efdeportes.com

Biomecánica del salto en caída libre con paracaídas abierto

Biomechanics jump with open parachute freefall

 

*Profesor Adjunto-Biomecánica

**Profesor Adjunto-Biomecánica

***Profesora Nacional de Educación Física

Ayudante de Cátedra de Biomecánica

Universidad Nacional de La Matanza

Mg. Roberto Glina*

Dr. Rubén Torrisi**

Samanta Alegre***

robertoglina@hotmail.com

(Argentina)

 

 

 

 

Resumen

          Se realiza una descripción biomecánica de saltar de un avión, globo, helicóptero o plataforma fija en la cual se salta o caída desde una gran altura con un dispositivo de tela llamado paracaídas. En los primeros segundos el cuerpo cae libremente hasta el dosel se abre y luego esa instancia se debe a la misma hasta el aterrizaje. Paracaidismo hay diferentes tipos de saltos que se hacen de acuerdo a la formación y el número de saltos realizados por el paracaidista. Hay muchas técnicas de salto en paracaídas, de acuerdo con el número de saltos que se han hecho también será la técnica que se puede elegir. Pero todos tienen las mismas caras. Entonces la técnica PAC se describirá marcar ciertas diferencias con la caída libre en línea estática, se utilizan entonces las dos técnicas básicas que han hecho los primeros saltos en tándem.

          Palabras clave: Paracaidismo. Salida. Apertura. Vuelo. Aterrizaje. Paracaídas abierto.

 

Abstract

          A biomechanical description of jumping from a plane, balloon, helicopter or fixed platform on which you jump or drop from a great height with a device made ​​of fabric called a parachute. In the first few seconds the body falls freely until the canopy opens and then that instance is down to the same until landing. Skydiving there are different types of jumps which are made according to the training and number of jumps performed by the parachutist. There are many techniques parachute jump, according to the number of hops that have been made will also be the technique that you can choose. But all have the same faces. Then the PAC technique will be described marking certain differences with the free fall in static line, the two basic techniques are then used to have made the first tandem jumps.

          Keywords: Skydiving. Output. Opening. Flight. Parachute landing open.

Recepción: 31/01/2016 - Aceptación: 15/03/2016

 

 
EFDeportes.com, Revista Digital. Buenos Aires, Año 21, Nº 215, Abril de 2016. http://www.efdeportes.com/

1 / 1

Introducción

    El paracaidismo es una técnica de salto desde un avión, globo aerostático, helicóptero o plataforma fija, en el cual se salta o se deja caer desde una gran altura con un artefacto fabricado en tela llamado paracaídas. En los primeros segundos el cuerpo cae libremente hasta que se abre el velamen y luego de esa instancia se desciende con el mismo hasta lograr el aterrizaje. A medida que la técnica del salto y la construcción del velamen fue avanzando se comenzó a utilizar para diferentes fines como salvamento, deportivo, seguridad y militar entre otros.

    Dentro del paracaidismo existen diferentes tipos de saltos los cuales se realizarán de acuerdo al entrenamiento y cantidad de saltos realizados por el paracaidista. Entre ellos tendremos:

  • Salto tándem: Salto que se realiza con dos personas en un mismo paracaídas enganchado por medio de un arnés. Generalmente se utiliza para vuelos bautismo (primer salto) y sus sucesivos primeros saltos, en el cual la persona se tira enganchada con el instructor.

  • Salto con línea estática: Salto básico en el cual la persona salta sola desde al avión pero tiene un arnés enganchado desde el avión a la apertura del paracaídas provocando que, una vez que salta la persona(a los 4 segundos aproximadamente) el velamen se abra solo cuando el arnés tire de el mismo.

  • Salto Progresión acompañada en caída (PAC): en este salto el sujeto salta solo pero al mismo tiempo que el instructor quien va acompañándolo en el viaje e indicando las maniobras mediante gestos.

  • Saltos avanzados: En estos saltos el o los paracaidistas, caen en estilo libre haciendo piruetas en el aire, si son más de uno forman figuras grupales. También hay equipamiento adicional como tablas aéreas o trajes con alas para mejorar la caída libre.

    Existen muchas técnicas de salto en paracaídas, de acuerdo a la cantidad de saltos que se hayan realizado será también la técnica que se puede elegir. Sin embargo todas cuentan con las mismas fases. A continuación se describirá la técnica salto en caída libre con el paracaídas abierto (PAC) y aspectos referidos a su biomecánica.

Descripción de la Técnica

    Todo salto se puede dividir en cinco fases:

  1. Salida.

  2. Apertura.

  3. Vuelo con el paracaídas abierto.

  4. Tráfico.

  5. Aterrizaje

Salida

    De las cinco fases descritas, es la más importante para lograr una buena progresión. No es suficiente con dejarse caer del avión, hay que saltar y además en la posición adecuada. Una buena salida consiste en una buena colocación en la puerta y en adoptar la posición correcta de cara al viento relativo. (Ilustración 1) Hay que salir con fuerza, teniendo en cuenta el viento relativo (velocidad contraria al avance del avión).

