sáb

02

feb

2013

¿CÓMO FUNCIONA? (II) La física de un puñetazo

En un rápido e intuitivo puñetazo hay demasiados fenómenos físicos ocultos. Esos rápidos movimientos que con tanta facilidad disparan los deportistas de artes marciales y boxeo, que apenas duran unas fracciones de segundo y se disparan casi sin pensar, llevan implícitas multitud de variables, de las que depende al final la efectividad del ataque. Estamos hablando de Energía Cinética, Presión, Rigidez, Impulso y otras cosas parecidas.

La efectividad de un puñetazo depende fundamentalmente de los siguientes factores:

A- La precisión del golpe: Impactar en el rostro no es lo mismo que golpear un hombro

B- La velocidad resultante: Un golpe a la "contra", cuando ambos contendientes están avanzando el uno hacia el otro, implica la suma de ambas velocidades, y por tanto, el impacto es mayor que cuando uno de ellos está retrocediendo o esquivando el ataque.

C- La Masa con la que se golpea: Impactar con "todo el cuerpo" implica que en el golpe intervenga una mayor masa, y por tanto, una mayor fuerza.

D- La presión ejercida por unidad de superficie: Un golpe dado con sólo dos nudillos (poca superficie de contacto) provoca más daños que otro dado con toda la palma de la mano (mucha superficie de impacto)

E- La Rigidez del "arma": golpear con el codo (muy rígido), provoca más daños que hacerlo con un guante de boxeo acolchado.

 

Hay más factores implicados, pero son menos importantes.

PRECISIÓN

 

La precisión de un golpe es un asunto fisiológico, por lo que sólo vamos a mencionarlo de pasada. Entre otras cosas, porque cualquier artista marcial sabe que es preferible golpear en el rostro o en el hígado, antes que hacerlo en el hombro o en el pecho, por no hablar de zonas "más sensibles", de las que saben mucho los urólogos.

 

VELOCIDAD

 

Este es uno de los factores más importantes: a mayor velocidad, mayores daños. La velocidad es el factor más importante de la energía interviniente: la Energía Cinética. Es más importante aún que la masa, ya que la energía cinética depende en proporción directa de la masa, pero la velocidad interviene de forma exponencial. Es decir, si aumentamos la masa del deportista al doble, su energía cinética aumenta también el doble, pero si duplicamos su velocidad, la energía cinética se eleva al cuadrado.

La Energía Cinética es aquella que tienen los cuerpos en movimiento, por el mero hecho de tener una velocidad: cuanto más rápido se muevan, más energía poseen. Se expresa con la siguiente fórmula:

Donde "Ec" es la Energía Cinética conseguida, "m" es la masa con la que se impacta (el puño y parte del brazo y el cuerpo, que suele implicar de término medio a unos 5 kg) y "v" , es la velocidad a la que impacta el puño (normalmente, un deportista entrenado puede lanzar sus puños a 10 metros por segundo)

La velocidad normal de un puño avanzando hacia su oponente suele depender de la rapidez con la que éste se desplace en línea recta desde su arranque (en la posición de salida) hasta el punto de impacto (por ejemplo, el rostro del oponente): Esta es una velocidad lineal que puede calcularse fácilmente dividiendo el espacio recorrido (la longitud del brazo, más o menos) entre el tiempo que dura el movimiento (más o menos una décima de segundo) y dividiéndolo todo por dos (ya que se debe estimar la velocidad media del movimiento, puesto que el puño parte del reposo, a velocidad cero).

 

En estas condiciones, el puñetazo de un boxeador medio puede alcanzar una Energía cinética aproximada de 250 Julios (en términos comparativos, una escopeta de aire comprimido puede generar una Ec de 1 Julio)

Pero un buen artista marcial sabe por experiencia que sus golpes directos adquieren mayor energía si, durante la trayectoria del puñetazo, se giran un poco la cadera y los hombros desde detrás hacia adelante, acompañando o impulsando al puño. Este leve giro del cuerpo aporta al golpe una energía complementaria, conocida como "Energía Cinética Rotacional". De esta manera, el movimiento total está ahora formado por el avance lineal del puño y un giro de caderas que complementa al anterior.

La Energía cinética rotacional (Er) es similar a la Energía cinética lineal (Ec) y su magnitud depende del "Momento de Inercia" (I) del cuerpo que gira, así como de la "Velocidad Angular" (W) de dicho giro

El Momento de Inercia (I)  de un cuerpo en movimiento depende a su vez, de la masa de cada partícula, átomo o molécula que se encuentre girando en torno a un eje común y de la distancia de dicha partícula al centro de giro. Sumando todas las masas del cuerpo que gira, y multiplicando sus respectivos radios al cuadrado, obtendremos el Momento de Inercia total del sistema.

Haciendo los correspondientes cálculos, un buen movimiento de giro de caderas puede sumar a la energía cinética lineal, unos 50 Julios de más, lo que supone !!Un 20% más de potencia!!

Estas últimas fórmulas indican claramente que la Energía Rotacional aumenta cuando aumentamos nuestra velocidad de giro (w) o velocidad angular, pero también, muy importante, cuando aumenta el radio del giro, es decir, la distancia de nuestro puño hasta el centro del cuerpo (r).

