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I misteri della pala asimmetrica
Scritto da Giorgio Dapiran   
Martedì 24 Agosto 2010 14:41

I misteri della pala asimmetrica

 


 

La decisione di interrompere la pubblicazione del trattato sulla pala asimmetrica e il grande interesse, soprattutto commerciale, da parte dei pescatori subacquei su questo mio prodotto, mi impone qualche piccolo chiarimento relativamente al suo progetto.

I misteri tecnologici della pala asimmetrica rimarranno tali (a stretto uso della concorrenza) mentre al contrario fornirò qualche riflessione elementare sull'attrezzo in relazione alla sua geometria e ad altre caratteristiche strutturali.

Le code dei pesci non si sono sviluppate

in lunghezza ma in larghezza

I casi di pesci dalla coda lunga sono molto rari, ad uso esclusivo della esibizione sessuale (come per la coda di pavone), il loro impiego propulsivo è secondario e se questi pesci avessero dovuto salvare la loro vita da un predatore in ragione della coda lunga, sarebbero già estinti da tempo...

Purtroppo, le pale delle bi-pinne, da un certo periodo in poi, progressivamente, si sono sviluppate in lunghezza.

Dalle Concord della Mares (tutte in gomma), fino alle Falcon della C4 (in composito di fibra di carbonio) solo per citare quelle di maggior prestigio del passato e del presente recente (che ho usato per un lungo periodo di tempo), tutte, hanno avuto pale relativamente strette e lunghe. Solo le Ala della Technisub (in gomma) si erano differenziate per una maggiore larghezza della pala ma erano state adottate prevalentemente per l'uso nell'immersione con le bombole.

 

risalita

Non voglio giungere alla conclusione che anche nelle pinne molto lunghe messe in commercio ci sia la stessa finalità esibizionistica della selezione sessuale negli animali, ma quasi...”Guarda che pale lunghe che ho...è perché scendo più profondo, ho i geni migliori!”

 

E' inutile concludere che stringere le pale e svilupparle in lunghezza è una scelta contraria all'evoluzione degli animali (i pesci) che da sempre i grandi scienziati che ci hanno preceduto (Leonardo e Galilei) hanno preso a riferimento per i loro studi, ed è una scelta contraria alla fisica (aggiungo io).


 

Certo è un mio punto di vista, ma poiché pesco molto profondo per gli standard dei pescatori subacquei e chi produce pinne strette e lunghe, chiaramente non è d'accordo su questa mia osservazione, ma non deve salvare la sua pelle in risalita da un tuffo profondo, permettete almeno che il mio, sia un punto di vista attendibile.


 

Ancora sulla evoluzione delle code dei pesci:

Esistono pesci che usano tutto il corpo per l'accelerazione della massa d'acqua coinvolta dal suo movimento ondulatorio. Questa, per reazione, proietta il pesce nella direzione opposta (anguille, barracuda ecc.), in sostanza, la massa d'acqua che si raccoglie nella prima ansa del moto ondulatorio del corpo del pesce (subito dietro la testa), viene accelerata ulteriormente dal movimento ondulatorio delle anse del corpo poste dietro, verso la coda che in molti casi ha perso una vera forma funzionale all'esclusivo avanzamento.

Questi pesci, rispetto ad altri più tozzi e dalla coda larga, non solo, aumentano la massa d'acqua spinta nella direzione opposta al moto che si può calcolare approssimativamente come quella racchiusa in un cilindro limitante tutte le estremità delle pinne e di lunghezza pari al proprio corpo, ma aumentano anche l'accelerazione impressa a questa massa d'acqua, con un movimento a colpo di frusta.

Viene da riflettere sul fatto che il corpo umano non ha certo la forma allungata di questi pesci, pur tuttavia, nello sport del nuoto alla virata e nella spinta dal bordo della vasca il nuotatore sia a stile libero che a dorso avanza molto più velocemente adottando questo tipo di nuoto (movimento delle gambe e del corpo a delfino) piuttosto che con il nuoto alternato delle gambe (crawl), tanto è vero che nel regolamento delle gare di nuoto ci si può spingere in immersione dal bordo della piscina con questo movimento delle gambe a delfino solo per 15 metri, oltre interviene la squalifica del nuotatore!

In questo caso tutto il corpo entra in azione creando un'ansa di accelerazione dell'acqua che viene ulteriormente accelerata dall'ansa generata dalle gambe all'altezza della testa del femore (bacino).

