Para ganhar o ouro da natação em Tóquio, os nadadores não apenas precisam gerar uma força incrível com seus braços e pernas para se propelirem na água; eles também precisam superar a atração implacável do arrasto da água ao fazê-lo.

Sem ser capaz de vestir roupas especiais de baixa resistência ou usar tecnologias para ajudá-los a voar sobre a água, como os nadadores podem tornar o efeito da resistência da água o menor possível?

Os melhores atletas das Olimpíadas deste ano farão isso nadando sob, ao invés de em cima de, a água - pelo menos até onde as regras permitem.

Ondas são uma chatice

A água é muito mais densa que o ar, então você pode supor que os nadadores se beneficiariam com o uso de uma técnica que lhes permitisse sentar-se bem alto na água, com o máximo possível de seu corpo fora d'água.

Mas existem dois problemas com essa estratégia.

Primeiro, custa energia para produzir as forças necessárias para levantar o corpo, que seria mais bem gasto impulsionando o nadador para a frente em direção à parede de chegada.

Segundo, quando viajamos na superfície da água, desperdiçamos energia criando ondas. Durante a natação rápida, como nos eventos de sprint de estilo livre ou durante partidas e curvas (onde as velocidades excedem 2 metros por segundo, ou cerca de 7 quilômetros por hora), a geração de ondas retarda o nadador mais do que qualquer outro fator. Reduzir a formação de ondas é, portanto, vital para o sucesso na natação.

As ondas são produzidas quando a pressão exercida pelo nadador na água força a água para cima e para fora de seu caminho. Outras mudanças de pressão ao redor do corpo do nadador também causam a formação de ondas atrás dele, e às vezes para o lado.

A energia necessária para gerar ondas vem do próprio nadador, portanto, grande parte da força gerada pelos músculos do nadador é usada na geração de ondas, em vez de mover o nadador para a frente.

Mas as ondas não são formadas quando nós (ou pescamos, golfinhos ou baleias) nadam sob a água, porque as ondas só se formam quando um objeto (como nós) se move na fronteira entre dois fluidos de densidades diferentes, como água e ar durante a natação. E esse fato sugere uma solução intrigante para o problema do arrasto.

Uma mudança de pensamento

Os nadadores notaram os benefícios de permanecer debaixo d'água pelo menos desde os anos 1950.

O evento de nado peito foi a causa de grande controvérsia nos Jogos Olímpicos de Melbourne em 1956, quando os nadadores experimentaram permanecer debaixo d'água durante grande parte de suas corridas. O vencedor do evento masculino de 200 metros, Masaru Furukawa do Japão, nadou debaixo d'água durante a maior parte das três primeiras voltas da corrida de quatro voltas. Essa prática foi rapidamente proibida após os jogos; os nadadores foram forçados a emergir antes que pudessem começar a nadar.

Mas a prática de nadar debaixo d'água em estilo livre (crawl), os eventos de borboleta e nado costas só decolaram depois que os nadadores dominaram a "técnica ondulatória subaquática, "mais conhecido como chute de golfinho.

Aqui, o nadador se impulsiona debaixo d'água ondulando a parte inferior do corpo em uma forma de onda, enquanto mantém uma posição superior do corpo rígida e aerodinâmica com os braços esticados acima da cabeça.

A amplitude da ondulação da parte inferior do corpo aumenta dos quadris aos pés, de modo que a "onda" produzida pelo corpo é muito maior na direção dos pés, criando um efeito de chicote. Isso empurra a água rapidamente para trás, impulsionar o nadador para a frente de acordo com a lei de ação e reação de Newton.

Usando esta técnica, nadadores em eventos de nado costas ganharam uma vantagem significativa a partir da década de 1980, e a partir da década de 1990 também era comum em eventos de estilo livre e borboleta.

A técnica foi tão eficaz que o corpo diretivo da natação, FINA, limitou seu uso a apenas o segmento de 15 metros após partidas e curvas. Os nadadores agora são desqualificados se nadar muito longe debaixo d'água.

Ainda assim, os benefícios de melhorar a técnica de ondulação subaquática são tão grandes que os nadadores ainda passam horas por semana treinando para melhorar esta parte da corrida.

Chaves para o sucesso da natação subaquática

Embora um esforço de pesquisa em andamento tenha como objetivo encontrar a técnica ideal para diferentes nadadores, algumas práticas parecem estar comumente associadas ao sucesso subaquático.

Primeiro, nadadores que ficarem submersos por 15 metros terão largadas mais rápidas, voltas e tempos gerais de corrida. Este efeito é particularmente forte em eventos de nado costas, e quando os nadadores aproveitam ao máximo a curva final de uma corrida (quando os nadadores geralmente emergem mais rápido porque estão ficando cansados).

Segundo, ficar mais fundo debaixo d'água é importante. O arrasto das ondas é ligeiramente reduzido ao nadar logo abaixo da superfície, mas nadar 40–60 centímetros debaixo d'água pode reduzir o arrasto em 10–20%. E há outros benefícios ao nadar um metro ou mais debaixo d'água, especialmente quando as velocidades de largada e virada são rápidas (como na maioria das corridas mais curtas).

Terceiro, os melhores nadadores provavelmente exibirão uma frequência de batida mais rápida, embora cada chute não seja maior do que os de nadadores mais lentos. Em particular, uma extensão rápida do joelho no tempo forte da batida de perna que ocorre no final do movimento em forma de onda pode separar os nadadores subaquáticos mais rápidos dos mais lentos.

E finalmente, embora seja difícil detectar nas fotos subaquáticas das Olimpíadas, os pés dos nadadores subaquáticos mais rápidos podem girar para dentro durante a batida forte do chute, em vez de ficar rigidamente alinhado com a perna. Esta rotação permite que as superfícies superiores dos pés sejam orientadas horizontalmente na direção do nado, assim como a flauta (cauda) de um golfinho ou baleia fica horizontal em sua direção de natação, produzindo mais propulsão nos pés.

Submarino para ouro

Então, nos Jogos Olímpicos de Tóquio, procure os nadadores que ficam debaixo d'água o tempo que for permitido nas largadas e viradas, e verifique as técnicas que eles usam quando o diretor corta para as fotos subaquáticas.

Os nadadores que aproveitam ao máximo essas partes da corrida podem simplesmente se impulsionar para o ouro olímpico.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.