Autor Tema: ¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?  (Leído 29798 veces)

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Desconectado Paco García

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #15 : 04 diciembre, 2012, 08:09:59 am »
No todos los "peces" tiene escamas y en poco se parece la mecánica natatoria al deslizamiento por el agua de un objeto inerte. Hasta donde yo sé, en una embarcación, la resistencia por fricción es un factor a tener tan en cuenta como la propia forma del casco.
« Última Modificación: 04 diciembre, 2012, 08:44:27 am por Paco García »

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #16 : 04 diciembre, 2012, 08:23:14 am »
Creo que deberíamos empezar por preguntarnos que entendemos por un kayak  rápido, el que alcanza más fácilmente una velocidad de crucero o el que puede mantener una velocidad de crucero más alta. La resistencia que presenta un kayak a desplazarse por el agua aumenta con la velocidad. Hay cascos que se deslizan muy fácilmente a bajas velocidades pero en los que la resistencia aumenta muy rápidamente a partir de una velocidad relativamente baja y hay cascos que ofrecen mayor resistencia a bajas velocidades pero se comportan mucho mejor que los anteriores a medida que aumenta la velocidad.
Lo que no debemos olvidar es que en un kayak es el palista el que impulsa la embarcación; la velocidad es el resultado de un esfuerzo. Primero debemos preguntarnos a qué velocidad queremos navegar y luego elegir el casco que mejor se comporte (menos resistencia ofrezca) a esa velocidad.

Desconectado Drakkar.

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #17 : 04 diciembre, 2012, 13:08:08 pm »
No todos los "peces" tiene escamas y en poco se parece la mecánica natatoria al deslizamiento por el agua de un objeto inerte. Hasta donde yo sé, en una embarcación, la resistencia por fricción es un factor a tener tan en cuenta como la propia forma del casco.
Por supuesto que no. Y los que tienen el relieve de sus escamas menos desarrollado o no tienen, requieren de mayor esfuerzo para conseguir el mismo movimiento. Por ejemplo, los cetáceos, que aunque no son peces y no desarrollaron escamas, sus movimientos dependen (aparte de su morfología) absolutamente de la fuerza bruta. Sin embargo, los escualos (en toda la familia) y desde sus ancestros (como el megalodon), no han evolucionado desde hace millones de años, pues sus microescamas piramidales, que le confieren un tacto de “papel de lija”, les confiere la piel mas eficiente al deslizamiento en el agua. Con muy poco esfuerzo, alcanzan velocidades que cualquier pez o animal marino, necesitan de muchísimo esfuerzo para igualarlas.
El tacto espejo, es bonito y en un barco nuevo, dice mucho de su fabricante (por sus acabados). En un barco viejo, dice mucho de su dueño (por su cuidado, dedicación y mantenimiento). Pero en embarcaciones donde se busca la eficiencia sobre la estética, jamás veréis tacto espejo, como en la embarcaciones de rescate, vigilancia (GC, aduanas, etc.) o militares. El día que los fabricantes de kayaks hagan cascos con tacto similar a la piel de los escualos, alcanzaran la perfección y la eficiencia al deslizamiento (según los estudios hidrodinámicos, de un 4% mas eficaz, que el tacto espejo).
En lo que vamos a estar todos de acuerdo, es que un KDM, no está diseñado para la velocidad. Y la velocidad de cada uno (en modelos similares), dependerá mas de la condición física y mental de cada palista, de la pala y su manejo, etc. Por supuesto, que también influye la forma y diseño del casco, pero a modelos similares, será en un grado menor que lo anteriormente expuesto. Como bien habéis dicho, isibollos con su sikuk, deberá de preocuparse mas de la forma física y mental, de la pala y su manejo, que de su kayak, pues tiene kayak para muchos años. :wink:

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #18 : 04 diciembre, 2012, 17:19:11 pm »
El razonamiento de Drakkar a este respecto lo veo muy razonable (ya lo he leído otras veces), pero a día de hoy no he visto que ningún barco de competición haya puesto eso en uso. Que yo sepa van lo más pulidos posible. Incluso se les dan unas pasadas con cera o pulimento antes de competir.
Y las patrulleras de los verdes llevan cascos de acero como el resto de barcos, lo más limpios posibles :)

Y digo yo que no será tan simple como hacerle unos bultitos o algo así (como por ejemplo el acabado de los de plático), quizá haya que imitar a la perfección el acabado de la piel de tiburón. Incluso podría ser mejorable, barrunto.