Questo tipo di nuoto si riproduce con l'uso della mono-pinna ma non nel nuoto con la bi-pinna a crawl, del quale sto discutendo, soprattutto del modello più diffuso, che per ragioni in questa sede da non approfondire ha una inclinazione della parte della pala che si inserisce a livello della pianta del piede nella tasca sotto la scarpetta. L'inclinazione della pala sotto la pianta del piede è funzionale ad ottimizzare il calcio in avanti , ma non al calcio indietro rispetto al quale, se accentuato produce addirittura un freno all'avanzamento

Anche in questo caso la pala non deve svilupparsi troppo in lunghezza perché le anse di accelerazione, per ragioni fisiche che ancora non starò ad approfondire richiedono un tempo maggiore per entrare in fase di spinta,e l'apneista in risalita non ha tutto questo tempo (Umberto a parte), quindi anche pale lunghe, a mio parere devono sviluppare una sola onda di spinta...

In tutta questa breve disquisizione ho trascurato di illustrare l'aspetto fisico della mia argomentazione contraria alla pala stretta e lunga della bi-pinna che si può articolare in due parti:

  1. La ridotta massa d'acqua messa in movimento da una pala stretta. Lasciatemi citare ancora una volta la seconda legge della dinamica F = M x a che è molto semplice, così i miei detrattori non potranno dire che scrivo formule astruse che nessuno capisce. La spinta che riceve il tronco del nuotatore all'altezza della articolazione della testa del femore nell'acetabolo del bacino, come risultato del movimento di una gamba pinnata è proporzionale alla massa d'acqua (M) messa in movimento: questa dipende dalla larghezza della pala e dalla configurazione che assume la deformata della pala sotto sforzo, insomma, istantaneamente, è la massa racchiusa in una specie di tronco di piramide (più ci allontaniamo dalla pala più gli strati d'acqua coinvolti sono di base minore) la cui area di base è la lunghezza utile della pala in fase di spinta moltiplicata per la sua larghezza. A parità di caratteristiche meccaniche della pala (la deformata sotto sforzo), perciò, la larghezza della pala determina la massa dell'acqua spostata e in ultima analisi la spinta ricevuta dal nuotatore.

  2. Una pala troppo lunga riduce la lunghezza utile della pala per la spinta. Non voglio appesantire con schizzi questa breve trattazione (schizzo che trovate sul trattato della pala asimmetrica reso pubblico), la porzione di pala nel senso della lunghezza che partecipa alla spinta nella direzione del moto del nuotatore è quella che si pone perpendicolare al moto. Tutte le altre porzioni che non sono perpendicolari all'avanzamento del nuotatore, ma inclinate rispetto alla direzione di questo moto, producono una spinta ridotta in ragione dell'inclinazione ed altri effetti (ondeggiamenti del nuotatore avanti-indietro e fenomeni di resistenze passive). Pale troppo lunghe formano un ricciolo sul bordo di uscita della pala (solitamente quello di spessore minore) che crea solo turbolenza e poca spinta.

    Le pale strette (18/19 cm) spingendo ad ogni ciclo di pinneggiata una minor massa d'acqua obbligano l'apneista nel nuoto verticale a un maggior ritmo, quindi ad un movimento frenetico per guadagnare la superficie che è contrario ai dettami della disciplina dell'apnea: la massa d'acqua messa in movimento dalle pinne non è sufficiente a spostare la grande massa corporea del nuotatore in verticale. Questo tipo di pale è più indicato per il nuoto orizzontale dove non si deve vincere alcuna forza di gravità e la ridotta spinta di galleggiamento di una muta molto compressa nel caso di immersioni profonde !


 

L'altra considerazione che si evince dalla seconda legge della dinamica applicata alla spinta della bi-pinna ed esula, in parte, dalla disquisizione sulla geometria del prodotto, riguarda più la sua struttura e la tecnologia di costruzione e si riferisce, soprattutto, alla tecnica del gesto atletico.

Per le ragioni già espresse, il movimento della pinna (il calcio) si deve sviluppare in accelerazione, deve rappresentare un vero e proprio “colpo di frusta”, e come si fa in tutti i lanci sportivi dell'atletica (disco, giavellotto, ecc.) l'accelerazione nel momento di abbandono dell'attrezzo (nel nostro caso della massa d'acqua) deve risultare massima!

pinneggiata

Spero di aver chiarito in questa esposizione le ragioni per le quali le mie pale asimmetriche sono più larghe di quelle che si trovano in commercio, resta ancora da sviluppare un aspetto della larghezza della pala in funzione della dinamica del movimento di pinneggiata che solleverà le obiezioni in primis della scuola di immersione Apnea Academy (AA).

La pinneggiata, nel nuoto verticale umano con la bi-pinna, si divide in due fasi:.

Il calcio in avanti e quello indietro.

Per ragioni anatomiche che non starò ad approfondire ma renderò evidenti, la spinta utile si ottiene prevalentemente nel calcio in avanti.

