Comprenderlo podría ser útil en deportes acuáticos competitivos como el remo
Ponte de pie en una canoa y probablemente te encontrarás en el agua en poco tiempo. Salta hacia arriba y hacia abajo en los bordes superiores de los lados de la canoa, y probablemente terminarás también en el agua. Pero consigue el equilibrio adecuado y podrás moverte hasta un metro por segundo, según un estudio que examina el balanceo de la borda (gunwale bobbing en inglés).
En el balanceo (gunwale, pronunciado "gunnel") de la borda, un piragüista se coloca en los costados de la canoa, la borda, cerca de la parte trasera de la embarcación y salta hacia arriba y hacia abajo, moviéndola hacia adelante surfeando las olas producidas.
Después de un período inicial de inestabilidad antes de encontrar su ritmo, la canoa alcanza una velocidad de crucero que satisface un equilibrio entre el empuje generado al empujar hacia abajo en la superficie de las olas y la resistencia causada por el arrastre. La técnica también funciona en tablas de paddle de pie (stand-up paddle).
"Durante mucho tiempo, la gente ha disfrutado de balancearse en la borda como algo divertido que hacer cuando está en el agua, pero nadie ha explicado realmente cómo funciona", dice Stephen Morris, profesor emérito en el departamento de física de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Toronto y coautor del estudio que describe el fenómeno. "Al basarnos en teorías de oscilación y ondas lineales de larga data, hemos descubierto cómo se puede mantener ese equilibrio".
Buscando la combinación perfecta de movimientos hacia adelante, hacia atrás, hacia arriba y hacia abajo, Morris y sus colegas de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Oxford y la Universidad de París crearon un modelo teórico para describir el campo de ondas producido. Luego lo compararon con los datos tomados de un entusiasta de balanceo de la borda que cruza un cuerpo de agua en una canoa usando olas creadas cuando sus dos extremos se inclinan hacia arriba y hacia abajo.
En un sistema simétrico en el que el cuerpo de un piragüista se inclina hacia delante y hacia atrás en igual medida (piensa en el rítmico movimiento del cuerpo de un remero en una competición olímpica), las olas generadas hacen que la embarcación oscile hacia adelante y hacia atrás sin movimiento neto.
Imagen: Balanceo de la borda en acción, ilustrando la longitud L, la anchura W y el calado D del barco (aquí con una tabla de paddle).
Pero en un sistema asimétrico, como el que se crea cuando una persona imparte un desplazamiento vertical, saltando hacia arriba y hacia abajo fuera de fase con la inclinación de un extremo de la embarcación, el vehículo gana un empuje neto.
Los investigadores calcularon los valores óptimos de los cuatro movimientos involucrados para lograr la máxima velocidad y, utilizando su modelo, determinaron que la técnica podría impulsar una canoa típica a velocidades constantes de hasta aproximadamente un metro por segundo, comparables a las velocidades observadas para el balanceo de la borda con canoas reales.
"Comprender el balanceo de la borda podría ser útil en deportes acuáticos competitivos como el remo", dice Morris. "Debido a que los remeros generan fuerzas descendentes periódicas, como lo hace saltar sobre la borda, podría ser posible optimizar los golpes de remo, de modo que el bote interactúe con las olas que genera de una manera que ayude a empujarlo hacia adelante".
La investigación ha sido publicada en Physical Review Fluids: Gunwale bobbing
Imagen de cabecera: Miles, el hijo de uno de los investigadores involucrados en un estudio internacional, demuestra el concepto de balanceo de la borda en una tabla de remo de pie. Crédito: G. P. Benham et al, Physical Review Fluids (2022). DOI: 10.1103/PhysRevFluids.7.074804
