México descubre el secreto de Usain Bolt

México, D.F..- En 2009, durante el Campeonato Mundial de Atletismo celebrado en Berlín (Alemania), el atleta  Usain Bolt, tardó 9,58 segundos en completar la carrera de los 100 metros, estableciendo una marca que sigue siendo el actual récord mundial de velocidad para esa distancia.

El jamaicano acaba de renovar su título de campeón del mundo en Moscú, venciendo en la final al norteamericano Gatlin, que fue segundo, y a su compatriota Carter, con la marca de  9.77 segundos, que ha sido la  mejor marca de la temporada. 

Ahora un equipo de investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) han explicado, mediante un modelo matemático, esta hazaña física del velocista americano, desvelando algunos aspectos sorprendentes, como que el aire absorbió la mayor parte de la energía que produjo su poco aerodinámico cuerpo al desplazarse y que, sin embargo, corrió más rápido que nadie gracias a su prodigiosa zancada.

Es un hecho demostrado que Bolt consiguió su marca alcanzando una velocidad de 12.2 metros por segundo, alrededor de 44 kilómetros por hora. 

De acuerdo a la investigación de la UNAM publicada en la revista `European Journal of Physics' , el atleta desarrolló su potencia máxima cuando llevaba menos de un segundo de carrera y había alcanzado la mitad de su velocidad máxima.

Para los autores del trabajo, los investigadores Jorge J. Hernández-Gómez, Vivianne Marquina y Raúl.W. Gómez, de la Facultad de Ciencias, de la UNAM, estos datos demuestran  que el efecto de la resistencia del aire que frena los objetos en movimiento "es casi inmediato".

Los científicos han asegurado a la BBC británica que sus cálculos permiten estimar la potencia y la energía que el corredor Usain Bolt debe emplear para superar la resistencia del aire, aumentada en su caso por sus 1.95 metros de estatura corporal. 

Los científicos mexicanos hallaron que menos del 8 por ciento de la energía producida por los músculos de Bolt en la carrera de Berlín 2009 fue utilizada para el movimiento y, el resto, la absorbió la fricción del aire. 

Los investigadores esperan que su modelo ayude a descubrir qué hace que los atletas fuera de serie sean tan veloces, "siempre y cuando haya más datos en un futuro para poder contrastar entre diferentes casos y condiciones", explican a Efe.

Al comparar la masa corporal de Bolt, la altitud de la pista y la temperatura del aire, estos expertos encontraron que su coeficiente de arrastre, que mide la resistencia al movimiento a través del aire en relación al área presentada por el corredor, "era en realidad menos aerodinámico que el promedio de hombres". 

Según Jorge J. Hernández-Gómez, coautor del estudio, "el coeficiente de resistencia destaca la extraordinaria capacidad de Bolt, quien ha sido capaz de romper varios récords pese a no ser tan aerodinámico como el hombre promedio" y revela que la enorme cantidad de esfuerzo que desplegó en 2009 y la proporción absorbida porla fricción, fueron extraordinarios.

LA FISICA DEL PARACAIDISTA Y LA DEL VELOCISTA

"El registro exacto de la posición y la velocidad de este atleta durante la carrera nos brindó una magnífica oportunidad para estudiar los efectos de la resistencia en un velocista y, si en el futuro hubiera más información disponible, sería interesante ver qué distingue a un atleta de otro", ha señalado Hernández.

Para conocer más detalles de esta investigación pionera y que ha generado una gran atención mediática, Efe ha entrevistado a Hernández-Gómez, Marquina y Gómez, quienes han explicado su modelo matemático sobre la memorable carrera de Bolt:.

EFE: ¿Cuál ha sido el principal objetivo de su estudio?

Jorge J. Hernández-Gómez:  Los datos publicados por la Asociación Internacional de Federaciones de Atletismo (IAAF) nos parecieron una magnífica oportunidad para ilustrar, en un caso real, el efecto que tiene el aire en el movimiento de los cuerpos. Los textos generalmente tratan este problema de manera superficial y suelen circunscribirse, sin datos, al ejemplo del paracaidista. 