Ricordando la seconda legge della dinamica riusciamo ad incrementare la spinta ( F) aumentando l'accelerazione della massa d'acqua (a) solo “calciando a colpo di frusta” (in avanti); le nostre articolazioni non consentono qualcosa di simile all'indietro ed è un movimento che non conviene neppure fare a gamba tesa con il gluteo massimo (come consiglia AA) visto che è un muscolo ben poco allenato nella vita quotidiana a questo scopo e le accelerazioni di spinta che si possono raggiungere con la gamba tesa anche in soggetti allenati sono tanto modeste da considerare questa fase dal rendimento molto scarso rapportata alla prima fase di calcio in avanti.

Molti apneisti, me compreso, considerano la seconda, una fase poco propulsiva e preferisce non eseguirla nemmeno, sfilando la pinna in verticale e calciando solo in avanti.

In questa prospettiva meno frequente è il ritmo di pinneggiata minori sono le fasi “povere di spinta” dove si esegue lavoro muscolare dal basso rendimento propulsivo, quindi sono da preferire “pochi calci ben dati” in avanti, con grandi accelerazioni, con una pala larga che assicuri grandi masse d'acqua spostate, quindi grandi spinte.

Io ho una gamba molto allenata a questo movimento che vorrei eseguire, in metafora, senza pinne sul basso retro di tutti gli ignoranti del nostro settore... ciò è propedeutico a quanto segue:

Due brevi riflessione, molto personale:

In tutti campi delle tecnologie moderne scienziati e ingegneri hanno preso in mano lo sviluppo delle attrezzature, nel nostro settore, invece, più sei ignorante e vendi schifezze tecnologiche ma di bell'aspetto, più hai successo! Questa è una riflessione che si può estendere anche a molti altri campi della vita sociale, compresa quella non commerciale ma culturale della attuale politica.

Un prodotto così tecnico come la pinna è ancora in mano a praticoni ed anche quando il produttore non è un praticone, mai ha scelto una strada sperimentale di verifica del prodotto, preferendo sempre una via puramente speculativa che, haimé, sappiamo quanto sia fallace fin dai tempi della rivoluzione copernicana.

Questo elaborato chiarisce solo alcuni aspetti dell'attrezzo bi-pinna ed esprime il mio punto di vista sull'argomento, a ciò aggiungo l'ultima considerazione: sono un anziano pescatore di 67 anni e mi immergo abitualmente intorno a quota -30 metri, i miei muscoli e il mio corpo non sono certo ringiovaniti con gli anni, se riesco a raggiungere ancora certe prestazioni è perché le attrezzature che impiego sono più efficienti di quelle di un tempo!

Sono convinto che se gli attuali produttori di pinne strette e lunghe usassero le loro pinne in immersione per ottenere queste prestazioni, in molti casi, probabilmente, cambierebbero il loro prodotto!


 

***

Mi è stato chiesto di chiarire altri aspetti del mio progetto quindi apro una appendice all'articolo su argomenti che aumenteranno di sicuro le polemiche relative questo mio scritto:

1)Perché due modelli :Standard e Prof

2)Perché non a diverse rigidità

3)Perché la forma è asimmetrica.

  1. La larghezza della coda nei pesci si è evoluta in rapporto alla massa del corpo del pesce da spingere. L'evoluzione attraverso la selezione naturale ha tenuto in vita (tanto da riprodursi) le sole specie che avevano una coda adeguata a sfuggire ai predatori. Cosa vuol dire? Se per mutazione genetica qualche pesce adattandosi ad una nicchia ecologica particolare avesse sviluppato una coda che generava una spinta insufficiente in relazione ai predatori di quella nicchia, si sarebbe estinto...Invito tutti i lettori a leggere “Crescita e forma” (1917) di Darcy W. Thompson

    I pesci evolutisi con code inadatte non sono arrivati ai nostri giorni, ma cosa ha a che fare questo con le bi-pinne? Noi non dobbiamo sfuggire a predatori!...Ma salvare la pelle in risalita dal fondo, si!

    La spinta generata dalle due pinne nel loro ciclo di pinneggiata (destra -sinistra) deve essere sufficiente a muovere rapidamente la massa del corpo umano con partenza da fermo nel nuoto verticale (mi riferisco in questi ragionamenti a bi-pinne funzionali al nuoto verticale con partenza dal fondo). Se con un ciclo di pinneggiata la massa corporea non si stacca di scatto dal fondo, senza saperlo, avete ai piedi delle pinne da sincope! (Non ho fatto alcun riferimento alla zavorra adottata, che considero ottimale, per non complicare ulteriormente l'argomento).

    Ognuno di noi ha un suo riferimento e una sua velocità ottimale di distacco dal fondo ma è scontato che dipenda dalla nostra massa corporea oltre che dalla struttura e dalla forma della pinna.

