Un gruppo di ricerca guidato dalla Facoltà di Scienze della salute e dello sport dell'Università di Tsukuba ha esaminato la letteratura sull'idrodinamica relativa al nuoto. Hanno identificato alcuni aspetti biomeccanici, compresa la relazione tra velocità e forze di trascinamento, che non sono completamente comprese. Questo lavoro può aiutare a indirizzare la ricerca futura che potrebbe migliorare le prestazioni dei nuotatori competitivi.

Le recenti Olimpiadi di Tokyo hanno fornito impressionanti prodezze di velocità in piscina, con atleti d'élite che stabiliscono molti nuovi record olimpici e mondiali. Ciò che gli spettatori potrebbero non capire, però, è la complessità della scienza che sta alla base della differenza a volte di una frazione di secondo tra vincere una medaglia d'oro e tornare a casa a mani vuote. Biomeccanica, lo studio del moto del corpo, e idrodinamica, l'area della fisica che si occupa dei flussi di fluidi, contengono molte domande che rimangono poco comprese e il nuoto si adatta proprio all'intersezione di questi argomenti. Per i nuotatori che partecipano alle gare, anche un piccolo progresso nella conoscenza può portare a un vantaggio competitivo.

Ora, un team di ricercatori guidati dall'Università di Tsukuba ha riunito una ricerca sulla biomeccanica del nuoto strisciante anteriore, concentrandosi sulle forze propulsive e resistive a diverse velocità di nuoto, per formare un quadro più completo delle relazioni tra le variabili critiche. "La nuova conoscenza dell'energia del nuoto e della meccanica dei fluidi ha migliorato la nostra comprensione dei fattori che determinano le prestazioni di nuoto, ", afferma l'autore, il professor Hideki Takagi.

Una delle relazioni più importanti da capire è come le forze resistive, come trascinare quando si muove attraverso l'acqua, dipendono dalla velocità del nuotatore. I ricercatori hanno esaminato studi recenti che hanno indicato che la forza resistiva aumenta in proporzione al cubo della velocità. Compensare, i nuotatori possono provare ad aumentare la frequenza delle bracciate. Però, questo ha dei limiti. "Abbiamo dedotto da studi sperimentali e di simulazione che esiste una frequenza massima oltre la quale i nuotatori non possono aumentare ulteriormente la velocità di nuoto a causa di un cambiamento nell'angolo di attacco della mano che ne riduce la forza propulsiva, " Il professor Hideki Takagi spiega. "Il diverso equilibrio delle forze a diverse velocità di nuoto significa anche che la tecnica ottimale può differire tra il nuoto a lunga distanza e quello a breve distanza".

Il team ha anche identificato prove contrastanti sull'efficacia dei calci nell'aumentare la velocità di scansione frontale ad alta velocità. Ciò indica un'opportunità per ottimizzare ulteriormente la tecnica di nuoto agonistico se la ricerca futura può ulteriormente decomprimere i fattori idrodinamici rilevanti.

I ricercatori hanno scoperto che alcuni modelli semplificati di nuoto spesso si rompono quando si cerca di modellare condizioni più realistiche. Per esempio, i nuotatori non stanno semplicemente "spingendo" o "tirando" l'acqua per aumentare la loro velocità, come lo inquadrano alcuni libri di testo. Questo perché l'aumento della pressione negativa che agisce sul lato dorsale della mano è fondamentale per aumentare la propulsione. Perciò, insegnare la tecnica corretta è importante, anche per fasi considerate non propulsive.

L'opera è pubblicata in Biomeccanica sportiva , intitolato "In che modo i nuotatori controllano la loro velocità di nuoto strisciante anteriore? Conoscenze attuali e lacune dalle prospettive idrodinamiche".