Tela con hoyuelos para mejorar la velocidad de deportistas Omicrono
El tejido que quiere tener a deportistas más rápidos gracias a las pelotas de golf: así logra reducir la resistencia al aire
Esta innovadora tela puede reducir la resistencia en un 20% y tiene también aplicaciones en industrias como la aeroespacial y la ingeniería civil.
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El deporte lleva décadas consiguiendo hitos de la mano de la tecnología. La innovación en ropa, calzado y equipación lleva más lejos a los atletas y los protege de lesiones. Del mundo del deporte, algunos de estos inventos también pueden salir de la pista y ofrecer ventajas incluso en industrias como la aeronáutica.
Uno de los objetivos de muchos deportistas está en la velocidad. Los uniformes de ciclistas y corredores se diseñan para pegarse a su piel y ofrecerles menos resistencia aerodinámica, como ocurre con el diseño de aviones y otros vehículos de alta velocidad.
Los investigadores de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson (SEAS) de Harvard han desarrollado un tejido que puede deformarse como una pelota de golf y cambiar sus propiedades aerodinámicas a demanda. Esta innovación tiene un amplio abanico de aplicaciones, desde los deportes de alta velocidad hasta la industria aeroespacial, marítima y la ingeniería civil.
Tejido con hoyuelos para reducir la resistencia aerodinámica
El nuevo tejido utiliza hoyuelos para ajustar sus propiedades aerodinámicas, es decir, aprovecha el mismo principio aerodinámico que una pelota de golf, cuyo relieve le sirve para reducir la resistencia al aire.
"Al realizar 3.000 simulaciones, pudimos explorar miles de patrones de hoyuelos", explicó David Farrel, estudiante de posgrado en ingeniería mecánica de SEAS. Este centro de investigación sugiere que con esta innovación un ciclista podría mejorar su velocidad adaptando su ropa, estirando la tela.
La aerodinámica en el golf
Por casualidad o por afición, seguro que el lector conoce la característica textura de una pelota de golf. Suelen tener entre 300 y 500 alveolos, según cada fabricante. Este diseño no es meramente estético, los hoyuelos disminuyen la resistencia aerodinámica, reduciendo la estela que produce el aire detrás de la pelota y evitando que el flujo se separe prematuramente de la superficie.
Gracias a esos hoyuelos que cubren la esfera, el flujo de aire se pega más a la superficie de la pelota hasta el final. Así se produce lo que se conoce como una capa de flujo de aire turbulenta y produce una estela más corta, por lo tanto, genera menos resistencia por presión.
Este efecto le permite a la pelota mantenerse más tiempo en el aire y recorrer mayores distancias, además de poder afectar su trayectoria si el giro es lateral (hook o slice). En este caso, se persigue un efecto diferente al de los aviones comerciales, cuyas alas se diseñan para mantener un flujo laminar, el cual ofrece una menor resistencia de fricción.
Partiendo de esta técnica ya conocida, los investigadores de SEAS han diseñado este textil que puede adoptar diferente relieve según se trate, con el objetivo de conseguir el mismo efecto. "Logramos ajustar el tamaño y la forma de los hoyuelos. Al reproducir estos patrones en el túnel de viento, descubrimos que ciertos patrones y hoyuelos se optimizan para regiones específicas de velocidad del viento", explica Farrell.
Ajustando la prenda
El estudio y sus resultados se han publicado en la revista científica Advanced Materials. Liderado por David Farrell, los experimentos llevados a cabo por el equipo en un túnel de viento han conseguido reducir la resistencia hasta en un 20%.
Al estirar un tejido tradicional sobre un cuerpo, este se alisa y se ajusta, pero este nuevo diseño consigue el efecto contrario. "El singular patrón reticular permite que el tejido se expanda alrededor del brazo en lugar de comprimidlo", explica Farrell.
Material con hoyuelos en forma de reloj de arena Omicrono
Farrell y su equipo utilizaron una cortadora láser y una prensa térmica para crear un tejido bicolor compuesto por un material tejido negro más rígido, similar a la correa de una mochila. Este se combina con otro tejido de punto gris más suave, flexible y cómodo.
El proceso de fabricación se compone de dos etapas: en la primera se cortan los patrones en el tejido tejido y después se unen a la capa de punto para formar un compuesto textil. Experimentando con múltiples muestras planas con patrones reticulares, como cuadrados y hexágonos, exploraron sistemáticamente cómo las diferentes teselaciones afectan la respuesta mecánica de cada material textil.
![Tejido robótico, OmniFiber](["https:\/\/s3.elespanol.com\/2021\/10\/18\/omicrono\/tecnologia\/620449868_212034239_320x180.jpg"])
La capacidad de generar hoyuelos a demanda en el compuesto textil es el resultado de un patrón reticular que Bertoldi y otros ya habían explorado por sus propiedades inusuales. Gracias a su suavidad y elasticidad, el tejido puede moverse y estirarse para cambiar el tamaño y la forma de los hoyuelos a voluntad.
El primer uso práctico que se propone para esta nueva tela es el deporte, por ejemplo, en ciclistas o en esquiadores alpinos cuya ropa podría adaptarse a la velocidad del viento, permitiéndoles ahorrar tiempo simplemente tirando o estirando la tela. Pero no es el único uso que ofrece esta innovación.
Los investigadores recalcan en su estudio que estos hallazgos establecen un nuevo enfoque para los metamateriales aerodinámicos, donde las hendiduras superficiales y sus propiedades fluidodinámicas variables ofrecen oportunidades más amplias para sistemas aeroespaciales, marítimos y de ingeniería civil.
Dopaje tecnológico
Esta tela abre un nuevo frente en el siempre polémico dopaje tecnológico deportivo. Esto es cuando la innovación en materiales, prendas o accesorios consiguen adulterar la competición, hasta tal punto que resulta adulterada y tienen que intervenir los elementos regulatorios.
Uno de los ejemplos más notorios fue el uso de trajes de baño como el LZR Racer de Speedo, desarrollado con la NASA junto con empresas de simulación de fluidos.
Estos trajes permitían una reducción significativa de la fricción con el agua, haciendo a los nadadores más rápidos y mejorando el rendimiento de manera drástica.
En los Juegos Olímpicos de Beijing 2008, el 98% de los medallistas utilizaron el LZR Racer, batiéndose 25 récords mundiales solo en esa edición.
Finalmente, estos trajes fueron prohibidos por la FINA al considerarse “dopaje tecnológico”, pues la mejora no provenía solo del atleta, sino de la innovación en el tejido y diseño del equipamiento
En atletismo, el ejemplo más controvertido gira en torno a las zapatillas con placa de carbono en la suela, como las Nike Vaporfly 4%, Adidas Adizero Pro y Nike AlphaFly.
Tal ventaja llegaban a otorgar este tipo de zapatillas con respecto a la que usaban otros corredores que durante un tiempo fue habitual ver a deportistas que rompían sus acuerdos deportivos para poder alcanzar mejores marcas.
Y es que estas zapatillas brindan una devolución de energía superior, haciendo más eficiente la zancada, y han sido empleadas para romper récords de maratón y otras pruebas de fondo. Tanto es así que la World Athletics (Federación Internacional) tuvo que regular el diseño de las zapatillas permitiendo sólo una placa de carbono y limitando el grosor de la suela para evitar ventajas desmesuradas.
El récord mundial de maratón en Berlín (2014) se logró usando tecnología Boost de Adidas, mientras que Eliud Kipchoge estableció la barrera de las 2 horas en maratón calzando Nike AlphaFly.
