martes, 14 de abril de 2009

La física del fútbol: cómo lanzar un saque de manos óptimo

Hay varios libros que describen detalladamente cada deporte desde el punto de vista de la Física: La Física del Béisbol (de Robert K. Adair), La Física del Básquetbol (de John J. Fontanella), La Física del Hockey (de Alain Haché), La Física del Golf (de Theodore P. Jorgensen), La Física del Fútbol -Americano- (de Timothy Gay), La Ciencia del Tenis para Jugadores de Tenis (de Howard Brody), etc.

He llegado a ojear también un libro llamado La Ciencia del Fútbol, de John Wesson, que sigue esta línea. Ahí pueden encontrar detalles de la física de los tiros libres, los cabezazos, las patadas a la pelota, los rebotes de la pelota con el piso y con los travesaños del arco, el efecto Magnus (que explica la mayoría de curvas que se le pueden dar a la pelota, los golazos que hacía Cubillas, y que tal vez en otra ocasión comente un poco), la probabilidad de que un equipo meta gol luego de cierto tiempo cuando tiene un promedio de un gol por partido, por qué probabilísticamente no siempre gana el mejor equipo y muchas cosas más, con gráficas, ecuaciones y palabras.

Demoraría mucho tiempo hablarles de todo eso, así que me limité a una sola cosa, que por cierto, no está muy bien explicada en ese libro: los saques laterales (o saques de manos). Encontré algo más en otra fuente (http://iopscotland.org/News/Community_News_Archive/2006/file_23916.pdf), en un artículo científico titulado A new angle on throwing, del Institute of Physics, de Reino Unido, y les hablaré sobre ello. Todos los que hemos jugado o visto fútbol sabemos que un saque de manos rápido y que recorra una gran distancia puede ser como un córner cuando es lanzado cerca del área contraria. Que el saque de manos tenga esas características depende del ángulo con que sea lanzada la pelota. Las ecuaciones del movimiento de un proyectil sin resistencia del aire, que todos hemos visto y revisto en el colegio, nos dicen que el ángulo óptimo para que esas dos cosas sucedan es igual a 45 grados. Llegamos a esta conclusión derivando e igualando a cero (y así hallamos un extremo relativo, ya sea máximo o mínimo), o graficando la ecuación y viendo para qué ángulo la distancia alcanza un máximo. Sin embargo, esto asume que la velocidad es independiente del ángulo de salida, cuando en realidad la musculatura de los seres humanos es tal que privilegia los ángulos menores.

El Dr. Nick Linthorne, un profesor de Física e investigador de la Universidad de Brunel, y uno de sus estudiantes, David Everett, hicieron el estudio por diversión y curiosidad, analizando videos de dos jugadores mientras sacaban laterales. Encontraron que los jugadores lanzaban la pelota más rápido si el ángulo de salida era menor que 45 grados, siendo el óptimo entre 25 y 35 grados.

Entonces, se propusieron hacer un modelo físico sencillo que explicase los resultados, y así encontraron una ecuación para la velocidad (que parece sacada utilizando la conservación de la energía) en función del ángulo de salida:

Donde "Fo" es la fuerza promedio que ejerce el jugador en un saque horizontal, "a" una constante, "l" la distancia sobre la cual la pelota es acelerada, y "m" la masa de la pelota. Insertaron esta velocidad en la ecuación del movimiento parabólico:




Siendo "R" la distancia que recorre la pelota, y "h" la altura que alcanza, y obtuvieron un valor para el ángulo óptimo: 30 grados. Lo que concuerda bastante con lo que vieron en los videos. Hallaron también que si tomaban en cuenta el rozamiento del aire y la rotación de la pelota (que tiene efectos importantes en deportes de como el tenis, por ejemplo), el resultado variaba poco.

Linthorne y Everett saben bien que los jugadores de fútbol aprenden a "sacar un lateral" por ensayo y error, y que no les importa lo que diga un científico. Pero dicen que su estudio es importante por dos motivos: primero, que ayuda a llevar a la Física a la vida común y corriente. Y segundo, que aunque es talento lo que impera en un deportista a la hora de desempeñarse, siempre se pueden hacer implementos y equipos de entrenamiento que mejoren ese desempeño. El artículo fue sacado unas semanas antes de que comenzase el Mundial Alemania 2006, y los británicos concluían esperanzados de que Gary Neville, jugador de su selección, agradeciese si de algo le servía cuando ejecutase un saque lateral.

No hay comentarios:

Publicar un comentario en la entrada