A compreensão da propulsão na natação é um campo complexo da biomecânica aquática, que evoluiu significativamente desde as primeiras teorias baseadas na física dos fluidos. Inicialmente, a explicação para o movimento do nadador no meio aquático foi fortemente influenciada pelo Teorema de Bernoulli e pelo conceito de Força de Sustentação (Lift), popularizado pelos estudos pioneiros de James Counsilman. Contudo, pesquisas subsequentes, notavelmente as de Ernest Maglischo, reorientaram o foco para a Força de Arrasto Propulsivo (Propulsive Drag), oferecendo uma visão mais completa e empiricamente sustentada.
O Teorema de Bernoulli e a
Teoria da Sustentação (Lift)
O Teorema de Bernoulli, um
princípio fundamental da hidrodinâmica, estabelece uma relação inversa entre a
velocidade de um fluido e a pressão que ele exerce. Em termos simples, onde a
velocidade do fluido é maior, a pressão é menor, e vice-versa.
"O Teorema de Bernoulli
afirma que: a pressão de um fluido é reduzida sempre que a velocidade do fluxo
é aumentada." [1]
Na natação, a aplicação desse
teorema foi proposta para explicar a geração de força propulsiva
através do movimento das mãos e braços do nadador, semelhante ao que ocorre com
as asas de um avião ou as hélices de um barco.
A Contribuição de James
Counsilman
James
Counsilman (1920-2004), um renomado treinador e pesquisador de natação,
foi um dos principais defensores da teoria da sustentação. Em seus estudos,
especialmente a partir da década de 1960, ele sugeriu que os movimentos de
"palmateio" (sculling) das mãos do nadador geravam uma força de
sustentação (Lift) que impulsionava o corpo para a frente [2].
A teoria de Counsilman
baseava-se na ideia de que, ao mover a mão em uma trajetória curva (o
"S" subaquático), o nadador criava uma diferença de velocidade do
fluxo de água nas superfícies superior e inferior da mão.
•
Superfície de Alta Velocidade
(Baixa Pressão): A água que percorre a parte externa da curva da mão se
move mais rapidamente.
•
Superfície de Baixa Velocidade
(Alta Pressão): A água que percorre a parte interna da curva da mão se
move mais lentamente.
Essa diferença de pressão
resultaria em uma força perpendicular à direção do fluxo, a Força de Sustentação (Lift), que, quando orientada
corretamente, contribuiria para a propulsão [3]. Essa teoria foi crucial para a
evolução da técnica de nado, enfatizando a importância da trajetória curva da
mão, conhecida como sculling ou "palmateio".
Contudo, a eficácia dessa sustentação depende da manutenção de um fluxo laminar sobre a superfície da mão. O sculling bem executado busca o apoio nesse fluxo laminar,
mais lento na palma, permitindo que o nadador gere força de sustentação e
consiga, por exemplo, sustentar o corpo na vertical ou, no caso do deslocamento
horizontal, ter um ponto de apoio estável para aplicar a força a partir dos
ombros (princípio das alavancas). Em contraste, um movimento brusco de
"empurrar a água para trás" transfere energia cinética, quebra o
fluxo laminar e gera turbulência excessiva, resultando em perda de sustentação
e propulsão ineficiente, como ocorre com alguém que está se afogando.
A Crítica e a Ênfase na Força de
Arrasto Propulsivo por Ernest Maglischo
Apesar da influência inicial da
teoria de Counsilman, a comunidade científica e técnica da natação começou a
questionar a predominância da Força de Sustentação. Ernest
Maglischo (n. 1941), outro influente treinador e autor, foi um dos
principais responsáveis por essa reavaliação, argumentando que a Força de Arrasto Propulsivo (Propulsive Drag) é a força
dominante na propulsão da natação [4].
A Perspectiva de Ernest Maglischo
Maglischo, em suas obras como Swimming Fastest (2003), reconhece a existência da Força de
Sustentação, mas a considera secundária em comparação com a Força de Arrasto
[5]. Sua análise, apoiada por estudos mais avançados de biomecânica e
visualização de fluidos, sugere que a propulsão é primariamente gerada pela
ação de empurrar a água para trás, em conformidade com a Terceira Lei de Newton
(Ação e Reação).
|
Força Propulsiva |
Base Teórica |
Contribuição na Propulsão |
|
Força de Sustentação (Lift) |
Teorema de Bernoulli |
Força perpendicular ao fluxo,
gerada pela diferença de pressão (velocidade) entre as superfícies da mão. |
|
Força de Arrasto Propulsivo
(Propulsive Drag) |
Terceira Lei de Newton |
Força paralela ao fluxo, gerada
pelo empurrão da água para trás (ação) e a reação da água no sentido oposto
(propulsão). |
|
Lift, Drag e Alavancas de Força |
Princípios biomecânicos e hidrodinâmico |
Aplicação de força pela cintura escapular usando os
braços, antebraço e mão para criar força de sustentação comprimindo o fluxo laminar
d’água com vetor de deslocamento na projeção do eixo longitudinal do corpo. |
Maglischo argumenta que a mão
do nadador, ao se mover em uma trajetória que maximiza o contato com a água e a
acelera para trás, cria uma alta pressão na sua superfície palmar, gerando a
Força de Arrasto Propulsivo. A chave para a eficiência, segundo essa visão, é a
capacidade de "agarrar" a água (fase de catch)
e empurrá-la para trás de forma controlada, maximizando a reação da água
(Arrasto Propulsivo) e minimizando a turbulência dissipativa.