La verdad es que es un tema interesante donde investigar.
Habrá que hacerse un tradicional, pero con piel de tiburón y no de foca :)

Desconectado Drakkar.

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #19 : 04 diciembre, 2012, 18:22:04 pm »
... pero a día de hoy no he visto que ningún barco de competición haya puesto eso en uso. Que yo sepa van lo más pulidos posible. Incluso se les dan unas pasadas con cera o pulimento antes de competir.
En el mundo de la competición hay demasiado misticismo y parafernalia barata, que no sirve para nada. La cera en las embarcaciones, no sirve para nada. Solo para hacer perder el tiempo y el dinero a la competencia, que copiará todos tus movimientos que dejes ver. Sin embargo, las cosas que de verdad sirven, se mantienen el alto secreto (por supuesto, no las verás).

Y las patrulleras de los verdes llevan cascos de acero como el resto de barcos, lo más limpios posibles :)
Si. Pero nunca verás el tacto espejo en sus cascos. En las de V. Aduanera, la pintura es muy granulada y áspera y en las salvamar, también.

Y digo yo que no será tan simple como hacerle unos bultitos o algo así (como por ejemplo el acabado de los de plático), quizá haya que imitar a la perfección el acabado de la piel de tiburón. Incluso podría ser mejorable, barrunto.
No. No debe ser tan simple. Vistas con lupa, las escamas de tiburón son pequeñas pirámides y dispuestas en un perfecto orden, que hacen que las microturbulencias que se provocan en las partes delanteras del cuerpo del escualo, se mantengan a lo largo de toda su superficie, minimizando la fricción al máximo.

http://epis-technology.blogspot.com.es/2010/04/ingenieria-copiada-de-la-naturaleza.html

En barcos debe de ser costosísimo, pero como ya he dicho, en los trajes de baño de los nadadores de alta competición, si que se está utilizando desde hace mas de diez años.

http://www.lavozamericana.com/nota/37848/el-traje-de-bano-que-imita-la-piel-de-tiburon.html

http://colmillosygarras-elviskenpo.blogspot.com.es/2009/01/tiburon-la-mejor-defensauna-buena-piel.html

http://www.sustpro.com/INT/en-US/pintura_que_simula_piel_de_tiburon_efecto_ribblet-f14892.htm
« Última Modificación: 04 diciembre, 2012, 18:49:43 pm por Drakkar. »

Desconectado Javier dlp

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #20 : 04 diciembre, 2012, 22:12:22 pm »
Citar
........ pero con un kayak de eslora mayor y linea de agua menor o con un kayak de eslora menor pero mayor linea de agua, ¿cual seria mas rápido? No se si me explico bien, la cosa es que veo kayaks con mucha eslora (mas de 5,30) y luego una linea de agua sobre 4,50 / 4,60. El mio tiene 5,10 de eslora y 4,65 de linea de agua,
Hola Isi
Volviendo a tu hilo original lo que tu preguntas es sobre la relación eslora /manga. El factor que importa es la parte sumergida. La parte sumergida es la que desplaza agua y esta sujeta a diferentes resistencias. La resistencia friccional y residual principalmente.
Te preguntarás ¿entonces porque se hacen kayaks de más eslora?
Un kayak de mar tiene o puede tener las puntas alzadas, esto le da mayor eslora total  que será una parte no sumergida y tiene su utilidad.
Para un mar plano un kayak completamente recto es la mejor opción, toda la eslora es obra viva. Frente a las olas un kayak con cierto arrufo (curvatura) se adapta mejor al medio, ayuda a remontar ola. Tambien ayuda en surfeadas evitando que se clave la proa y pinchando ola. En definitiva es lo algunos llaman más marinero.