EFE: ¿En qué consiste este modelo?

Hernández-Gómez: En el ejemplo del paracaidista, se observa una súbita disminución en su rapidez de caída, por efecto de la gran superficie del paracaídas abierto, haciéndolo llegar a una velocidad terminal pequeña.  

EFE: ¿Por qué eligieron para su investigación al velocista  Usain Bolt y su marca de Berlín 2009?

Hernández-Gómez: Primero, por el indiscutible interés que suscita una figura como él, y segundo por la oportunidad que representó el disponer de datos precisos sobre esta carrera, en la que se batió el record mundial.

EFE: ¿Qué tipo de material informativo han utilizado para su investigación?

Hernández-Gómez: Tanto los datos que presenta la IAAF en su página oficial acerca del estudio bio-mecánico de Bolt en la carrera final, así como el video de Youtube que aparece en la referencia número 7 de nuestro artículo científico.  

CLAVES DE UNA HAZAÑA DEPORTIVA

EFE: ¿En qué consiste el modelo matemático que han desarrollado en base a la hazaña del velocista?

Hernández-Gómez: Es un modelo basado en la dinámica newtoniana, en el que proponemos que, para carreras cortas, Bolt es capaz de ejercer una fuerza constante durante toda la prueba, y que está sujeto a una fuerza de resistencia del aire proporcional, tanto a la velocidad, como a su cuadrado. 

EFE: ¿Que aplicaciones prácticas tiene este modelo matemático?

Hernández-Gómez: Cualquier objeto o sujeto moviéndose en el aire y capaz de ejercer o sentir una fuerza constante, puede ser estudiado a través de este modelo.

EFE: ¿Cuáles son los principales resultados de su estudio?

Hernández-Gómez: La principal conclusión es que el aire absorbe más del 90 por ciento de la energía producida por Bolt durante la carrera; es importante recalcar que esta energía es enorme. 

EFE: ¿Qué parte del trabajo ha desarrollado cada uno de ustedes?

Hernández-Gómez: En realidad, los tres estuvimos involucrados en todo el estudio, a través de múltiples discusiones, cálculos y ajustes.

EFE: ¿Cómo es posible que, según indican en el estudio,  el coeficiente de resistencia sea menos aerodinámico en el jamaicano que en el promedio de los hombres y que Bolt haya podido conseguir ese récord?

Hernández-Gómez: A diferencia de la creencia generalizada de que los mejores velocistas no son de gran estatura, pensamos que la amplitud de la zancada de Bolt, además de indicar que posee una gran condición física, es fundamental para la potencia que desarrolla y, muy efectiva, a pesar de que su coeficiente de resistencia al aire es menos aerodinámico que el promedio de los hombres. 

EFE: ¿Tienen previsto realizar otras  investigaciones similares a la de Bolt o centradas en el mundo del atletismo?

Hernández-Gómez: Algunos comentarios que hemos recibido nos han generado la inquietud de abordar el problema para ciclistas. Hemos empezado a buscar datos que nos permitan un estudio semejante.

DESTACADOS:

-- "Bolt consiguió su marca alcanzando una velocidad de 12,2 metros por segundo, alrededor de 44 kilómetros por hora y desarrolló su potencia máxima cuando llevaba menos de un segundo de carrera y había alcanzado la mitad de su velocidad máxima", según los investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM).

-- Los científicos Jorge J. Hernández-Gómez, Vivianne Marquina y Raúl.W. Gómez, de la Facultad de Ciencias, de la UNAM, hallaron que menos del 8 por ciento de la energía producida por los músculos de Bolt en la carrera de Berlín 2009, fue utilizada para el movimiento y el resto la absorbió la fricción del aire. 

-- "A diferencia de la creencia generalizada de que los mejores velocistas no son de gran estatura, pensamos que la amplitud de la zancada de Bolt, además de indicar que posee una gran condición física, es fundamental para la potencia que desarrolla y, muy efectiva, a pesar de que su coeficiente de resistencia al aire es menos aerodinámico que el promedio de los hombres", explican a Efe los expertos de la UNAM.

Por Ricardo Segura/EFE-Reportajes