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La natacion y Dinàmica de Fluidos.
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A la mayoría de la gente le gusta nadar, especialmente en un día caliente de verano. Sin embargo, la habilidad para nadar varía enormemente entre las personas que practican la natación por diversións y las que participan en competencias de nado. Incluso a nivel competitivo, algunos nadadores son más rápidos que otros. Los nadadores más veloces son los que mejor utilizan los principios fundamentales (básicos) de la dinámica de fluidos. Estos son los mismos principios utilizados por toda aquella persona que alguna vez haya tratado de manter la cabeza fuera del agua moviendo los brazos y las piernas. 
Son cuatro las fuerzas principales que actúan sobre un nadador:
La fuerza de resistencia debida a la presión proviene de la parte de enfrente
del nadador que se encuentra expuesta al agua y de la separación del flujo
detrás del nadador. Puesto que el flujo ya es turbulento (no laminar u
ordenado), un nadador debe tratar de aerodinamizar su cuerpo para reducir la
separación del flujo aún más (ver las ilustraciones de abajo). La resitencia
frontal es reducida empujando y golpeando con los pies, lo cual hace que el
cuerpo se asome más sobre la superficie del agua. Por otro lado, la fricción
aumenta cuando el cuerpo toma una forma más aerodinámica. Pero, la resistencia
debida a la presión constituye la principal preocupación y si se logra reducir
este componente, entonces se reduce la fuerza de resistencia neta.
Braceo
En general, el braceo produce la mayor parte del empuje. La diferencia que
existe entre los nadadores es la manera de utilizar el braceo para producir
empuje. Los mejores nadadores no solamente generan empuje al empujar el agua
hacia atrás, sino que también moviendo las manos y los brazos como una hélice
propulsora.
La forma más obvia de producir empuje es empujando el agua hacia atrás como
las paletas de una rueda hidráulica. Por un tiempo se pensó que agitando los
brazos con movimientos más cortos, como si se tratara de las paletas de una
rueda hidráulica tipo caterpillar, aumentaría la velocidad. Esta idea fue
probada usando una barca equipada con una rueda hidráulica caterpillar (ver la
ilustración). Desafortunadamente para el inventor, el barco prácticamente se
quedó parado. La explicación a este hecho se puede encontrar en la siguiente
frase:
Para entender esta frase debemos analizar lo que es el braceo más eficiente.
El brazo se mantiene recto mientras se mueve en un círculo completo, con la mano
plana (ver la ilustración de la rueda hidráulica). De esta manera el nadador
siempre está empujando agua quita. La ventaja de esto es que el agua que está
inmóvil ofrece más resistencia que el agua que ya se está moviendo hacia atrás.
Interesantemente, el movimiento estilo rueda hidráulica o hélice propulsora
crea sustentación y empuje. En este caso la sustentación aumenta el empuje. Para
visualizar esto de una mejor manera, imagina que el brazo del nadador tiene la
forma de un perfil aerodinámico (o una ala). Conforme el brazo se mueve a través
del agua, se crea sustentación que hace que el cuerpo se eleve acercándose más a
la superficie del agua. Esto reduce la fuerza de resistencia. Así pues, aunque
el nadador se mueve de derecha a izquierda, su mano se mueve de arriba para
abajo, y la fuerza de sustentación hace que el empuje aumente (ver la
ilustración). De esta manera, el braceo de los nadadores llega a asemejarse a la
hélice de un aeroplano. Estudios realizados con nadadores de calibre olímpico
muestran que esto es relamente lo que sucede.
Esta misma fuerza de sustentación se genera cuando uno trata de mantenerse a
flote en el mismo lugar. Sólo que cuando esto sucede, uno no empuja el agua
hacia abajo sino que más bien mueve las manos de un lado a otro cerca de la
superficie. Al mismo tiempo, las piernas y los pies hacen movimientos similares.
Esto resulta en la producción de sustentación que es lo que mantinene la cabeza
del nadador fuera del agua.
Pataleo
El pataleo del nadador tiene dos propósitos. El primero es aumentar el empuje
y el segundo adquirir (conseguir) estabilidad. Es importante mantener los pies
el agua. Cada vez que los pies del nadador salen y entran al agua, arrastran
consigo un poco de aire, aumentando la fuerza de resistencia y reduciendo el
empujó.
Los mejores nadadores recorren distancias más grandes moviendo los pies de
tal forma que produzcan la misma fuerza de sustentación que logran con sus
manos. Esto es mucho más difícil de visualizar a menos que observemos con
atención el pataleo que acompaña al nado de pecho. Este tipo de pataleo es el
que más asemeja a los movimientos que se realizan con las piernas mientras se
sobrenada (flota) en el agua. Recuerda, cuando se está flotando, las piernas se
mueven a través del agua de manera similar a los brazos para producir una fuerza
de sustentación.
Cuando un nadador hace girar su brazo a través del agua debe tener cuidado de
no torcer el cuerpo. Esto hace que aumente la resitencia de presión ya que el
cuerpo se hace menos aerodinámico. Un pataleo apropiado ayuda a mantener el
cuerpo aerodinamizado, de tal modo que se logra reducir la fuerza de resistencia
(ver la figura de abajo).
En el estilo libre (nado de pecho), hay tres tipos de pataleos: el pataleo de
seis golpes (six-beat), el de dos golpes (two-beat), y el de dos golpes cruzado.
El pataleo de seis golpes es preferido por los sprinters (aquellos nadadores que
recorren una distancia corta a gran velocidad), mientras que cualquiera de las
dos formas de pataleo de dos golpes es utilizada por los nadadores que recorren
grandes distancias. Sin embargo, no hay pruebas que un pataleo sea mejor que el
otro. No obstante, puede ser que el de seis golpes ayude a que el cuerpo del
sprinter se eleve un poco más en el agua, mientras que el pataleo de dos golpes
tiene un efecto estabilizador al mismo tiempo que conserva la energía del
nadador de grandes distancias.
El pataleo del estilo mariposa también se conoce como pataleo estilo delfín,
puesto que es similar al movimiento de la cola de un delfín. Este pataleo tiene
un efecto estabilizador cuando se sincroniza con el braceo. Se han realizado
estudios que muestran una notable semejanza entre campeones de nado estilo
mariposa y delfines en cautiverio.
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