"Embora nossa compreensão da propulsão na natação
esteja longe de ser completa, acredito que a força de arrasto e as forças de
arrasto que aceleram os nadadores para a frente serão denominadas arrasto
propulsivo." [6]
A trajetória curva da mão (o
"S" subaquático) não é vista por Maglischo como um mecanismo para
gerar Lift, mas sim como uma forma de permitir que a mão se mova continuamente
para trás, mantendo contato com "água não perturbada" e maximizando a
Força de Arrasto Propulsivo ao longo de um percurso mais longo [7].
A Evolução do Entendimento Teoria
da Hidropropulsão de Anjos
A teoria da propulsão na
natação evoluiu de uma explicação centrada no Teorema de Bernoulli e na Força
de Sustentação (Counsilman) para uma visão que enfatiza a Força de Arrasto
Propulsivo (Maglischo).
Apesar da Força de Sustentação
ser uma consequência física do movimento da mão na água (e, portanto, o Teorema
de Bernoulli ser aplicável), a pesquisa moderna, influenciada por Maglischo,
demonstrou que a maior parte da força propulsiva é gerada pela Força de Arrasto Propulsivo, ou seja, pela capacidade do
nadador de aplicar força na água e acelerá-la para trás.
O legado de Counsilman reside
em ter introduzido o conceito de que a mão não se move em linha reta, abrindo
caminho para a análise hidrodinâmica e destacando o papel da Força de
Sustentação. O trabalho de Maglischo, por sua vez, refinou esse entendimento,
fornecendo a base para as técnicas de nado contemporâneas que priorizam a
"pegada" (catch) e o "empurrão" da
água para trás, maximizando o Arrasto Propulsivo. A técnica ideal de propulsão,
portanto, busca um equilíbrio entre a Sustentação
(Lift), gerada pelo sculling em fluxo laminar para
obter apoio, e o Arrasto Propulsivo (Drag), gerado
pela aplicação controlada de força contra a água, permitindo que o nadador
utilize o corpo como um sistema de alavancas para o deslocamento horizontal
eficiente.
Entretanto os estudos hidrodinâmico, baseados
nos princípios biomecânicos das alavancas segundo os Estudos de Anjos (2025)
quanto ao uso das mãos (sculling) em que o nadador ao realizar o movimento da
braçada nos nados, chamados de varredura por Maglischo, no caso do nado crawl, sendo
a varredura para dentro, a primeira fase propulsiva e a varredura para cima, a segunda
fase propulsiva, observando a movimentação da mão, antebraço e braço, o nadador
não executa o "s", pois é uma visão simplista da analise em função corpo
“sem deslocamento”. Contudo, a observação cinemática das mãos, antebraço e
braço, mostram que eles se deslocam diagonalmente, após alcançar a posição mais
profunda das mãos no nado crawl, iniciando o “agarre” (Fig 1), o nadador movimenta
os braços no sentido da projeção da linha média do corpo, com a mão angulada próximo
de 40º, apoiando-se no fluxo laminar. Mudando o vetor resultante, das mãos para
o corpo pelo eixo longitudinal. A força é aplicada na articulação do ombro. Com base no princípio das alavancas. O deslocamento
é tão grande quanto a força aplicada e o arrasto hidrodinâmico, que é a força
resistiva.
Em função da continuidade do
movimento angular do ombro a segunda fase propulsiva da braçada no nado crawl,
para cima, segundo Maglischo, ocorre também pela ênfase na rotação do tronco,
que permite a cada grau de movimentação que a força gere o deslocamento horizontal
do corpo. Grandes nadadores em função do deslocamento hidrodinâmico, não fazem a
extensão do cotovelo pois ocasiona deslocamento vertical criando resistência de
onda e de forma.
Referências
[1] Swimming Science Bulletin. Part III - Propulsive Forces. Disponível em: https://coachsci.sdsu.edu/swim/bullets/forces3.htm
[2] Morais, C. M. M. A Teoria Ascensional baseia-se no Teorema
de Bernoulli. Disponível em: https://core.ac.uk/download/pdf/220687042.pdf
[3] Corrêa, S. C. MECÂNICA DE FLUIDOS. Disponível em: https://editorarevistas.mackenzie.br/index.php/remef/article/download/3637/2928/0
[4] Maglischo, E. W. Swimming Fastest. Human Kinetics, 2003.
[5] Maglischo, E. W.Swimming Even Faster. Mayfield
Publishing Company, 1993.
[6] Maglischo, E. W.Swimming Fastest. Snippet: "Although our
understanding of swimming propulsion is far from complete, I believe that the
drag and drag forces that accelerate swimmers forward will be termed propulsive
drag."
[7] Sport Science.Lift or drag in freestyle swimming?.
Disponível em: https://www.sportsci.org/news/biomech/skeptic.html
