De qué forma la matemática está transformando el rendimiento en los Juegos Olímpicos y ayudó a un equipo de nadadoras

Los Juegos Olímpicos de París 2024 se están desarrollando en París y finalizarán el 11 de agosto. Los nadadores que representan a los Estados Unidos cosecharon 28 medallas, ocho de ellas de oro.

Este no es un dato de por sí extraordinario para un país con alta performance en estas competencias, pero hay un dato poco conocido que explica, en parte, el destacado rendimiento del equipo de nadadores estadounidense. Se trata de una disciplina científica, que contribuyó con ese resultado: la matemática.

Los resultados se han conseguido con el apoyo de Ken Ono, un matemático de la Universidad de Virginia en Charlottesville. El experto trabajó durante años con estudiantes que forman parte del equipo de natación de la universidad y ha desarrollado técnicas para controlar los movimientos finos del cuerpo en la piscina.

Con su colaborador Jerry Lu, que trabaja en el Laboratorio de Deportes del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, el doctor Ono creó modelos tridimensionales de los deportistas y luego los pequeños cambios que permiten reducir valiosas fracciones de segundo en cada brazada.

Ono, que habitualmente investiga problemas de teoría de números, viajó a París como consultor del equipo. “Les ayudamos a nadar un poco más eficientemente con un entrenamiento de precisión, utilizando tecnología ponible para optimizar al individuo en las pruebas que elija. Identificamos objetivos de oportunidad que pueden mejorar su rendimiento y que se han deducido científicamente”, dijo el matemático a la revista Nature.

Colaborar con el equipo “es una oportunidad para explicar y poner de relieve de forma muy clara el papel que desempeña la ciencia en todo lo que es humano y todo lo que podemos observar”, aclaró.

Cuando empezó a aplicar la matemática a la natación, se trataba básicamente de un experimento semestral en la universidad. Pero cuando algunos de esos estudiantes deportistas se convirtieron en talentos de nivel nacional e internacional, hubo entrenadores de muy alto nivel que empezaron a fijarse en ellos, incluido el cuerpo técnico del equipo nacional estadounidense.

“En la natación existen importantes obstáculos de ingeniería. Cuando un deportista nada en una piscina, el agua se interpone en su camino. Hay que ajustar los dispositivos electrónicos para que funcionen en el agua”, dijo.

A partir de su trabajo con deportistas, también se modificó su desempeño académico. “Es que hay sed de nuevas aplicaciones de las matemáticas y la ciencia más allá de lo que la gente considera tradicionalmente matemáticas. Esto nos ofrece a mí y a mi comunidad de matemáticos de todo el mundo una nueva plataforma. Por mucho que queramos hablar del programa de Langlands, o de la hipótesis de Riemann, en cierto modo todos estamos estudiando distribuciones de probabilidad o fenómenos matemáticos, pero solo que en entornos diferentes. Eso me gusta”, afirmó.

El programa de Langlands es una red de conjeturas influyentes y de gran alcance sobre las conexiones entre la teoría de números y la geometría.

El uso de la matemática en natación podría también producir más cambios en el futuro. Opinó que “dentro de 10 o 20 años, la braza, la mariposa, el estilo libre y la espalda tendrán para el observador casual el mismo aspecto que tienen hoy. Pero los tiempos seguirán siendo más rápidos”.

En marzo pasado, el doctor Ono y sus colegas publicaron un artículo en la revista The Mathematical Intelligencer. La primera autora, que estudió estadística en la Universidad de Virginia, fue precisamente una de las nadadoras que compitió en los Juegos en París: Kate Douglass. Ella ganó 3 medallas.

En el artículo contaron los cambios que se han registrado en la natación. “Mucho ha cambiado en la natación en los últimos cien años, y el deporte actual sería irreconocible para los olímpicos de 1924. Para empezar, los trajes son mucho más eficientes hidrodinámicamente, un guiño a la necesidad de combatir la resistencia”, explicaron.

Los bañistas de los años 20, los trajes de licra de los años ochenta, los “supertrajes” de los 2000 y los actuales “trajes tecnológicos” de fibra de carbono indican diferentes cambios.

“Un simple vistazo revela un deporte que se ha vuelto mucho más rápido, y cada cambio de prenda es un reflejo de los avances realizados en la ciencia de los materiales. Aún más sorprendente es el hecho de que los anteojos estuvieran prohibidos antes de los Juegos Olímpicos de 1976. Las gafas ofrecen protección y, lo que es más importante, permiten a los deportistas ver dentro del agua. ¿No es necesario ver por dónde se va para nadar rápido?”, escribieron.

En 1924, el campeón olímpico de los cien metros libres masculinos fue el estadounidense Johnny Weissmuller, quizás más conocido por haber interpretado a Tarzán en el cine en las décadas de 1930 y 1940. Ganó con un tiempo de 59,0 segundos.

“Lamentamos decir que el poderoso Tarzán no tendría éxito como nadador. De hecho, la estadounidense Caeleb Dressel ganó la prueba en 2021 con un tiempo de 47,0 segundos. Y la australiana Emma McKeon, medalla de oro femenina, habría batido al icono de Hollywood por más de siete segundos”, expresaron.

Desde 2015, los autores contaron que combinan la física de las leyes de Newton con el modelado matemático y la optimización con el objetivo de mejorar el entrenamiento de los nadadores de élite. “La idea es utilizar acelerómetros sensibles equipados con giroscopios internos y medidores de fuerza direccional precisos”, escribieron.

Los deportistas realizan una batería de pruebas con esos sensores, y los datos recogidos se utilizan para crear “gemelos digitales” de los atletas. Los datos granulares captan mucha más información que el video digital común, que suele grabar una imagen a 24 fotogramas por segundo. En cambio, los sensores que utilizan captan los movimientos y la fuerza generada 512 veces por segundo.