Ilustración 1. Fuente propia

    Se debe poner la mano izquierda en el marco izquierdo de la puerta del avión y la derecha sujetando el marco derecho. El pie izquierdo se localizará en semiflexión sobre el estribo debajo de la compuerta, mientras que el pie derecho se apoyará en el lado derecho de la puerta con un ángulo de flexión de 90° aproximadamente para poder propulsar el cuerpo en el momento del salto de salida. La cadera estará en flexión y el tronco inclinado hacia delante con la columna recta y el cuello extendido con la mirada hacia la trompa del avión.

    La posición de partida será la siguiente.

    Las articulaciones del cuello se ubicarán en una postura de extensión gracias a la contracción excéntrica (entre otros), de los músculos esplenio, trapecio y complexos con la vista hacia la trompa del avión. El tronco erguido e inclinado hacia delante con respecto a la cadera gracias a la acción de los músculos abdominales posteriores que no permitirán que el tronco por la fuerza del viento se desplace hacia atrás. En el tren superior observamos que la articulación del hombro derecho se encuentra en una extensión de aproximadamente 50° gracias a la ayuda de la porción posterior del deltoides y del redondo menor mientras que la articulación del codo se encuentra levemente flexionada gracias al tríceps braquial que impedirá que por la acción del viento el brazo se sigua flexionando. La mano en pronación por acción del pronador cuadrado y los dedos aferrados a la compuerta del avión gracias a los músculos flexores.de la mano La articulación del hombro izquierdo se halla en flexión de 90° aprox. gracias a la acción del deltoides, el codo se halla en flexión gracias al braquial anterior y la muñeca en punto neutro y los dedos flexionados aferrándose al marco del avión.

    La articulación de la cadera se encuentra en una flexión de 90° por la acción del psoas ilíaco, mientras que la articulación de la rodilla derecha se encuentra con una flexión de 90° por acción de los cuádriceps que evitarán, que por la acción del viento, tire el cuerpo hacia atrás generando la flexión máxima de la pierna sobre el muslo. La articulación de la rodilla izquierda levemente flexionada por acción antigravitatorio de los cuádriceps. Los dos pies se hallan en dorsiflexión, interviniendo en la acción muscular los tibiales anteriores y los extensores de los dedos de los pies .En este momento el cuerpo se encuentra en una cadena cinemática firmemente cerrada ya que todos sus segmentos corporales se hallan prisioneros de un objeto o punto fijo.

Impulso

Ilustración 2. Manual básico Asociación Aerodeportiva de Paracaidismo de Lima

    Para lograr un impulso el mismo debe realizarse con fuerza y en la misma dirección de vuelo del avión debiendo describir el mismo un ángulo entre 20° a 45° (no perpendicular al mismo ni hacia atrás). El cuerpo romperá la inercia realizando una extensión brusca de brazos y piernas llevando el tronco hacia delante y arriba. Previamente a esto, y para acumular energía elástica, todo el cuerpo debe realizar un movimiento en contrario al impulso, flexionando levemente sus segmentos corporales lo que generará más fuerza impulsiva a nivel de las piernas. La pierna derecha que se encontraba en la parte inferior del marco trasero de la puerta del avión logrará el desplazamiento de la línea de gravedad y el impulso hacia la horizontal, mientras que la pierna izquierda generará un impulso hacia arriba. Los brazos colaborarán con la acción impulsiva; el derecho se extenderá con fuerza y el izquierdo traccionará llevando así el cuerpo hacia delante. En el momento que los brazos se desprenden de sus respectivos agarres se llevan hacia adelante, arriba y afuera por la acción de los músculos dorsales, trapecio y deltoides, la flexión de hombro de 180° se realiza debido a la acción del deltoides hasta los 90° y a partir de este punto del supraespinoso, por la acción de los dorsales. Cuando las piernas se separan de sus puntos de apoyo gracias a su brusca extensión por acción de los glúteos la cadera se extiende lo más posible, mientras que piernas y pies se encuentran relajados. En ese momento el cuerpo realiza un hiperextensión de columna-pelvis- cabeza quedando todo en hiperextensión en el aire a esto se lo llama “arqueo”. En el momento en el que se realiza la separación de los puntos de apoyo del avión la cadena cinemática pasa a ser abierta pero frenada (por la acción que genera el aire sobre el cuerpo).

