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La física detrás del patinaje artístico

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Soy Víctor Ibáñez, colaborador de Decathlon Tortosa, y hoy os vengo a hablar de uno de los deportes más icónicos y representativos del mundo de los deportes de invierno, el patinaje artístico sobre hielo. 

El patinaje es sin duda uno de los deportes por excelencia de las Olimpiadas de invierno, pero también es uno de los deportes más complejos y laboriosos para los atletas que lo practican. 

Envuelve un amplísimo repertorio de movimientos, principios y técnicas, que lo convierten en el ejemplo perfecto para analizar los principios de la física que se esconden detrás del deporte.

Es crucial que los patinadores tengan una buena base de interpretación artística, ballet y posean una buena condición física, junto con el conocimiento de ciertos principios físicos que les permitirán optimizar la ejecución y control de sus saltos y giros. Responderemos algunas incógnitas que nos ayudaran a entender la física detrás del patinaje artístico.

¿Cómo se deslizan tan fácilmente?

Empezaremos por entender que hace que el patinaje artístico sea tan diferente de cualquier otro tipo de baile de índole artística sobre un suelo digamos convencional. El hielo es un material perfecto para patinar debido a su muy baja fricción, genera muy poca resistencia a la cuchilla del patín para que este se deslice. Recordemos que la fricción se genera cuando dos superficies en contactos se unen. 

Cuando estas tratan de separarse y romper las uniones de moléculas, se genera resistencia. Cuanto más áspera e irregular sea una superficie, más difícil será que sus moléculas se separen, y por consiguiente la fuerza de fricción será mayor.

Por suerte los patines están diseñados para tomar ventaja de ello. Las cuchillas de los patines poseen un espesor aproximado de tres milímetros, lo que se traduce en un contacto mínimo contra una superficie que de entrada ya tiene una muy baja fricción, el hielo. La conjunción de estos factores hace que los patinadores se enfrentan a poca resistencia mientras se deslizan sobre el hielo.

¿Pero, y como mantienen el equilibrio?

Algo primordial para el patinador es mantener el equilibrio y estabilidad. Ello se logra identificando el centro de masa, en otras palabras, el punto de equilibrio en el que está concentrada la masa del objeto. 

Es fácilmente identificable en una figura geométrica perfecta, como una esfera, donde nadie duda que su centro de masa se ubica en el centro, pero en objetos más asimétricos es tarea más complicada encontrar el centro de masa.

En un patinador el centro de masa se localiza generalmente sobre el área de las caderas; algo alejado del punto de soporte, los pies. Para mantener el equilibrio el patinador debe mantener en todo momento el centro de masa sobre el punto de soporte. Pero ya sabemos que el centro de masa cambia en cada ejecución de una posición o figura diferente. Es ahí donde entran en juego los filos de la cuchilla.

Todo patín se compone de dos partes, bota y cuchilla. En las cuchillas se imprime una forma cóncava en posición transversal gracias a las máquinas de afilado. Eso nos deja una superficie de apoyo y contacto en ambos lados y una muesca longitudinal a lo largo de la cuchilla.

Es el apoyo sobre los filos lo que proporcionara agarre de la cuchilla al hielo.

¿Cómo consiguen girar tan rápido?

Las rutinas de entrenamiento están compuestas por ejercicios de filos, saltos y piruetas, que consisten en giros rápidos sobre un punto fijo. Los patinadores logran excelentes piruetas gracias al concepto conocido como momento angular, que ayuda a estabilizar un cuerpo en movimiento rotacional alrededor de un objeto fijo. 

En el momento de un objeto que gira influye la combinación de factores como el tamaño de la persona, la distribución de masa alrededor del centro del patinador y la velocidad de rotación. Pongamos un ejemplo. Ante dos patinadores de misma masa que rotan a la misma velocidad, el sujeto más alto será el que tenga mayor momento angular.

El momento angular también determina la rapidez de rotación en un salto en el aire. De modo que si un patinador genera mayor momento angular en una vuelta, girara más rápido. 

El momento angular se genera al empujar el hielo con la cuchilla del patín. Esto también genera la velocidad vertical que ayudara al patinador a conseguir un salto más alto y mayor tiempo de rotación en el aire.

Recordemos que una de las leyes fundamentales de la física establece que el momento siempre se conversa. Así que a menos que una fuerza externa influya en un sistema, el momento total debe permanecer constante.

¿Y cómo hacen para saltan tan alto?

Uno de los principios básicos de la física es que por cada acción, existe una reacción igual y opuesta. La velocidad vertical se generará por fuerzas ejercidas en el momento del despegue. 

La primera fuerza que desencadena este proceso se genera cuando el patinador contrae los músculos de la pierna y después los estira con fuerza empujando hacia abajo contra el hielo. El hielo generara una fuerza sobre el patinador, lo que ocasiona la velocidad vertical. La ecuación es sencilla, a mayor fuerza en el despegue, más altura de salto (velocidad vertical).

Cuando un patinador realiza un salto lateral, este se convierte en una especie de proyectil que se mueve verticalmente al mismo tiempo que se desplaza horizontalmente. Su centro de masa seguirá una trayectoria curva conocida matemáticamente como parábola.

¿Y por último, como aumentan su velocidad al girar?

La respuesta es sencilla, la encontramos en los brazos.

Cuando un patinador empieza a rotar con los brazos extendidos, no conseguirá más que un giro ligeramente acelerado. Ahora bien, a medida que acerca y coloca sus brazos cerca del cuerpo, empezara a girar cada vez más rápido. Para frenar deberá estirar los brazos de nuevo. Si la posición del cuerpo es más amplia, la velocidad disminuye. Parece sencillo, ¿verdad?

Los patinadores deberán mantener su cuerpo erguido y sus extremidades cercanas al eje central del cuerpo para lograr mayor velocidad.

¿Quieres experimentar este principio tú mismo? Hagamos la prueba en una silla giratoria. Empieza a girar y levanta los pies del suelo. Extiende los brazos y veras como la velocidad del giro disminuye. Ahora encoje tu cuerpo y veras como la velocidad aumenta rápidamente.

Estos son solo algunos de los principios biométricos del patinaje artístico. Es crucial conocer los principios físicos del deporte para ejecutar modificaciones de mejora y optimización en la técnica de los deportistas.

En la próxima entrega nos lanzaremos a conocer la gama de productos que Decathlon nos ofrece para la práctica de este cautivador deporte. 

¡Nos vemos en el hielo!

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