Desconectado Paco García

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #21 : 05 diciembre, 2012, 10:04:23 am »
Como dice Javier, la resistencia al desplazamiento que experimenta cualquier embarcación se puede considerar la suma de dos componentes: la resistencia por rozamiento y la resistencia residual. Podríamos decir que la segunda tiene más importancia que la primera.

Resistencia por rozamiento:
Rf = 0.97 x Cf x Sw x V2
               Rf = Resistencia
               Cf = Coeficiente de rozamiento
               Sw = superficie de la parte sumergida del casco
                V = Velocidad
             0.97 = Constante para agua dulce (0,99 para agua salada)

Obviamente el área de la superficie sumergida varía con la eslora y con la manga.
El coeficiente de fricción depende de la superficie del casco.

Resistencia residual:
Una embarcación en movimiento genera dos sistemas de olas: las olas divergentes que se abren en abanico desde la proa y la popa y las olas transversales que también se forman en la proa y en la popa pero cuyas crestas son perpendiculares a la dirección del movimiento. Este segundo sistema es el que genera mayor pérdida de energía. La distancia entre las crestas de estas olas (longitud de onda) es la misma que la de una ola natural que se desplaza a la misma velocidad que nuestra embarcación. Cuando esta longitud de ola es aproximadamente igual a la eslora sumergida del casco se ha alcanzado lo que se conoce como “velocidad del casco” y rebasar esta velocidad requerirá grandes dosis de energía.
La resistencia residual no aumenta linealmente con la velocidad como en el caso de la resistencia por fricción sino que lo hace de un modo exponencial que depende de las proporciones propias de cada embarcación entre parámetros como longitud, manga, desplazamiento, etc.
Cualquiera que esté interesado en profundizar en estos temas puede leer los artículos que ha colgado John Winters en la red con el nombre genérico de “The Shape of the Canoe”, http://www.greenval.com/jwinters.html

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #22 : 05 diciembre, 2012, 13:20:09 pm »
La relación eslora manga de mi Zegul Velocity es formidable...

5,62 x 0,51 1/2

Pero la proa habría que cortarla un poco para que sea más juguetón...  :shock:



Y además con este casco sería super juguetón... y sin perder velocidad



Vamos Javier... te doy mi kayak, lo cortas y experimentamos... ¿Que Tal?

Quizá salga un nuevo modelo de Fun Run  :shock: :shock: :shock: :shock: :shock: :shock:
« Última Modificación: 05 diciembre, 2012, 13:21:58 pm por martinenkayak »
La historia vivida que es una tragedia, contada es una comedia - Walpole
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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #23 : 05 diciembre, 2012, 19:46:19 pm »
Si, ya conocía estas formulas. Las dimos en la asignatura de Construcción Naval. Lo único, es que eran para cálculos de diseño de embarcaciones, de hasta varios cientos de metros de superficie sumergida. En estos, las cifras que se manejaban si que eran considerables. Pero en un kayak, en el que muy rara vez pasa de un par de metros cuadrados, su superficie sumergida, dichos cálculos son bastante insignificantes. Aún así, si los tenemos en cuenta, hay que tomar un par de consideraciones al respecto:

La parte sumergida es la que desplaza agua y esta sujeta a diferentes resistencias. La resistencia friccional y residual principalmente.

... la resistencia al desplazamiento que experimenta cualquier embarcación se puede considerar la suma de dos componentes: la resistencia por rozamiento y la resistencia residual. Podríamos decir que la segunda tiene más importancia que la primera.