    Non voglio arrivare alla conclusione che ogni sub dovrebbe avere una sua pala dimensionata sulla base della sua massa corporea e sulla sua idro-dinamicità in risalita, ma dividendo in due categorie questi utenti ho verificato che si soddisfano le esigenze di una spinta adeguata sia nei nuotatori minuti che in quelli grossi con le due pale Standard e Prof di larghezza rispettivamente 21,5 cm e 25 cm. In questa valutazione empirica che riconosco approssimativa, ricavata da prove su campioni di diversi nuotatori apneisti, si inserisce un'altra variabile che è la capacità muscolare di spingere la massa d'acqua coinvolta dalle rispettive pale (doti fisiche, allenamento ecc.), in linea di massima nuotatori minuti con “buone gambe” possono usare le pale Prof mentre nuotatori molto grossi devono usare necessariamente le Prof. Approfondendo la questione, si aggiunge un'altra variabile ed è: che attività l'utente vuole svolgere sott'acqua. Se non si presenta l'esigenza di ottenere prestazioni ottimali (pesca nel basso fondo, brevi tratti di pesca, snorkelig, nuoto in orizzontale, ecc ) le Standard offrono modesti consumi energetici nel nuoto indipendentemente dalla massa del nuotatore.

  2. L'argomento rigidità della pala mi ha già fatto esprimere polemicamente con l'abitudine nel linguaggio di settore di chiamarla “durezza”! Al di là della correttezza dei termini è invalsa la convinzione che pinne più “dure” (rigide) spingano di più, invece, nulla di più falso! Come ho già espresso, non voglio appesantire questo scritto con schizzi ma far riflettere il lettore sul fatto che la pala troppo rigida assume una deformata sotto sforzo nella quale la porzione di pala perpendicolare alla direzione del moto è minima mentre è massima quella rivolta in avanti che ottiene l'effetto di far oscillare il busto del nuotatore. Chi sceglie pale molto rigide deve adattare il movimento della gamba alla “pala di legno” flettendo molto indietro la gamba all'articolazione del femore e del ginocchio e in sostanza spingendo l'acqua come fa un remo, movimento completamente diverso dal calcio a colpo di frusta della pinneggiata moderna che flette la pala contro la resistenza della massa d'acqua con una dinamica all'articolazione della testa del femore e del ginocchio completamente diversa, mentre la pala come una molla restituisce l'energia di deformazione con una spinta sotto la pianta del piede. Insomma la pala rigida non sfrutta l'effetto molla dei moderni compositi in fibra di carbonio e lavora come le datate pinne tutte in gomma che di effetto molla avevano ben poco. La convinzione di avere gambe dai muscoli molto potenti da riuscire a flettere pale molto rigide è quanto mai errata perché queste pale comunque non riuscirebbero a flettersi in quanto l'acqua non è una massa solida ed oltre una certa spinta questa non viene trattenuta e incanalata ma defluisce ai bordi. Mi rendo conto che è difficile visualizzare questo fenomeno che ho avuto modo di filmare ripetutamente studiando la deformata della pala sotto sforzo.

    Concludendo: una sola rigidità della pala è quella ottimale in rapporto alla massa corporea ed è su questa che ho progettato le mie due pale asimmetriche nelle quali nell'istante di massima deformazione (=spinta) vedono i 2/3 della pala disporsi perpendicolare alla direzione di moto del nuotatore. (vedi le due foto inserite nell'articolo) La rigidità della pala lungo l'asse longitudinale è variabile, in ragione del differente spessore, dal bordo di uscita fino alla scarpetta, quindi della sezione resistente allo sforzo di flessione.

    E' ugualmente inefficiente per una buona spinta una pala troppo flessibile, o come direbbe qualcuno: troppo “morbida”. Il concetto “troppo flessibile” è riferita alla massa corporea e alla muscolatura del nuotatore in apnea in verticale. La ragione principale risiede nella deformata della pala sotto sforzo che assume una porzione troppo modesta rivolta perpendicolare alla direzione di avanzamento del nuotatore, in sostanza la pala si deforma a ricciolo , spinge da tutte le parti ma solo in piccola parte della direzione utile. Questo tipo di pala obbliga il nuotatore a un movimento frenetico in risalita (numerosi cicli di pinneggiata destra/sinistra) prima di riuscire a staccasi dal fondo

  3. Sull'argomento della forma asimmetrica sarò molto breve per ragioni di riservatezza su queste scelte aziendali.

    L'unica possibilità di aumentare la larghezza della pala della bi-pinna è verso l'esterno vincolando la posizione del lato interno con una opportuna “depressione” del bordo di uscita dell'acqua dalla pala per evitare che le due pale si scontrino nel movimento alternato. Che una tale forma di pala possa spingere è confermato dalla pinna caudale di molti squali dalla pinna a falce e da centinaia di utenti che la stanno impiegando con soddisfazione.