Uma equipe de pesquisa liderada pela Universidade de Tsukuba criou o registro mais completo até hoje de um humano nadando debaixo d'água como uma enguia ou lampreia. Usando equipamentos de captura de movimento e monitores de velocidade de partículas, os cientistas foram capazes de estudar essa propulsão subaquática "ondulatória" e os fluxos de água próximos que ela criou. Eles descobriram que os jatos produzidos por vórtices coalescentes ajudam a explicar a eficiência deste método de natação, que pode ser aplicado a novos sistemas de propulsão.

Se você assistir a um evento olímpico de natação, você pode se surpreender ao ver os atletas se contorcendo como enguias ao iniciar a corrida ou logo depois de dar meia-volta. Independentemente do tipo de braçada usada para o resto da volta, esses concorrentes descobriram que esse movimento ondulatório é a melhor maneira de acelerar rapidamente. Contudo, não se sabia anteriormente por que esse é o caso, e uma melhor compreensão da propulsão subaquática pode levar a submarinos e navios mais eficientes. Para esta pesquisa, um nadador de nível nacional foi registrado nadando em uma calha de água enquanto usava 18 marcadores LED. Riachos de microbolhas foram usados ​​como traçadores dos campos 3-D de velocidade da água. Isso permitiu que os cientistas entendessem mais completamente a origem do impulso do nadador enquanto ondulava debaixo d'água.

"Propulsão através de um fluido, seja ar ou água, geralmente se baseia no princípio da conservação do momento, "explica o autor Hirofumi Shimojo." Por exemplo, empurrar a água para trás com as mãos ou os pés ao nadar no oceano fará com que você siga em frente. De forma similar, um motor a jato pode voar pelo céu empurrando um fluxo de ar para fora de seus motores. "

Os pesquisadores viram que o chute para baixo do nadador criou vórtices de ponta que se moviam da frente para a parte de trás de seus pés. Depois que esses vórtices foram eliminados do corpo do nadador, eles se combinaram em uma "esteira de vórtice, "o que levou a um jato de água que o impulsionou para frente.

“Nosso trabalho mostra a importância de visualizar os complexos fluxos de água para entender a origem da eficiência de propulsão. Neste caso, o nadador ganha impulso de sua batida de perna para baixo devido aos vórtices e fluxo de jato em sua esteira, "diz o autor sênior Hideki Takagi.

Essas descobertas podem fornecer uma visão além do movimento humano. Adiciona Shimojo, "Este trabalho pode nos ajudar a entender as esteiras criadas por outras formas de propulsão subaquática, incluindo aqueles que impulsionam barcos e submarinos. "