En el cálculo de la resistencia friccional (Rf), se dice que es de menos consideración, porque siempre se basa en un coeficiente de rozamiento o de fricción (Cf) muy similar (superficies lisas y pulidas), siendo mas parecido a una “constante”, que a una “variable”.
Si vemos de nuevo la formula:

Rf=0,99 (me gusta mas el agua salada  :wink:) x Cf x Sw x V2

Donde:

  - “0,99” es una “constante”.
  - “Cf” es prácticamente otra “constante”.
  - “Sw”, es mas o menos otra “constante”, pues cuando se miden dos embarcaciones, suelen ser de la misma categoría o medidas similares.
  -Y la “V2” (velocidad) será muy parecida también,
Esta es la razón, de porque la comparativa entre la resistencia friccional entre dos kayaks, será insignificante.
Si en un modelo hipotético de kayak, incluimos el coeficiente de rozamiento de la piel del tiburón (con las microburbujas, que reducen la fricción del agua con el casco), el resultado de la formula sería muy distinto, no siendo tan despreciable, como con las superficies lisas.   

Respecto a la “resistencia residual”, con la textura de la piel de tiburón, las olas transversales también cambian considerablemente, ya que parte de las partículas de agua, no salen despedidas perpendicularmente al casco, sino que corren caudal o longitudinalmente a lo largo de la eslora del casco, atrapadas por el perfil de las “escamas” alineadas.


Bueno isibollos, creo que tu consulta entre las diferentes esloras y sus distintos comportamientos, ya está suficientemente contestada y todo lo demás es “paja”, ya que en los kayaks de mar, no se busca la velocidad y que un 4% de eficiencia mas, es poco (y solo en competición se podría tener en cuenta).
Aunque si redondeamos, con ese 4% mas, en una travesía de 25 kilómetros, irías un kilómetro por delante del grupo. :D

Martín. Si estás contento con la velocidad de tu kayak, mejor que cortar la proa y retocar la inclinación de la roda, lo que haría, es añadirle una protesis en la proa, que haga el mismo efecto, alargando la eslora total e inclinando mas la roda. La solución es mas barata y no reducirá la velocidad del kayak. :wink:

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #24 : 05 diciembre, 2012, 19:58:55 pm »
Gracias Drakkar... es una buena forma de no romper nada y probar... :pirata:

Ya inventaré algo... :D
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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #25 : 05 diciembre, 2012, 21:54:54 pm »
Martin, yo si quieres te la corto, pero aviso que tengo presbicia y pulso temblón. No se que saldría de ahí.  :D

Con mucho tino Paco Garcia recomienda a quien quiera saber más de los pequeños secretos sobre diseño leer a John Winters, que lleva una vida dedicada al estudio y diseño, además con exito. Todo un Gurú. Se define asi mismo como especialista en " human powered crafts" ...o algo así
 Tambien podeis jugar con algunos programas de diseño y calculo naval que hay varios de gratis por la red. Comprobad la importancia en resistencias de un tablon cuadrado perfectamente pulido y algo más hidrodinamico tambien pulido.



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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #26 : 06 diciembre, 2012, 10:02:37 am »
Pues hablando de John winters, el utiliza el témino “dead wood” para referirse a las secciones estrechas y profundas del casco tanto en la proa como en la popa que tienen un área relativamente alta en relación a un volumen muy pequeño (más o menos lo que está marcado en rojo en la foto).
Si se recorta ese “dead wood” en la proa, tendremos una merma significativa en resistencia friccional sin que ello afecte a la estabilidad del rumbo. Por el contrario, reducir el “dead wood” a popa conllevaría una pérdida considerable en cuanto a la facilidad para mantener el rumbo y una ganancia muy pequeña en lo referente a resitencia friccional.

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #27 : 06 diciembre, 2012, 14:25:18 pm »
Hola
En alguna publicidad de kayaks he leido el concepto de "micro rugosidad" del material que hacía (supuestamente) que las moléculas de agua quedasen "pegadas" a esa superficie y que al desplazarse el kayak el rozamiento fuera de agua contra agua.
Me sorprendió cuando leí estas esplicaciones y como veo que hay gente por aqui que entiende de estas cosas...
¿Que os parece?
¿Puede habre algu de cierto en ello?
gracias.

