Existen diversas mujeres y hombres que han aplicado exitosamente la física y otras ciencias al deporte; el grupo incluye científicos empeñados en optimizar técnicas y estrategias en diversas disciplinas, y también atletas que han usado este conocimiento para mejorar su rendimiento. Algunos son antiguos y no se sabe su nombre; otros son muy recientes.
Un ejemplo de relación entre la física y el deporte proviene de la antigua Grecia. Durante las competencias de salto largo, los atletas utilizaban pequeñas mancuernas que pesaban de 1.5 a 3 kg llamadas ‘halteras’. Se fabricaban de piedra o de metal. Hoy se sabe que un movimiento bien coordinado con estas pesas puede aumentar la distancia del salto hasta en cinco por ciento. Según evidencias arqueológicas, el atleta balancearía los pesos hacia atrás; luego las echaba hacia delante durante el despegue, y justo antes de aterrizar las empujaba hacia atrás y las soltaba.
Entre los muchos que aplicaron diversas ciencias con tal de mejorar el rendimiento de los atletas en diversas disciplinas, se destaca el fisiólogo británico Archibald Vivian Hill, considerado uno de los padres fundadores de la ciencia deportiva moderna y ganador del Nobel en 1923. Él mismo aficionado al deporte, sentó las bases para el estudio de la fisiología del ejercicio y la biofísica aplicada al deporte.
Además de sus muchos estudios sobre la respiración, en 1927 incursionó en la física, llevando a cabo el primer estudio riguroso sobre el efecto de la resistencia del aire en un corredor. Otro precursor destacado fue el físico y matemático escocés Peter Guthrie Tait, de finales del siglo XIX. Experimentado golfista, realizó el primer estudio científico sobre la trayectoria de una pelota de golf, descubriendo el principio del efecto ‘backspin’ para predecir su vuelo.
Entre las mujeres contemporáneas resalta Caroline Cohen, física francesa especializada en la mecánica de los fluidos, quien ha llevado a cabo investigaciones recientes con el fin de optimizar el rendimiento en ciclismo, remo, tiro con arco y biatlón.
Hay muchos más investigadores e investigadoras de otras especialidades que se han dedicado al estudio de las habilidades deportivas, aunque no en física precisamente. La mayoría tiene que ver con la fisiología del organismo del atleta. Por ejemplo, la relación entre la contracción muscular y el suministro de oxígeno, el calor generado por los músculos, la acumulación de ácido láctico para que el músculo trabaje sin oxígeno, la relación entre carga muscular y velocidad de contracción ( por qué no es posible hacer el mayor levantamiento posible a máxima velocidad), y la ventaja del entrenamiento periódico. Aquí solo se describen con más detalle algunos de los resultados más notables relacionados con la física.
Caroline Cohen
Profesora en el Departamento de Mecánica de la École Polytechnique, es una firme defensora de la presencia de la mujer en la ciencia. Trabaja activamente para combatir los estereotipos de género, buscando aumentar la paridad y visibilidad de las investigadoras.
Realiza su trabajo de investigación en el Laboratorio de Hidrodinámica LadHyX en Francia. Su trabajo se ha dedicado a comprender los principios físicos que subyacen en el rendimiento de los atletas.
Según declaró en una entrevista, de adolescente jugaba al voleibol, y quedó intrigada por la trayectoria errática e impredecible del saque flotante. La curiosidad se mantuvo hasta llevarla a realizar su tesis doctoral sobre Mecánica de los Fluidos: ‘La Physique et la Mécanique au Service du Sport’, que entre otras cosas estudia las propiedades aerodinámicas de los objetos en movimiento. Otra fuerte motivación fue que uno de sus profesores de primaria insinuó alguna vez que las niñas no podían con las matemáticas. Ella decidió ‘demostrarle que estaba equivocado’.
Ha realizado estudios sobre Bádminton, Ciclismo, Fútbol y Voleibol, y sobre la fricción de la cera en los esquís sobre la nieve artificial.
Recientemente participó en el proyecto Sciences 2024, una iniciativa francesa para poner la ciencia al servicio de los atletas y optimizar su rendimiento, de cara a los Juegos Olímpicos y Paralímpicos de París de ese año. Entre sus aportaciones más notables está el trabajo en equipo con su doctoranda Alice Boilet, referente a optimizar las estrategias de carrera en el ciclismo de la persecución por equipos en pista.