    Una vez en el aire y realizada la posición de arqueo en la que el sujeto estará en hiperextensión en el aire con todo el cuerpo hacia delante y arriba en ángulo de 45°-60°. Por la presión del viento relativo sobre el cuerpo todos los músculos que realizaron dicha posición ya no tendrá efecto en esta postura ya que por la acción del viento relativo (que es la fuerza horizontal y opuesta a la línea de avance del avión más la fuerza del salto) Los músculos de la región anterior deberá actuar para mantener el equilibrio de esta postura, es decir, para el tronco los abdominales ,para mantener la extensión de cuello el ECOM (esternocleidooccipitomastoideo) para la extensión de cadera el psoas ilíaco y para el tren superior los pectorales. La articulación del codo y la rodilla se encontrara en semiflexión actuando de esta manera levemente los cuadriceps y braquial anterior mientras que en la muñeca el pronador cuadrado seguirá actuando ya que se mantiene la pronación y los palmares se encargaran de que la muñeca quede en posición de extensión sin que se pase a hiperextensión.

Ilustración 3. Manual básico Asociación Aerodeportiva de Paracaidismo de Lima

    En el momento del impulso y el salto tendremos varias fuerzas involucradas en el cuerpo que harán que la caída marque una trayectoria casi parabólica. Si se analiza el salto sin tener en cuenta el rozamiento del aire sería una caída libre con trayectoria parabólica, pero se estaría dejando de lado un factor muy importante el cual está presente en todo momento y que en grandes velocidades y alturas altera las trayectorias clásicas. Por lo cual, al tener en cuenta la variable viento y su acción en el cuerpo de sujeto que salta, se puede ver que la trayectoria deja de ser un simple parábola y pasa a convertirse, debido a la fuerza resistiva y opuesta del viento con respecto al avance del sujeto, en una caída con trayectoria semi-parabólica.

    En el instante descripto si bien se salta hacia delante y arriba el movimiento hacia esta dirección es pobre debido a la fuerza del viento relativo (fuerza de rozamiento) y la gravedad que va atraer el cuerpo hacia el lado opuesto (abajo y atrás). Una vez en el aire comienza la caída libre en la que el cuerpo realizará una trayectoria casi parabólica. La presencia en el medio de un fluido, como el aire, ejerce una fuerza de rozamiento que depende del módulo de la velocidad y es de sentido opuesto a esta. La fuerza resistiva del viento relativo será igual a la velocidad del avión en el que se saltó. A velocidades grandes, o cuando el fluido está en movimiento, el flujo alrededor del cuerpo es turbulento y se producen remolinos y presiones que generan una fuerza de frenado proporcional al cuadrado de la velocidad. En este caso, la fuerza de rozamiento es proporcional al cuadrado de la velocidad y tiene un coeficiente que depende de la densidad del aire, el área que presenta el cuerpo que cae y un coeficiente de arrastre.

Ilustración 4. Fuente propia

    La trayectoria será casi parabólica ya que conforme el cuerpo vaya cayendo y alejándose de avión el viento relativo generado por el avión disminuirá y solo quedara el arrastre que hace el aire sobre el cuerpo en caída libre (también se llama viento relativo pero del cuerpo que cae ya que no tiene ningún impulso). Este mismo impulso que arroja para atrás el cuerpo hará que el mismo se ubique hacia abajo (boca abajo) mientras el cuerpo mantiene la posición de “arqueo” o “caja”, que es la posición aerodinámicamente más estable.

Ilustración 5. Manual básico Asociación Aerodeportiva de Paracaidismo de Lima

    Una vez boca abajo el único cambio será el de mantener una flexión de pierna y antebrazo a 90° conjunto con una abducción de brazos.

    En el momento de caída libre el cuerpo se abate y en este punto la fuerza de gravedad es mayor que la resistencia sobre su cuerpo y por eso acelera. A medida que acelera, aumenta la resistencia porque mientras más rápido se mueve un objeto en el aire, mayor es la resistencia.

    Finalmente la resistencia es igual a la fuerza de gravedad lo que produce que no siga acelerando sino que llegue a su velocidad terminal. La velocidad terminal de un paracaidista independiente de su peso o altura es alrededor de 200 km/h.

Apertura

    Se va a producir automáticamente a los tres segundos siguientes después de abandonar el avión, si es un lanzamiento con caída libre estática. De lo contrario se produce cuando el paracaidista tira de la cuerda de apertura del paracaídas.

Vuelo con el paracaídas abierto

    Una vez que la campana principal se ha abierto, y cuando se despliega el paracaídas sobre la cabeza del sujeto, se presentan un área de superficie que es mucho mayor para el aire por el que se mueven, lo que aumenta considerablemente la resistencia, esto genera que repentinamente comience a disminuir la velocidad ya que es mayor la cantidad de columnas de aire que chocarán contra el velamen abierto. Como la fuerza ascendente en este punto es mayor que la fuerza descendente se reduce en consecuencia la velocidad, y a menor velocidad menor fuerza resistencia del aire (Teorema de Bernoulli). A medida que la resistencia disminuye, el paracaidista cae más, hasta que la gravedad y la resistencia vuelven a ser iguales y nuevamente llega a su velocidad terminal. Siendo esa velocidad alrededor de 22 km/h. Lo que provoca un aterrizaje suave.