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #28 : 06 diciembre, 2012, 14:34:12 pm »
Hola
En alguna publicidad de kayaks he leido el concepto de "micro rugosidad" del material que hacía (supuestamente) que las moléculas de agua quedasen "pegadas" a esa superficie y que al desplazarse el kayak el rozamiento fuera de agua contra agua.
Me sorprendió cuando leí estas esplicaciones y como veo que hay gente por aqui que entiende de estas cosas...
¿Que os parece?
¿Puede habre algu de cierto en ello?
gracias.

Recuerdo en mis tiempos de windsurfer, ya teníamos estas discusiones, había guerra entre hidrofilos e hidrofobos (acabados). Unos pulian a espejo, y otros lijaban sin más.
Nunca supe que era lo mejor..
no basta con tener razón, hay que saberla exponer, y que te la quieran dar.

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Re:¿Que le hace veloz a un kayak de travesía?
« Respuesta #29 : 06 diciembre, 2012, 16:20:32 pm »
... Tambien podeis jugar con algunos programas de diseño y calculo naval que hay varios de gratis por la red. Comprobad la importancia en resistencias de un tablon cuadrado perfectamente pulido y algo más hidrodinamico tambien pulido.

... Me sorprendió cuando leí estas esplicaciones y como veo que hay gente por aqui que entiende de estas cosas...
¿Que os parece?
¿Puede habre algu de cierto en ello?

