Rafa Nadal: Ciencia y anticiencia

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Rafa Nadal, el mejor deportista español de la historia, ha resurgido de sus cenizas. Cuando poca gente pensaba que volvería a brillar en un Grand Slam, el tenista mallorquín ha dado toda una exhibición en el Open de Australia. Lo que poca gente conoce es que tras la evolución en el juego de Rafa se esconden nuevos avances tecnológicos y diferentes disciplinas científicas. Desgraciadamente Rafa Nadal, en mi modesta opinión, se equivoca apoyando ciertas prácticas anticientíficas. Comencemos.

Una de las grandes revoluciones en el juego de Rafa es su derecha. ¿Quién tiene la culpa? El big data. En pleno siglo XXI son muchos los deportistas que recurren a la telemetría para conocer datos sobre su juego. En el caso de Rafa Nadal la presencia de varios dispositivos (acelerómetros, giroscopios, sensores de vibración) tanto en su raqueta como en su muñequera le informan, a través de aplicaciones informáticas que registran todo lo que ha sucedido en la pista, de varios aspectos claves en su juego. Entre ellos destacan la fuerza del impacto sobre la pelota, la dirección con la que la bola sale de la raqueta, si el tenista da más golpes de derecha que de revés, el efecto que se le imprime a la bola, etc. Según podemos leer aquí, la raqueta que emplea Rafa Nadal, de la marca Babolat, es capaz de almacenar en su memoria los datos de doscientos cincuenta y siete millones de golpes gracias a su capacidad para grabar hasta ciento cincuenta horas.

¿Cómo ha ayudado el big data a mejorar el juego del tenista español? Los resultados son inequívocos. La derecha de Rafa, la que tantas alegrías le había dado, empezaba a fallar. Con el paso del tiempo la fuerza con la que impactaba la bola era cada vez menor. Eso provocaba que la aceleración de la pelota de Nadal, una de sus mejores armas, comenzase a flaquear. Había que encontrar una solución.

El equipo técnico de Nadal decidió que lo mejor era cambiar el cordaje de su raqueta. Las «cuerdas» están hechas de diferentes materiales químicos como el nailon, la tripa natural, la tripa sintética o el kevlar (una fibra de alta resistencia que puede ser hasta cinco veces más resistente que el acero y que fue descubierta por la química americano-polaca Stephanie Kwolek). Incluso más importante que el material del que estén formadas las cuerdas es la tensión del cordaje. La regla fundamental acerca de la tensión del cordaje es «más tensión para control, menos tensión para potencia».

En pistas duras como las del Open de Australia la pelota tiende a moverse más rápida. Para mantener el control es recomendable subir la tensión. En pistas de tierra batida, como las de Roland Garros, la pelota se mueve más lenta y se suele bajar la tensión del cordaje para añadir potencia y profundidad a los golpes. Pero los cambios efectuados en el cordaje de Nadal para ganar potencia no surtieron efecto y el jugador nacido en Manacor tuvo que volver a su cordaje original.

La alternativa a modificar el cordaje fue incrementar el peso del marco de su raqueta. Esta solución se suele emplear no solo para incrementar la potencia, sino para reducir la torsión y vibración de la raqueta. Los técnicos de Nadal usaron cintas adhesivas de plomo para aplicar peso a la cabeza de la raqueta y con ello incrementar la potencia de golpeo y la aceleración de la pelota. Aunque al principio a Rafa le costó acostumbrarse, el resultado final fue un éxito. Desde ese momento su derecha comenzó a golpear la bola con más fuerza, la aceleración de la pelota volvió a ser la que era y sus golpes planos (aquellos que llevan la menor carga de efecto) han destrozado a sus rivales durante todo el Open de Australia.

Pero, a pesar de que la derecha plana de Rafa Nadal ha sufrido una tremenda evolución gracias a la tecnología, el tenista español sigue siendo fiel a su golpe preferido: el liftado, aquel que lleva una carga de efecto ascendente que ayuda a la pelota a salvar la red y luego a caer en la pista. Recientemente se ha medido que la «bola liftada» de Nadal puede llegar a las 5000 r. p. m. (ochenta y tres vueltas en cada segundo), mientras que la mayoría de los jugadores consiguen solo alrededor de 2600 r. p. m.

