Una investigación revolucionaria reciente de la École polytechnique y Phyling, dirigida por Romain Labbé y su equipo, ha revolucionado nuestra comprensión de la optimización de palas en deportes acuáticos. Su estudio “Physics of rowing oars” desafía la sabiduría convencional al examinar la eficiencia de las palas a través del prisma de las limitaciones fisiológicas humanas en lugar de consideraciones puramente mecánicas. Esta investigación no solo se aplica al remo—sus ideas se extienden al kayak de velocidad y al piragüismo, ofreciendo orientación valiosa para cualquier atleta que dependa de la eficiencia de las palas para el rendimiento.
Entendiendo la Física Fundamental de la Propulsión con Palas
La relación entre las dimensiones de las palas y el rendimiento es mucho más compleja de lo que la mayoría de los atletas se dan cuenta. Cuando tiras de tu pala a través del agua, estás interactuando con dos fuerzas físicas distintas que determinan tu eficiencia. La primera es la resistencia de presión, que ocurre cuando tu pala empuja contra la resistencia del agua. La segunda es la masa añadida, que representa el agua adicional que se acelera junto con tu pala durante cada palada.
Los investigadores descubrieron que “real rowing lies at the cross-over between these two regimes,” lo que significa que los deportes de pala competitivos operan precisamente en la intersección donde ambas fuerzas importan por igual. Este hallazgo explica por qué el diseño de palas ha evolucionado tan dramáticamente durante el siglo pasado y por qué no existe una solución única para las dimensiones óptimas de las palas.
Figure 2 from the cited paper: Evolution of rowing oar design showing (a) historical oar lengths, (b) blade designs from Macon (1960) to Fat2 (2017), (c) aspect ratio evolution, (d) performance improvements over time, and (e) dimensionless blade area changes.
El estudio introduce un concepto crucial llamado “anclaje”, que mide cuán efectivamente tu pala transfiere energía para mover tu embarcación hacia adelante en lugar de simplemente deslizarse a través del agua. “If anchoring equals 1, the blade does not move with respect to the water and all the rower’s energy is transferred to the boat. In contrast, if anchoring equals 0 the boat does not move and the oars slip in the water.” Esta eficiencia de anclaje se correlaciona directamente con la proporción entre la longitud exterior de tu pala (la parte en el agua) y la longitud interior (la parte que sujetas), conocida como la relación de aspecto.
Para validar su marco teórico, los investigadores construyeron un robot de remo sofisticado que podía mantener una fuerza constante durante cada palada—algo que los atletas humanos no pueden lograr debido a las variaciones naturales en la producción muscular. Sus experimentos revelaron que “when increasing α [the aspect ratio], the average hull velocity decreases, coherent with an increase in the propulsive stroke duration.” Este hallazgo tiene implicaciones profundas para cómo los atletas deberían seleccionar su equipamiento basándose en sus fortalezas individuales y objetivos competitivos.
Implicaciones Estratégicas: Potencia de Sprint vs Eficiencia de Resistencia
La investigación revela un compromiso fundamental al que se enfrenta cada palista competitivo: optimizar para velocidad bruta versus eficiencia energética. Esta distinción se vuelve crítica al elegir entre estrategias de carrera de sprint y resistencia, ya que cada una demanda características diferentes de las palas para maximizar el rendimiento.
Para atletas orientados al sprint que buscan la máxima velocidad independientemente del gasto energético, el estudio sugiere usar palas más cortas con palas más grandes. “If one wants to achieve maximum velocity regardless of injected energy—or equivalently mean power—(sprint strategy), one should choose rather short oars α ∼ 1.” Sin embargo, este enfoque viene con un costo fisiológico: las palas más cortas requieren frecuencias de palada más altas, lo que “might be hard to achieve from a physiological point of view, by that setting a lower bound to α.”
Por el contrario, los atletas de resistencia se benefician de un enfoque diferente. “If one is rather tempted by maximal efficiency (endurance race), then long oars are indicated in order to reduce the mean power provided by the rower.” Esta estrategia permite a los atletas mantener una producción de potencia sostenible durante distancias más largas mientras maximizan la eficiencia de transferencia de energía desde sus músculos hacia la propulsión hacia adelante.