Hay mucho escrito sobre el “efecto ribblet” (sugiero su lectura), que es como se llama en el argot aeronáutico, al efecto de la piel de tiburón, en el desplazamiento en un fluido. Y es que cuando ya se han estudiado demasiado (y en todas sus combinaciones), las superficies lisas y pulidas en aerodinámica e hidrodinámica y se han demostrado sus muchas limitaciones, estas ciencias han puesto su vista en la “biomecánica” y en la evolución de las distintas especies de la naturaleza. En los modelos que tomamos en la misma naturaleza, no hay ningún animal nadador o volador eficaz, que contenga partes lisas o pulidas, en las zonas estratégicas que lo hagan nadar o volar, pues llega un punto en el que la eficiencia, va muy en detrimento de esas superficies lisas. Lo que demuestra por enésima vez, que el mejor banco de pruebas, es la propia evolución de las especies. Una y otra vez, el ser humano, al querer inventar algo, acaba entendiendo que todo está ya inventado en la naturaleza. Tan solo tiene que copiarlo y adaptarlo o dimensionarlo a sus necesidades.
Como bien ha explicado Paco García, a partir de una velocidad crítica, aumenta exponencialmente la resistencia residual de una embarcación. Esto entre otras cosas (algunas constantes y otras variables), se explica por la viscosidad del agua y sus muy distintas reacciones a la fricción, sobre ciertas superficies y formas.  La primera variable, se produce en la ola divergente (que es la que abre la propia proa de la embarcación en su avance) y que a mayor velocidad, será mayor esta, por la mayor resistencia del fluido a ser desplazado. Actúa como si levantásemos un montículo delante nuestro, que se hace mas grande, según aumentamos nuestra velocidad. Pero no solo aumenta este montículo en la proa, sino que en la popa, se genera el efecto contario y lo que crea es un depresión (desde el mismo codaste) y esta será proporcional, a la ola divergente generada en la proa. Entre ambos efectos (que se suman), harán como si estuviésemos avanzando “cuesta arriba”, siendo mayor la inclinación, cuanto mayor sea la velocidad. Respecto a las olas transversales, las moléculas del fluido que quedan en la primera capa (en contacto con el casco), irán pegadas a este por la tensión superficial del fluido, que se acentúa en superficies pulidas. A baja velocidad, hacen que exista poco rozamiento entre esta primera capa y las restantes, y se formen “corrientes laminares” (con poca fricción). Pero a partir de una velocidad crítica, estas “corrientes laminares”, se vuelven exponencialmente turbulentas, frenando el avance del casco en su conjunto. Ambos efectos (la resistencia friccional y la residual), se corrigen en gran parte con el “efecto ribblet”, o de piel de tiburón. Esto fue investigado en un principio, por la Universidad de Alabama hace varias décadas, para la aeronáutica y poco después, para las navegación (aerodinámica e hidrodinámica).
En el año 1987, el velero “barras y estrellas” ganó la Copa América, al incorporar a su casco superficies rugosas y ásperas, similares a la mencionada “piel de tiburón” (que le confería el llamado “efecto ribblet”). En un principio, esta victoria se achacó a la suerte, experiencia de la tripulación, pericia del patrón, etc. No obstante y a partir de aquí, fue prohibido por el propio reglamento de la Copa, el uso de estas “superficies ásperas”. En el año 2010, la prestigiosa marca (y bien conocida por todos nosotros) 3M, se incorporó al mundo de los cruceros de competición, en la 33 edición de la Copa América, junto a “BMW Oracle Racing”, fabricando unas tiras adhesivas, que proporcionan a los cascos de las embarcaciones que lo portan, de nuevo el “efecto ribblet”, tras demostrar la aplastante superioridad de las embarcaciones que portan estas tiras, frente a otras embarcaciones. De nuevo, la aeronáutica vuelve a dar un “giro de tuerca” a los diseños náuticos, pues no es desconocido que el efecto ribblet, se lleva utilizando con éxito desde hace mas de treinta años en aeronaves militares, civiles y experimentales, consiguiendo mas eficiencia, mas velocidad, mas control, menos consumo, etc. En nuestros días, esta tecnología se quiere llevar incluso a ferrocarriles, automóviles, etc. Incluso en la medicina, al demostrarse la poca adherencia de las bacterias, a las superficies que generan este efecto.
Respecto a los modelos informáticos y software de diseño, está muy bien para agilizar muchos cálculos, que antaño se resolvían solo por medio de formulaciones complicadas. Pero algunos de estos software, solo son teóricos y si no se han probado en la realidad sobre modelos a escala 3D y túneles de viento, agua, olas, etc. chocan con la realidad y a veces derivan en la decepción y su posterior descarte. Hace unos años, una prestigiosa marca americana (no la menciono por motivos evidentes), sacó una herramienta gobernada por un potente software, que medía la eficacia del masaje cardiaco, en las maniobras de reanimación, por los equipos médicos en pacientes con parada cardiaca. Aparte de funcionar ficticiamente a modo de “entrenamiento”, servía para aplicarlo en la realidad, directamente sobre el torso de los pacientes afectados, dándote en tiempo real, la lectura de la efectividad de dicho masaje, en cifras muy rotundas y claras. Esto fue una revolución y a la vez un gasto a las administraciones sanitarias, que invirtieron “un dineral” en la adquisición de ese artefacto. Finalmente, cuando tristemente se usó en pacientes reales, se demostró que no era tan eficiente (sino todo lo contrario), pues estaba basado en modelos fijos, de estructuras óseas y musculares, de pacientes muy determinados (edad, masa muscular, raza, otras patologías ajenas a la PCR, etc.). Acabó siendo un fiasco y se desechó a los pocos días de uso. Al final, es la experiencia y la intuición de los profesionales, los que hacen que este masaje sea efectivo o no.
En la aerodinámica e hidrodinámica, hay demasiados factores que aumentan o disminuyen de distinta forma. Unos evolucionan linealmente, otros exponencialmente y otros que pasan de uno a otro, cuando intervienen otras variables y estas variables a su vez, se ven afectadas por esas evoluciones o por otras variables secundarias. Es por lo que aunque intervengan los nuevos software, en el diseño de embarcaciones, aeronaves, automóviles, etc., siempre se someten estos diseños a pruebas en modelos 3D, antes de empezar a fabricarlos. Si el mencionado software fuese tan infalible, esta prueba con el diseño 3D a escala (a veces muy costosa), no tendrían sentido.
Pamplonico. Si te puedes hacer de esa publicidad, estaría interesado en ver de que se trata exactamente.
Un saludo.
 :pirata: