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Mediante la inmersión de modelos 3D, investigadores estadounidenses han comprobado la altura a la que una persona se puede zambullir en el agua con seguridad: hasta 8 m si se tira de cabeza, 12 m con las manos por delante y 15 m si entra con los pies. Se descarta tirarse en plancha por su peligrosidad.
En verano, pocas imágenes hay más características que la de personas y animales zambulléndose en el agua. Los primeros lo hacen por pura diversión o adrenalina, especialmente si el salto se produce desde lugares altos, mientras que a los segundos les permite escapar de depredadores y cazar a sus presas. Es una acción de lo más común, pero no está exenta de riesgos.
Ahora, investigadores de las universidades de Cornell y de West Chester (Estados Unidos) han evaluado la probabilidad de sufrir lesiones durante la zambullida utilizando modelos 3D de humanos y diversos animales en el laboratorio.
Los resultados, publicados en la revista Science Advances, muestran que la clave está en la longitud del salto y la posición que se adopta al entrar en el agua. Es más probable que ocurran lesiones cuando la altura del brinco provoca una fuerza de impacto superior a la de compresión crítica que pueden soportar músculos, ligamentos y huesos.
“Nuestro estudio indica, en primer lugar, que no hay que tirarse al agua a ser posible; y segundo, que los seres humanos no han evolucionado para zambullirse, a diferencia de algunos animales”, explica uno de los autores, Sunghwan Jung, bioingeniero de Cornell.
En cualquier caso, “los resultados –subraya– muestran la altura de zambullida segura: hasta 8 metros al tirarse de cabeza, 12 si lo haces con las manos por delante y 15 entrando con los pies. No hemos estudiado tirarse en plancha [de barriga], que es lo más peligroso, porque es demasiado obvio que no debemos hacerlo”.
Riesgo de lesión según el tipo de zambullida
El agua es mil veces más densa que el aire, así que el cambio de un medio diluido a uno muy denso conlleva un gran impacto. Los investigadores han calculado el riesgo de lesión analizando la relación entre las fuerzas óseas o musculares y la postura al zambullirse.
Por ejemplo, al entrar de cabeza, se suelen producir lesiones en los huesos cervicales, y en esta parte del cuello se ha centrado el equipo a la hora de estimar las fuerzas y altura del salto que no se deben superar.
En las inmersiones con las manos por delante, el cuello y la cabeza se protegen creando una cavidad de aire con ellas, y es la clavícula la parte más vulnerable. Al adentrarse con los pies, son los ligamientos de las rodillas los que pueden sufrir más.
La presión se ve influenciada por la forma y la superficie de los cuerpos que penetran en el agua e interviene en la cantidad de líquido que se desplaza. Por tanto, cuanto mayor sea el área que se sumerja, mayor impacto ocasionará.
En este contexto, otro de los parámetros que se ha considerado es la presión. Esta se ve influenciada por la forma y la superficie de los cuerpos que penetran en el agua e interviene en la cantidad de líquido que se desplaza. Por tanto, cuanto mayor sea el área que se sumerja, mayor impacto ocasionará.
Modelos 3D para estudiar la inmersión
Para medir las fuerzas durante las inmersiones se han utilizado modelos 3D humanos, pero también varias formas animales. En concreto, réplicas de una cabeza de marsopa, un pico de alcatraz norteño y una pata de lagarto basilisco, que representaban superficies curvas, cónicas y planas, respectivamente.
Los alcatraces, por ejemplo, tienen ángulos de pico menos profundos que les permiten sumergirse a una velocidad de hasta 24 metros por segundo. Por su parte, las marsopas disponen de vértebras cervicales acortadas y fusionadas que sostienen su cabeza mientras se mueven; y los lagartos basiliscos, un diseño de patas que favorece sus rápidos desplazamientos sobre el agua.
Los objetos en 3D estaban conectados a sensores de fuerza en un tanque de agua, lo que permitió a los investigadores medir las fuerzas que actuaban sobre ellos y su distribución
Las figuras en 3D estaban conectadas a sensores de fuerza en un tanque de agua, lo que permitió a los investigadores registrar todos los datos durante las inmersiones. De este modo, han sido capaces de desarrollar un modelo teórico que describe el aumento de la fuerza en las diversas formas y cómo estás aumentaban con la altura de la zambullida.
Los autores esperan que su modelo siga mejorando e impulse el desarrollo de nuevos diseños de ingeniería relacionados con la transición entre el medio aéreo y el acuático.
“De momento no hemos considerado el efecto de los ángulos de inmersión, que sería otro aspecto interesante para evaluar”, apunta Jung, que concluye con otra de las sugerencias del estudio: “Disfruta del verano allá donde estés”.
Referencia:
Pandey, A., Yuk, J., Chang, B., Fish, F. E., & Jung, S. (2022). Slamming dynamics of diving and its implications for diving-related injuries. Science Advances, 8(30), eabo5888.
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