    El cuerpo en este momento para de estar en posición de arqueo a colgar sobre el velamen, los únicos músculos que entran en acción son los brazos que se flexionaran a 90° gracias al deltoides, los antebrazos que se flexionarán y supinarán por acción del bíceps braquial y la mano se cerrará por acción de los flexores para agarrar los mandos del paracaídas.

Ilustración 6. Manual básico Asociación Aerodeportiva de Paracaidismo de Lima

Tráfico

    A partir de los 300 metros se comienza la etapa correspondiente al tráfico de aterrizaje. Aproximadamente al llegar a los 300m.de altura, se debe colocar el paracaidista a favor de viento, el cual deberá hacer una serie de giros para que, a una altura de 100m, hallarse exactamente en contra de viento. Los giros en el tráfico se realizan siempre a la izquierda. El aterrizaje puede ser dirigido desde la tierra por medio de radio como seguridad adicional.

Aterrizaje

    En el aterrizaje es necesario efectuar un frenado eficaz de la campana (flare), siempre en contra de viento. Es un movimiento que se debe realizar con precisión y que se inicia a unos 3 metros del suelo (en función de la velocidad del viento), bajando suavemente ambos mandos, haciendo simultanea la toma de tierra con el momento en el que llega al100% de frenado. El flare correctamente ejecutado elimina prácticamente las velocidades verticales.

    Para un buen aterrizaje el cuerpo se ubicara en posición de sentado por lo cual las cadera estará flexionada a unos 90° por acción del psoas mientras el tronco estará erguido con la cabeza recta y en equilibrio y los pies colgando (como se está agarrado de unos arnés y por debajo de las bandas laterales del paracaídas el cuerpo se mantiene suspendido los únicos segmentos que inciden en la acción muscular son la cadera para flexionar los muslos y los brazos que se ubicaban agarrados de los mandos del paracaídas y en el momento de aterrizaje para apretar el flare estos descienden por acción del dorsal ancho y porción larga del tríceps braquial y el antebrazo tracciona hacia abajo y se extiende por acción del tríceps.

Ilustración 7. Manual básico Asociación Aerodeportiva de Paracaidismo de Lima

    La posición de semi sentado es la ideal para amortiguar la caída en el aterrizaje ya que una vez que los pies tocan el suelo se amortigua la caída con esta posición y la persona queda parada o sentada en el piso.

Bibliografía

  • Burbano de Ercilla, S.; Burbano García, R.; García Muñoz, C. (2003). Física General. Madrid: Trebar.

  • Cailliet, R. (2006) Anatomía Funcional, Biomecánica. México: Marbán.

  • Calais-G, B. Lamotte, A. (2004). Anatomía para el Movimiento. Bases para Ejercicios. Tomo 2. Buenos Aires: La Liebre.

  • Calais-G, B. (1996). Anatomía para el Movimiento. Introducción al Análisis de las Técnicas Corporales. Barcelona: Los Libros De La Liebre.

  • Chavarri J. Manual Basico.pdf. Asociación aerodeportiva de paracaidismo de Lima. www.paracaidismo.org.ar/syt. Fecha de captura: enero 2016.

  • Glina, R. y Torrisi, R. (2010). Biomecánica del cuerpo humano. Buenos Aires: Prometeo.

  • Glina, R., Torrisi, R. y Silva, D. (2002). Elementos de Biomecánica y Anatomía Funcional. Buenos Aires: C&C.

  • Gowitzke, B. y Miner, M. (1999). El Cuerpo y sus Movimientos. Bases Científicas. Barcelona: Edit. Paidotribo.

  • Guyton, A. y Hall, H. (1991). Tratado de Fisiología Médica. 8ª ed. Buenos Aires: Interamericana.

  • Martínez, C. A. y Álvarez de Mon, M. (2001). Inmunidad en el Deporte. 1ª ed. Madrid: Ed. Gymnos.

  • Núñez Trejo, H. (2006). Física I, Un Enfoque Constructivista: México: Pearson.

  • Pennac, D. (1998). Como una novela. Barcelona: Anagrama.

  • Wilson, J.D. y Buffa, A.J. (2003). Física. 5ª Edición. México: Pearson.

Otros artículos sobre Biomecánica

www.efdeportes.com/

EFDeportes.com, Revista Digital · Año 21 · N° 215 | Buenos Aires, Abril de 2016
Lecturas: Educación Física y Deportes - ISSN 1514-3465 - © 1997-2016 Derechos reservados