar su patada, Kukors cayó varios segundos en un evento de braza, aunque se perdió el equipo olímpico. Jendrick y otra de las nadadoras de Hutchison, Margaret Hoelzer, están compitiendo esta semana en los juegos, donde Jendrick quedó quinto en los 100 metros braza y Hoelzer, quien ganó un bronce en los 100 metros espalda, espera ganar el oro en los 200 metros espalda. . Rompió el récord mundial en el evento de julio.
Más recientemente, Wei ha centrado su atención en la estocada de un nadador. Con fondos de USA Swimming, Wei construyó un equilibrio de fuerzas, un marco triangular invertido que actúa como una báscula de baño. Los nadadores se acuestan extendidos en el agua y patean en el marco, y mide su propulsión a lo largo del tiempo. La salida, que para un nadador de élite como Kukors mostró una onda repetitiva y sinusoidal, puede ayudar a los entrenadores a determinar si un atleta debe tratar de generar más fuerza con una patada más fuerte y más grande en lugar de una más superficial y rápida. Depende del nadador individual, dice Wei, quien espera combinar herramientas de medición de flujo y empuje en una sola imagen. También quiere tomar más medidas de atletas que nadan libremente, en lugar de empujar contra una pared o en un canal.
Wei se reunirá con el coordinador de biomecánica de USA Swimming, Russell Mark, en el otoño para hablar sobre qué hacer a continuación. El trabajo de Russell es proporcionar a los entrenadores una sólida base física para todo lo que les digan a los nadadores que hagan, dice Wei. USA Swimming también se basa en el análisis de flujo basado en computadora que utiliza escaneos de todo el cuerpo de los nadadores; estos podrían combinarse para determinar cómo uno valida al otro.