Migliore è la tecnica di nuotata, minori sono i consumi.

Il rendimento energetico nei nuotatori agonisti.

Scopo del nuotatore agonista è fare una gara nel minor tempo possibile, sviluppando quindi la massima velocità per coprire una determinata distanza.
Come le altre forme di locomozione umana, alla base della velocità esiste un rapporto:

Velocità = potenza sviluppata dal nuotatore/costo energetico della nuotata

Da questa equazione, se esprimiamo la potenza erogata in energia al secondo e il costo energetico in energia per metro percorso, la velocità verrà espressa in metri al secondo. Secondo questa formula quindi, per aumentare la velocità, un nuotatore deve incrementare la potenza sviluppata e/o ridurre il costo energetico della nuotata.
Nuotare è tra le forme di spostamento più lente e questo a causa della resistenza dell’acqua che è 800 volte superiore all’aria e della densità che è altrettanto maggiore per l’acqua che per l’aria (998,2 contro 1.205 kg/ m3). Ecco perché il rendimento energetico nel nuoto è inferiore ad altri sport.

Resistenza e rendimento energetico influenzano notevolmente la quantità di energia spesa, quindi a parità di potenza muscolare fornita, avremo una minore velocità di spostamento in acqua che in altri ambienti. Esiste una notevole variabilità individuale del costo energetico del nuoto: esso dipende dal livello tecnico ovviamente e può variare anche del 250%. Si esprime in kJ per metro percorso (kJ/m) ed è relativamente costante fino a velocità di 1 m/sec per poi aumentare in modo esponenziale con l’aumentare della velocità.

nuotoPiù un nuotatore è tecnicamente dotato, minore sarà il dispendio energetico, ma esiste una notevole variabilità individuale per quanto riguarda il rendimento del nuoto che rende difficile e inaffidabile il calcolo riferendosi a tabelle di riferimento.

In uno studio è stato seguito un gruppo di 8 nuotatori maschi di buon livello, in cui è stato evidenziato un costo energetico di 1.04 kJ/m alla velocità di 1.42 m/sec. Ciò si è tradotto nel consumo di 1.270 Kcal per coprire circa 5 km (fonte da “Energetics of swimming at maximal speeds in humans” – Capelli C, Pendergast DR, Termin B. – Eur J Appl Physiol 1998; 78:385-393).
Come già detto nell’articolo Dimmi che nuotatore sei e ti dirò quante calorie consumi, il crawl è lo stile più economico, sia per nuotatori esperti che per amatori. Il dorso nei nuotatori modesti comporta un dispendio energetico poco maggiore (15%) rispetto al crawl, mentre in assoluto rana e delfino sono gli stili più dispendiosi quasi del doppio.
Nelle donne il crawl ha un costo energetico di circa il 30% inferiore a parità di velocità; ciò dipende da molti fattori antropometrici e alla differente distribuzione del grasso nei due sessi.

Quando si assume una posizione orizzontale in acqua, il torace tende a galleggiare per la presenza di aria nei polmoni e gli arti inferiori tendono ad affondare.
Per una differenza puramente fisica rispetto agli uomini, la tendenza delle gambe ad affondare è minore nelle donne e chiaramente questo riduce la spesa energetica per mantenere il corpo in galleggiamento ottimale ed assumere quella che è poi la posizione idrodinamica più vantaggiosa per l’avanzamento.
Ora sfido i più forti nuotatori a dirmi che cos’è il drag! Il drag è la resistenza opposta dall’acqua all’avanzamento! Essa dipende dalla velocità del nuotatore e da una costante che varia fra individui. Vi risparmiamo la formula matematica che influenza il drag, onde evitare di farvi passare la voglia di nuotare, ma nella costante individuale rientrano fattori antropometrici: influenzati dalla superficie della sezione trasversa del nuotatore, dall’altezza (variabile negativa) e dalla tendenza di affondamento degli arti inferiori, nonché dalla tecnica della nuotata. I fattori individuali che influiscono invece sono: simmetria del gesto e oscillazioni del corpo sui piani perpendicolari alla direzione della nuotata. Perciò il valore K (costante) può diminuire correggendo i difetti tecnici della nuotata.
Pertanto in maniera molto semplice si può assumere che i valori di drag sono espressi in Newton e oscillano intorno ai 100-200 N alle velocità di gara. Quindi il dispendio energetico dipende dal drag e da un’altra variabile che si chiama efficienza di propulsione (Ep). Questa esprime il lavoro sviluppato per vincere la resistenza dell’acqua all’avanzamento ed il lavoro totale (la somma di quello per vincere la resistenza più quello per spostare acqua all’indietro).

Niccolo'_BonacchiNuotatori di alto livello hanno valori di Ep pari a 0.4-0.6. Che cosa significa questo? Solo la metà del lavoro effettuato dal nuotatore serve per spingere il corpo in avanti! Questo perché l’acqua non offre un appoggio stabile su cui gli arti superiori possano esercitare una presa sicura per spingere il corpo in avanti all’inizio della bracciata. Questi valori di Ep ci suggeriscono che il rendimento nel nuoto è inferiore ad alcuni altri sport, perché una parte del lavoro del nuotatore viene impiegato per spingere l’acqua verso i piedi.

Se vogliamo poi complicarci ulteriormente le cose, un indice della efficienza di propulsione viene calcolato considerando la velocità di spostamento (escluse virate e partenza) per ciclo di bracciata. In questo modo si ottiene che la velocità di un nuotatore (in metri/ secondo) viene espressa dal prodotto della frequenza (cicli/sec di bracciata) per la distanza coperta da un ciclo di bracciata (Ds= m/ciclo). È chiaro che le migliori prestazioni sono offerte da valori di Ds elevati, così come è chiaro dalla storia del nuoto che i grandi risultati talvolta smentiscono lo studio scientifico di questo meraviglioso sport!

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Cristiano D Errico

Laureato nel 1998 in Medicina e Chirurgia e specializzato nel 2002 in Anestesia e Rianimazione con lode presso l’Università degli Studi Napoli ” Federico II”. Dirigente medico 2003-2007 presso Ospedale “S. Giuseppe Moscati” di Aversa e dal 2007 presso A.O.R.N. “A. Cardarelli” di Napoli. Dal 2004 inoltre convenzionato con l’ A.U.P. ” Federico II” Napoli. Consulente tecnico presso il Tribunale di Napoli, Membro della Federazione Medico Sportiva Italiana.
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