Diseñan el traje de baño más rápido del mundo

Una técnica de modelización informática altamente especializada, desarrollada en la Universidad de Nottingham, en el Reino Unido, ha sido utilizada en el diseño del traje de baño más rápido del mundo.

El profesor Herve Morvan, de la School of Mechanical, Materials and Manufacturing Engineering de dicha universidad, ha participado como consejero para el departamento AQUALAB de desarrollo e investigación de la compañía Speedo, especializada en la fabricación y diseño de trajes de baño de competición.

El resultado: el bañador LZR Racer con el que, según informa Speedo, ya se han batido tres records del mundo de velocidad.

Fluidos e informática

La Universidad de Nottingham publica en un comunicado que Speedo ha aplicado técnicas de la NASA y de otros institutos internacionales de investigación, así como de socios industriales como ANSYS, uno de los líderes mundiales en suministro de programas informáticos de simulación para diseños, para crear este nuevo bañador.

En concreto, Morvan y su equipo se han encargado de modelar informáticamente el flujo de fluido, en este caso del agua alrededor del cuerpo de los nadadores. Morvan está especializado en dinámica de fluidos computacional (CFD, con experiencia en técnicas cuantitativas, en física de turbulencias y fluidos químicamente reactivos, particularmente en el contexto de entornos de agua y flujos de aire.

La dinámica de fluidos computacional o CFD es una de las ramas de la mecánica de fluidos que aplica métodos numéricos y algoritmos para resolver y analizar problemas relacionados con los flujos de fluidos.

Los ordenadores se utilizan para realizar los millones de cálculos que se requieren para simular la interacción de fluidos y gases con las complejas superficies utilizadas en el diseño.

La tecnología CFD se utiliza comúnmente en la industria de la aeronáutica y en otras aplicaciones relacionadas con los sectores biomédicos o deportivos. En el caso del diseño de este bañador, en el AQUALAB de Speedo los ingenieros examinaron a 400 atletas y exploraron a una serie de atletas destacados.

La física llevada al tejido y a los complementos

Utilizando el análisis CFD, Morvan y su equipo pudieron señalar las áreas del cuerpo de los deportistas en que se producía una mayor fricción con el agua durante la natación.

Con estos datos, los diseñadores pudieron ubicar en el bañador un tejido de baja fricción, desarrollado por Speedo, en los lugares más convenientes. Según Morvan, gracias a la dinámica de fluidos computacional, se ha podido crear un bañador que produce un 5% menos de resistencia al contacto con el agua que el anterior bañador creado por Speedo en 2007, el FS Pro, con el que los nadadores superaron 21 récords mundiales.

Como acompañamiento a este diseño, además, la compañía ha creado unas gafas (las Sidewinder and Aquasocket), con cubierta de caucho termoplástico, y un gorro (el Aqua-V™) especial para carreras de natación.

Para el diseño de éste también se utilizó la tecnología CFD, según informa Speedo, con el fin de identificar las áreas de mayor resistencia alrededor de los ojos y en la cabeza de los nadadores.

Posteriormente, se utilizó silicona de diferente densidad en función de la resistencia de cada zona: una densidad más espesa en la parte superior del gorro para reducir las arrugas, una densidad más fina en la sección intermedia para permitir que el gorro se alargue y se acople mejor, y una sección en la base alrededor del nacimiento del pelo que proporciona un ajuste ergonómico y estable.

Vencer las resistencias

Según Natacion Online, cuando un nadador se desplaza en el agua aparecen tres tipos de resistencias: la resistencia de forma o presión, la resistencia por oleaje (cuando el cuerpo se mueve entre el agua y el aire) y la resistencia por fricción.

La resistencia por presión es la más importante de las tres, y se debe a que durante la natación se genera un gradiente de presiones que frena el avance del cuerpo. Esto es debido principalmente a que el agua deja de fluir laminarmente, apareciendo flujos turbulentos. La resistencia por fricción, aunque es la menos importante, es la que más ha revolucionado la estética de los nadadores con el desarrollo de bañadores de cuerpo entero.

Los bañadores que imitan la piel de tiburón actuales permiten disminuir esta resistencia en casi un 8% gracias al denominado “efecto Riblet”, que es el efecto que producen los dentículos icroscópicos de la piel del tiburón al contacto con el agua, originando del vórtices verticales o espirales de agua, que permiten mantener ésta cerca de la superficie, evitando así la aparición de zonas de baja presión y flujos turbulentos.

El nuevo bañador de Speedo cuenta con un tejido que incluso va más allá del de los anteriores productos de la misma marca (de la saga “FastSkin «, imitadora de la piel del tiburón), bautizado como LZR Pulse, que repele el agua y reduce la vibración del músculo y de la piel mediante una cuidada compresión.