 

Los buenos maestros de boxeo insisten en que sus alumnos levanten bien el codo cada vez que quieran lanzar un crochet, porque al levantar el codo, el radio del giro de los hombros aumenta, y así se fuerza al puño a separarse del centro del cuerpo. Con ello se consigue un aumento sustancial del Momento de Inercia (I) y por tanto, de la Energía cinética rotacional.

LA MASA

 

Cuando se lanza un puñetazo, la masa que interviene en el impacto no es toda la masa corporal. Tan sólo el puño y parte del brazo actúan en el impacto. Pero se puede aumentar la intervención de una mayor cantidad de masa si se sabe colocar el cuerpo en una buena posición. Así, es importante golpear mientras se avanza ligeramente, proyectar el hombro al frente y cargar el tronco. Es igualmente conveniente apoyar bien los pies para evitar el retroceso de toda la masa impulsada (principio de acción-reacción). Con un poco de entrenamiento, se puede conseguir que la cantidad de materia que es "empujada" hacia adelante, sea mayor, lo que aumenta considerablemente la Energía cinética del proceso.

LA PRESIÓN

 

La presión en la fuerza que se aplica por unidad de superficie. Cuanto menor es la superficie, mayor es la presión ejercida. A mayor presión, mayor contundencia en el puñetazo. Esto se entiende bien cuando comparamos un puñetazo, donde la superficie que golpea (el puño) es pequeña, con una "bofetada", donde la superficie de impacto es muy grande (la mano entera).

Por lo general, en las escuelas de Artes Marciales se suele enseñar que el golpe directo de puño, debe efectuarse impactando sólo con los dos nudillos interiores en lugar de usar los cuatro nudillos del puño entero (se descarta la articulación del pulgar). Reduciendo el número de nudillos intervinientes, también se reduce la superficie de impacto, con lo que la presión aumenta.

 

LA RIGIDEZ

El último factor que destacamos, es la rigidez del conjunto puño-brazo-cuerpo.  La rigidez es importante porque es una de las propiedades que más pueden intervenir en la potencia final de un impacto. Un defecto de rigidez (puño muy blando) provoca la pérdida de gran parte de la Energía cinética conseguida durante la génesis del movimiento. Efectivamente, parte de la energía cinética del puñetazo se disipa o emplea para deformar el puño, por tanto, a menor rigidez, mayor pérdida de energía.

Un simple cilindro de madera o un mechero recogido dentro de la mano (Kubotan) puede multiplicar por dos la rigidez del puño, evitando la pérdida de energía cinética tras el impacto. Pero como este tipo de armas no están permitidas en los deportes de combate, la única manera de aumentar la rigidez del puño es entrenando para conseguir unas manos más densas: aumentar la masa muscular de todo el brazo (sobre todo de la mano, muñeca y antebrazo) y forzar el endurecimiento de la masa ósea mediante entrenamientos con el saco o el Makiwara.

 

Calcular el "Coeficiente de Rigidez" de un brazo humano sólo se puede hacer mediante experimentación y con cámaras de alta velocidad, ya que resulta casi imposible calcular los valores axiales, flexionales, etc, de nuestra anatomía, como se suele hacer en ingeniería, donde se pueden usar las matemáticas. De todas formas, este coeficiente de rigidez (Ki) siempre es proporcional a la fuerza aplicada (Fi) y al desplazamiento debido a la deformación (Di)

Por eso, cuanto menor es el deplazamiento o la "compresión" medida en unidades de longitud axial de todo el brazo implicado en el golpe, mayor será la rigidez, y por tanto, mayor es la energía que se aprovecha.

Curiosamente, los huesos humanos también pueden ser "entrenados" para aumentar su rigidez. Se suelen practicar cientos de golpes de baja o media intensidad contra sacos o tablas para forzar la aparición de microrroturas superficiales. Seguidamente, esas microrroturas cicatrizan, y en su lugar van apareciendo, con el tiempo, microscópicos nódulos óseos que engordan el hueso. Con el paso de los años, dichos huesos terminan resultando más rígidos (aunque también más fáciles de fracturar)

 

Jon Álvarez. Canal de Ciencias

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Comentarios: 7
  • #1

    oleg (domingo, 21 septiembre 2014 02:24)

    excelente!

  • #2

    GoldenEars (lunes, 29 diciembre 2014 20:32)

    Excelente análisis y bien descripto....

  • #3

    pepe (jueves, 21 mayo 2015 16:35)

    podrías poner un ejemplo de un puñetazo con unas características determinadas?

  • #4

    abraham (miércoles, 23 septiembre 2015 20:36)

    podrian hacer un ejemplo de una persona que golpea contra la parea a otra levantandola pel piso?

  • #5

    Mauricio (viernes, 05 febrero 2016 02:42)

    Excelente

  • #6

    Emilio (lunes, 25 julio 2016 16:57)

    Excelente analisis

  • #7

    meza Luis (sábado, 25 marzo 2017 21:34)

    Puñetazo con fuerza