Con este liftado, en el que la física tiene mucho que decir, el tenista español logra varios objetivos. Uno de ellos es que la pelota, aunque parezca que se va a ir más allá de los límites de la pista, caiga repentinamente y entre en la misma sorprendiendo al contrario. Además, la pelota una vez que bota se eleva mucho dificultando enormemente el golpe de su rival. Finalmente, y en el caso de que el rival haya subido a la red, el liftado especial de Nadal conocido como «banana shot» le ayuda a superar a los contrarios de una forma muy especial.

En el siguiente vídeo, correspondiente a un partido entre Nadal y el también español Fernando Verdasco, se ve perfectamente cómo gracias al banana shot la rotación que se imprime a la bola hace que esta siga una trayectoria de fuera a dentro de la pista.

¿Cuál es la explicación científica de lo que acaban de ver?

Poca gente sabe que uno de los más importantes colaboradores de Nadal es el químico y físico alemán Heinrich Gustav Magnus. La archiconocida derecha liftada de Rafa que pocos jugadores saben contrarrestar no sería tan efectiva sin el efecto Magnus. ¿A qué me refiero?

Cuando Rafa Nadal golpeó la bola salió aparentemente recta y Fernando Verdasco, al igual que todo el público presente, pensó que se iría muy lejos de la pista. Sin embargo, la trayectoria de la pelota rápidamente comenzó a curvarse y terminó entrando ante la mirada estupefacta de todo el mundo. ¿Qué ocurrió? La clave fue pegarle a la pelota con mucho efecto, con suficiente fuerza y a una distancia significativa del rival. De nuevo la fuerza aparece como un factor importantísimo en los golpes de Nadal.

Inicialmente la pelota golpeada por Nadal siguió la primera ley de Newton, según la cual un cuerpo se mueve en la misma dirección y a la misma velocidad hasta que se le aplica una fuerza que lo haga variar de dirección. ¿Qué fuerza fue la que hizo que la pelota cambiara la trayectoria? La mecánica de fluidos nos da la respuesta.

Una pelota de tenis se desplaza sumergida en un fluido, el aire, que la rodea por completo. El mallorquín golpeó fuertemente en un lado de la pelota enviándola alta y a su izquierda… pero también rotándola en su movimiento. Esto provocó que en un lado de la pelota el aire se moviera en dirección contraria al giro de la misma, aumentando la presión. En el otro lado el aire se movía en la misma dirección del giro de la pelota, creando un área de baja presión. La diferencia de presiones provocó la aparición de una fuerza perpendicular a la dirección de la corriente de aire que hizo que la pelota se curvara hacia la zona de baja presión y cambiara su trayectoria, superando al rival y entrando en la pista. La cara de Verdasco al ser superado por culpa del efecto Magnus lo dice todo.

En el caso de que Nadal no hubiese dado rotación a la pelota, como ocurre en los golpes totalmente planos a los que también ha recurrido en el Open de Australia 2017, no se produce la diferencia de presiones a ambos lados de la pelota por lo que no aparece el efecto Magnus.

Vale, ya sabemos que entre Nadal y Heinrich Gustav Magnus introdujeron la pelota en la pista pero… ¿puede decirnos la ciencia algo más respecto a ese golpe de Rafa, más allá de que siguió el efecto Magnus? Sí, puede darnos la trayectoria exacta que sigue la pelota e incluso darnos la fórmula que la describe.

En un trabajo publicado en la revista Journal of Fluids and Structures, científicos franceses simularon este tipo de «trayectorias deportivas» usando como modelo un gol marcado por el brasileño Roberto Carlos a la selección francesa, del que hablé en esta conferencia. Para ello hicieron experimentos bajo el agua, lo que les permitió eliminar los efectos de las turbulencias en el aire y la fuerza de gravedad. Los investigadores establecieron que la trayectoria que sigue una esfera cuando gira al dársele efecto es una espiral en forma de concha de caracol. Esa espiral es la que destroza a los rivales de Rafa.

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