Nota para los nadadores de élite: ¿Está buscando una ventaja competitiva en la hidrodinámica de su arrastre delantero? Comience considerando su brazada. Si está remando, nadando con los dedos presionados como una cuchilla, intente separar los dedos y rastrillar elagua para una mayor eficiencia. La posición de rastrillo de los dedos extendidos aumenta el arrastre de la mano y reduce la velocidad de deslizamiento entre la mano y el agua. Esto disminuye la potencia disipada para la propulsión y, como resultado, aumenta la eficiencia de la natación.
Esa es la conclusión de una nueva investigación de los Países Bajos en la que un equipo de dinámicos de fluidos construyó e imprimió un modelo manual en 3-D utilizando el software de dominio público Make Human, lo probó en experimentos de túnel de viento y luego combinó esos resultados con computadorassimulaciones de dinámica de fluidos. Si bien estudios previos sugirieron que los dedos extendidos, de hecho, aumentan la eficiencia de la natación, esta es la evidencia más completa para apoyar el concepto. El equipo presenta sus hallazgos en la reunión anual de la American Physical Society, División de Dinámica de Fluidos, celebrada en noviembre20-22 en Portland, Oregon.
El aumento en la eficiencia de los dedos extendidos es pequeño, ofreciendo un aumento del 2 al 5 por ciento en el coeficiente de arrastre relacionado con el empuje que impulsa a un nadador. "Sin embargo, cuando eres un nadador superior, este efecto muy pequeño, solo un pequeño porcentaje, puede marcar la diferencia entre una medalla de oro y ninguna medalla ", dijo la estudiante de doctorado Josje van Houwelingen, una nadadora que investiga en la Universidad Tecnológica de Eindhoven como parte de un equipo que también incluye investigadores de la Universidad Tecnológica de Delft yJM Burgers Center for Fluid Dynamics en los Países Bajos.
Extender los dedos brinda una pequeña ventaja de eficiencia al obstruir el flujo con los espacios creados entre los dedos extendidos. Este aumento en el arrastre también aumenta el empuje. Cuanto mayor sea el coeficiente de arrastre, más eficiente será el tirón.
Los investigadores midieron la fuerza y el torque en cinco condiciones diferentes de extensión del dedo en la que el pulgar permaneció en una posición fija. La medición comenzó con la posición cerrada de 0 grados, todos los dígitos presionados juntos, de manera similar a una paleta y los dedos se extendieron progresivamente más a través de 5 gradosintervalos hasta un máximo de 20 grados de propagación.
Tomaron mediciones en varias condiciones de dispersión tanto en el túnel de viento como a través de modelos numéricos. Debido a que el aire y el agua se comportan como fluidos, un túnel de viento parecía un escenario ideal para un análisis de fuerza de grano fino de una mano nadando en el agua, utilizandodos sensores de fuerza instalados en tándem.
Los resultados favorecieron una posición del dedo extendido. En comparación con una posición cerrada de la mano del remo, incluso la posición más pequeña de la mano del dedo extendido de 5 grados mejoró el coeficiente de arrastre en un 2 por ciento en la simulación numérica, y en un 5 por ciento en el experimento del túnel de viento.Los investigadores también encontraron que la extensión óptima de los dedos de 10 ° era la misma en simulaciones experimentales y numéricas.
Si bien los efectos prácticos del día a día pueden ser pequeños, dados los pocos nadadores que nadan lo suficientemente bien como para beneficiarse, el equipo ve un beneficio filosófico y aspiracional más amplio para este hallazgo ". Puede inspirar a otros nadadores que no son olímpicos-calibre para pensar en la dinámica de fluidos y contemplar las fuerzas fluctuantes que experimentan sus manos y dedos mientras realizan esas vueltas aburridas ".
Los hallazgos también prepararon el escenario para la próxima fase de investigación en la que se analiza el arrastre en condiciones de aceleración. Explica el equipo: "Luego colocaremos nuestras manos en un gran tanque de agua y haremos movimientos de natación realistas usando un robot, yde nuevo, combine esto con simulaciones numéricas "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Americano de Física AIP . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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