La evolución histórica del equipamiento de remo competitivo apoya estos hallazgos. Durante los últimos 170 años, las longitudes de los remos han disminuido casi un 25% mientras que las áreas de las palas han aumentado significativamente. Esta evolución refleja el cambio del deporte hacia formatos de competición orientados al sprint, donde las carreras típicamente duran alrededor de seis minutos—firmemente en el régimen de sprint en lugar de eventos de resistencia verdadera.
Figure 3 from the cited paper: (a) Handle force profiles during rowing strokes from elite French rowers, and (b) stroke frequency consistency during the 2016 Lucerne World Championship M1x final.
La investigación también revela por qué la frecuencia de palada importa tanto en los deportes de pala. La relación entre las dimensiones de las palas y la frecuencia óptima de palada no es arbitraria—está gobernada por la física fundamental. Los atletas que usan palas más cortas naturalmente logran frecuencias de palada más altas porque se pierde menos energía por deslizamiento en el agua durante cada ciclo de palada. Esto explica por qué los kayakistas, que típicamente usan palas con una relación de aspecto de 1 (sin ventaja mecánica de un fulcro), mantienen frecuencias de palada cerca de 100 paladas por minuto comparado con las 30-40 paladas por minuto de los remeros.
Aplicaciones Prácticas a Través de los Deportes de Pala
Aunque esta investigación se centró específicamente en el remo, sus principios se aplican ampliamente a través de los deportes de pala, con modificaciones importantes para diferentes disciplinas. En el kayak de velocidad y el piragüismo, donde los atletas no se benefician de la ventaja mecánica de un fulcro de tolete, la física aún gobierna la relación entre las dimensiones de las palas, la frecuencia de palada y la eficiencia.
El estudio nota que “in kayaking, as there is no rowlock, α = 1, and the stroke frequency observed in competitions is much higher than that of rowing (near 100 strokes per minute), which follows the tendency that the stroke frequency decreases with α.” Esta diferencia fundamental explica por qué las palas de kayak están diseñadas tan diferentemente de los remos de remo y por qué la técnica de kayak enfatiza paladas rápidas y eficientes en lugar de las paladas más largas y poderosas vistas en el remo.
Para kayakistas de velocidad y piragüistas, la investigación sugiere que el diseño de las palas se vuelve aún más crítico ya que no puedes ajustar la ventaja mecánica a través de proporciones de longitud. “Kayak blades have another specific feature: they are very hollow to increase added mass.” Esta elección de diseño maximiza el efecto de anclaje asegurando que más agua se mueva con cada palada, aunque la frecuencia de palada sea mucho más alta.
Las pruebas con robot de los investigadores revelaron perfiles de fuerza específicos que los atletas pueden usar para evaluar su propia técnica. Los remeros de élite típicamente generan fuerzas máximas de mango alrededor de 700 N durante las fases pico de palada, con aplicación de fuerza relativamente consistente durante cada palada. Entender estos patrones de fuerza ayuda a los atletas a optimizar su selección de palas basándose en sus capacidades de fuerza individuales y los requisitos de distancia de carrera.
Figure 7 from the cited paper: Master plots showing (a) rescaled mean boat velocity, (b) propulsive stroke duration, and (c) anchoring efficiency as functions of aspect ratio α and dimensionless blade area β, with asymptotic behaviors and real boat data points.
La contribución más práctica del estudio puede ser su marco para la optimización individualizada de palas. En lugar de depender de la selección tradicional de equipamiento basada en categorías de altura o peso del atleta, esta investigación proporciona un enfoque basado en la física que considera perfiles de fuerza individuales, distancias de carrera y limitaciones fisiológicas. “The optimal oar length and blade size depend on the adopted strategy” y deberían seleccionarse basándose en si un atleta prioriza la velocidad máxima o la eficiencia sostenible dentro de sus límites fisiológicos.
Para entrenadores y atletas, esta investigación proporciona orientación concreta: mide tu producción máxima de fuerza sostenible, determina tu frecuencia de palada óptima para tu distancia de carrera objetivo, y luego selecciona dimensiones de pala que maximicen ya sea la velocidad (para eventos de sprint) o la eficiencia (para carreras más largas) dentro de tus límites fisiológicos. Los días de selección de palas de talla única están terminando, reemplazados por optimización individualizada basada en principios sólidos de física.
Reference: Labbé, R., Boucher, J. P., Clanet, C., & Benzaquen, M. (2019). Physics of rowing oars. New Journal of Physics, 21(9), 093050. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab4226