Archibald Vivian Hill
El británico Archibald Vivian Hill, nacido en 1886, fue uno de los primeros en aplicar herramientas de la física y la química, tales como la termometría y la calorimetría, para resolver problemas biológicos.
En 1927 publicó el primer estudio científico riguroso sobre el efecto de la resistencia del aire en un corredor: The Air-Resistance to a Runner (La resistencia del aire sobre un corredor), donde hace un estudio riguroso sobre el tema. Allí logró demostrar que la potencia necesaria para vencer esa resistencia aumenta con el cubo de la velocidad, y explica por qué los récords de velocidad en pista dependen tanto de las condiciones de viento.
Sus libros Muscular Activity (Actividad muscular) y Living Machinery (Maquinaria viva) son clásicos de la fisiología del ejercicio. Recibió el premio Nobel de Fisiología o Medicina de 1922 por su descubrimiento de la producción de calor en el músculo. Lo compartió con el fisiólogo alemán Otto Fritz Meyerhof, quien encontró ‘la relación fija entre el consumo de oxígeno y el metabolismo del ácido láctico en el músculo’.
Peter Guthrie Tait
De origen escocés, nació en abril de 1831. Cuando tenía 6 años su padre falleció, y se mudó con su familia para vivir con un tío, un banquero de Edimburgo que se interesaba por la astronomía, la geología y la reciente fotografía, interés que se transmitió a su sobrino.
Fue el mejor de su clase durante seis años en la Academia de Edimburgo, sobresaliendo en matemáticas. Compañero de estudios de James Clerk Maxwell, quien años después formularía sus famosas ecuaciones del electromagnetismo, compartió con él primeros y segundos lugares en concursos de matemáticas.
Nombrado profesor de matemáticas en el Queen’s College de Belfast en 1854, se dedicó a colaborar con diversos colegas en investigaciones teóricas y experimentales. Contrajo matrimonio en 1857 y en 1859 compitió con su amigo Maxwell por la posición de catedrático de Filosofía Natural de la Universidad de Edimburgo, y logró obtener la plaza.
Un periódico de Edimburgo publicó que Tait había sido elegido en lugar de Maxwell porque: ‘… existe otra cualidad deseable en un profesor de una universidad como la nuestra, y es la capacidad de exposición oral partiendo del supuesto de que los alumnos tienen conocimientos imperfectos o incluso son totalmente ignorantes’. Maxwell era una persona mucho más reservada que Tait.
Escribió alrededor de 365 artículos científicos y 22 libros, solo o en colaboración, donde se mezclaban conceptos de química, física y matemáticas. Al parecer, tuvo buenas motivaciones para escribir sobre el golf; además de jugar al golf, uno de sus hijos fue golfista amateur destacado en 1893 y ganó el Campeonato Abierto de Golf en 1896, y nuevamente en 1898. Su artículo clásico sobre la trayectoria de las pelotas de golf es de 1896.
Un artículo más popular sobre el tema lo publicó en Nature un poco después.
Bibliografía
Caroline Cohen est Physicienne au laboratoire d’hydrodynamique de l’X (LadHyX). https://www.ivoox.com/interview-recherche-caroline-cohen-la-physique-du-audios-mp3_rf_58781832_1.html#comments
Caroline Cohen, https://researchportal.ip-paris.fr/en/persons/caroline-cohen/fingerprints/
Caroline Cohen carries out her research at the Hydrodynamics Laboratory (LadHyX*), at the interface between science and sport, https://elearning.polytechnique.fr/en/news/caroline-cohen-science-and-sport
The air-resistance to a runner | Proceedings B | The Royal Society, https://royalsocietypublishing.org/rspb/article/102/718/380/26642/The-air-resistance-to-a-runner, el pdf está en http://royalsocietypublishing.org/rspb/article-pdf/102/718/380/131187/rspb.1928.0012.pdf
The Golf Ball Aerodynamics of Peter Guthrie Tait on JSTOR, https://www.jstor.org/stable/3619769
Life and scientific work of Peter Guthrie Tait, supplementing the two volumes of scientific papers published in 1898 and 1900 – taitbio.pdf, https://webhomes.maths.ed.ac.uk/~v1ranick/papers/taitbio.pdf
Tait Portraits, https://www.mit.edu/~kardar/research/seminars/knots/history/Tait%20Portraits.html
Some Points in the Physics of Golf | Nature, https://www.nature.com/articles/042420a0; también en https://www.nature.com/articles/042420a0.pdf