el futbol y la aerodinamica
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EL FUTBOL Y LA AERODINAMICA
16 de agosto
2014
Los factores físicos existentes influyen el movimiento de la pelota, y al modo y aplicación de las fuerzas para obtener su desplazamiento. Entre éstos se encuentran, mas no se limitan a: la forma, aire, volumen, presión, temperatura, material y textura, etc. El material con que una pelota es construida, tanto exterior como interiormente, también afecta el peso, alcance y rebote de ésta; esto es evidente en la manufactura de pelotas de golf, ya que su peso es equivalente.
FUTBOL Y LA AERODINAMICA
EL FUTBOL Y LA AERODINAMICA
AERODINAMICA DEL BALON DE
FUTBOL
AERODINAMICA
AERODINAMICA
Aparte del pulpo Paul, que adivinó la victoria de España en la final, una de las estrellas del Mundial
de Fútbol 2010 en Sudáfrica fue el balón oficial, Jabulani de Adidas, muy criticado por los jugadores porque su trayectoria era difícil de prever. ¿Se sabe
por qué era un balón tan difícil de controlar?
El balón de fútbol más
popular está formado por
32 paneles, 12 pentágonos
y 20 hexágonos, unidos
entre sí por 90 costuras. Su
geometría es la de un
icosaedro truncado, que
cuando se infla tiene una
forma bastante esférica,
con un volumen superior al
95 % del una esfera con el
mismo radio
El resultado, el balón Jabulani, tenía un volumen superior al 99% de una esfera del mismo radio y
estaba formado por 8 paneles curvos unidos entre sí sin usar costuras gracias a un método térmico. Para mejorar el agarre del
balón por parte de los porteros se dibujó una textura en forma de surcos en el balón. Pero en los disparos con efecto el balón se comportaba de forma diferente a un balón convencional, lo que despistó a muchos jugadores y provocó muchas críticas. Las costuras del balón son claves en su aerodinámica.
pequeños hoyos en su superficie?
Hay dos tipos de bolas de golf, el modelo británico que presenta
330 alveolos en su superficie y el modelo estadounidense que usa 336 alveolos. Esta textura de la
bola de golf permite alcanzar grandes distancias (de hasta 230
metros) porque reduce la resistencia aerodinámica sobre la
bola. En una bola en vuelo, el flujo de aire se agarra a la bola
en la parte delantera formando lo que se llama una capa límite.
Esta capa límite se separa en la parte trasera de la bola formando una estela. Cuanto mayor sea la
región de separación,
mayor SERA LA
RESISTENCIA AERIDINAMICA
La separación ocurre antes
cuando el flujo es laminar y se retrasa en
el caso turbulento.
La rugosidad de la
superficie de la bola de golf provoca que el
flujo de aire cambie de laminar a
turbulento, con lo que permanece
más tiempo unido a la bola y la región de separación es más
pequeña
Con las costuras del balón de fútbol ocurre algo parecido, el
flujo de aire se vuelve asimétrico debido a las costuras lo que
ayuda mucho en los disparos con efecto.
Este efecto es mucho más pequeño en un balón muy liso,
como Jabulani
Los jugadores acostumbrados a jugar con un balón convencional
encontraron grandes
dificultades para
adaptarse a un balón tan
liso como Jabula
El balón oficial para el Mundial de Fútbol de
2014 en Brasil, también de Adidas, se
llama Brazuca y promete ser mucho
más estable que Jabulani. ¿Se han realizado estudios
científicos para comprobarlo?
El nuevo balón oficial, Brazuca de Adidas, tiene solamente seis
paneles de poliuretano que se unen de forma térmica para lograr un gran esfericidad, como
en Jabulani.
Sin embargo, se ha dotado al balón de una textura similar a la de
una pelota de baloncesto.
Esta novedosa textura mejora mucho la
aerodinámica del balón. Investigadores del Instituto de Salud y
Ciencias del Deporte de la Universidad de
Tsukuba, en Japón, han llevado a cabo un
estudio detallado del balón Brazuca.
Sungchan Hong y Takeshi Asai publican en la revista Scientific
Reports una comparación empírica entre cinco balones de
fútbol diferentes:
Brazuca (Adidas, seis paneles), Cafusa
(Adidas, 32 paneles), Jabulani (Adidas, 8
paneles), Teamgeist 2 (Adidas, 14 paneles) y un balón convencional
(Vantaggio, 32 paneles).
En el túnel de viento se usaron dos
orientaciones diferentes de los paneles del balón respecto al movimiento
del aire.
Los resultados demuestran que la
resistencia aerodinámica varía
mucho con el tipo de balón y con la
orientación de los paneles.
El balón más estable y con mejor aerodinámica
es el nuevo balón Brazuca, seguido,
sorprendentemente, del balón convencional de
32 paneles; el peor balón fue Jabulani, algo que no sorprenderá a
nadie, pues es demasiado liso.
Además de las pruebas en túnel de viento se
han realizado un análisis de la trayectoria
del balón en disparos realizados por un robot
que chuta el balón de forma automática y
repetible.
Según este estudio, la textura rugosa del
balón, parecida a la de los balones de
baloncesto, es la clave que garantiza una alta estabilidad y un control
preciso para los delanteros, y al mismo tiempo facilita el agarre
por parte de los porteros.
Las grandes figuras de fútbol son capaces de lanzar a puerta, a balón parado, con barrera incluida,
logrando una curvatura de la trayectoria del
esférico que esquiva la barrera y engaña al
portero. ¿Cómo se logra este “toque
mágico” en disparos que parecen imposibes?
La física explica estos disparos sorprendentes
gracias al llamado efecto Magnus. El
jugador golpea el balón de tal forma que lo pone
a girar durante su trayectoria.
Cuando la pelota rota en vuelo, como el flujo
de aire se agarra al balón, a un lado del
balón el aire se mueve
un poco más rápido, ya que se suma la
velocidad de rotación del balón, y al otro lado se mueve un poco más lento, porque hay que restar la velocidad de
rotación del balón.
Como resultado, a ambos lados del
esférico el aire se mueve a diferente velocidad y por el
llamado principio de Bernoulli, en la zona donde se mueve más
rápido la presión lateral al balón es más
pequeña
Esta diferencia de presión a ambos lados de la pelota crea una
fuerza neta, la fuerza de Magnus, que curva la trayectoria del balón.
La dirección de curvatura depende de si
el balón gira en el sentido de las agujas
del reloj, con lo que se curva hacia la izquierda,
o en el sentido antihorario, curvándose
hacia la derecha.
El giro del esférico hace que el plano de su
trayectoria se curve y en los disparos libres a puerta, el balón puede esquivar la barrera y alcanzar la portería.
En cierto sentido los jugadores de fútbol son físicos experimentales
que aprenden a controlar el efecto
Magnus gracias a la práctica.
PRESENTADO : YULIAN
A
PEREZ GARCIACURSO:
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