Sobre cómo la física ayuda a batir records

Low-drag suit propels swimmers

High-friction - Speedo LZR Racer swimsuit - Credit: ANSYS IncCompetition in the pool at this month’s Beijing Olympics will be not only among world-class swimmers but also their swimsuits. Since its debut in February, the low-drag hydrophobic Fastskin LZR Racer swimsuit from Speedo International Ltd has had more than 44 world records broken in it; critics allege that the $600 «space-age» suit, in part developed by NASA scientists, gives its wearers an unfair boost in buoyancy and amounts to «technological doping.» The company claims a 5% decrease in drag over the previous model but no buoyancy increase, and the suit, along with competing models, has been approved for Olympic competition by FINA, the international swimming federation.

The LZR Racer is a descendant of the full-body swimsuit Speedo introduced in 2000 to mimic the viscous-drag-reducing denticles on a shark’s skin. The shark suit proved that surface-engineered synthetic materials can be made to have lower drag than a swimmer’s shaved skin. The next move for Speedo’s internal R&D unit was to form a team of external partners led by Barry Bixler, the late Honeywell Corp engineer and computational fluid dynamics (CFD) expert, to further cut the passive drag.

NASA aerospace engineer Stephen Wilkinson joined the team in 2005 after Bixler suggested that NASA’s aerodynamic testing of materials would provide valuable data for CFD simulations used to model the fluid flow profile around the swimmer–swimsuit system. Wilkinson measured the skin-friction coefficient of more than 60 fabrics in a low-speed wind tunnel with a cross section of 18 × 28 cm at the Langley Research Center’s flow physics and control branch. The results led Speedo to go with lightweight woven elastane-nylon as the base fabric of the LZR Racer.

A wind tunnel - Credit: NASA Langley/Sean SmithWith the new suit, Speedo abandoned denticles and turned its focus to minimizing form drag, which is due to body shape. «There is still debate as to what the primary source of drag is for a shark, but for a swimmer, it is primarily form drag,» says Amy Lang, an experimental fluid dynamicist at the University of Alabama. From CFD simulations and studies in a swimming flume, the researchers determined that total drag is reduced when low-drag polyurethane panels are inserted to compress the chest, upper thighs, and other areas of the swimmer’s body where form drag is most pronounced. «We spent a lot of time [on the previous model] drag testing anatomically accurate mannequins» in the flume, says David Pease, a biomechanist at the University of Otago in New Zealand. «This time around involved quite a bit more actual athlete testing in order to test differences in compression and support provided by the new suit.»

The Olympic-ready design of the swimsuit is based on three-dimensional volumetric body scans of some 400 elite swimmers and the results of tests with prototypes at the Australian Institute of Sport. Instead of being stitched together, the various segments of the swimsuit are bonded by ultrasonic acoustic vibrations—a first for swimwear. «It’s a complicated process to produce a fast swimsuit and that’s why it took [nearly] four years to produce the LZR Racer,» says Jason Rance, Speedo’s head of innovation.

Speedo’s external CFD expert, University of Nottingham fluid mechanist Hervé Morvan, says that the company’s R&D collaboration is already looking to reduce active drag in preparation for the 2012 London Olympics. FINA will no doubt face mounting pressure to address advances in swimwear innovation. Some competitive swimming enthusiasts wonder whether the sport is becoming more like drag racing or golf, in which equipment is often as important as human skill, while skeptics say drag-reducing technologies offer at best a psychological advantage for swimmers. But for a sport in which the difference between winning and losing is often on the order of a hundredth of a second, any reduction in resistance is appreciated, says Iowa State University exercise physiologist Rick Sharp, who leads Speedo’s external R&D team. «After the excitement dies down from the Olympic Games, what I hope the swimming community learns is that this suit has taught us that we stand far more to gain from drag reduction than we previously realized.»

Jermey N. A. Matthews

Portal Europeo para la Movilidad de Investigadores

Un servicio completamente promocionado por la Comisión Europea para la movilidad de investigadores de la Unión Europea.

The Portal is a one-stop shop for researchers seeking to advance their careers and personal development by moving to other countries.

The European Researcher’s Mobility Portal

Welcome to the European Researcher’s Mobility Portal, a joint initiative of the European Commission and the 34countries participating in the European Union’s Seventh Framework Programme for Research

The Portal is a one-stop shop for researchers seeking to advance their careers and personal development by moving to other countries. In addition to the information on training and jobs it provides, this electronic gateway is the entry point to a wealth of practical information on living, working and relaxing in the European countries involved, through the widening network of the national mobility portals complementing it (currently 31).

Three main types of information are available:

  • Fellowships/Grants
  • Research Job Vacancies
  • Practical Information

Search can be performed according to country, organisation, and research field.

Marie Curie funding and job opportunities are announced on this Portal too.

This Portal allows mobile researchers to post their CVs free of charge.

In addition to that, it is also a stress-free recruitment tool for academic institutions, private research organisations and public research bodies, both within and outside Europe. On it, indeed, they can view the CVs of top-notch researchers and publish their vacancies – all free of charge.

An increasing number of third-countries are also coming on-line, with Australia the latest to launch its own national mobility portal. More portals for non-European partner countries are in the pipeline.

The Portal also provides links to local ERA-MORE mobility centres, which assist researchers on a one-to-one basis before, during and after a training period abroad.

The electronic newsletter «Europe4Researchers» is also available on the Portal and keeps researchers, research institutions, universities and industry informed of the latest developments.

The current access to the different information providers is being permanently expanded and updated by the Members of the Steering Group Mobility in the 34 participating countries, by the European Commission – Directorate General for Research, and by other stakeholders within the research community and based on quality guidelines and principles defined in the commitment for Quality Assurance.

The project is managed by:

  • The European Commission
  • Directorate-General for Research
  • Directorate C «European Research Area: knowledge economy»

Dirk Pilat: Lo peor de la Ciencia en España

Dirk Pilat: Lo peor de la Ciencia en España es la fragmentación de recursos.
04/04/2007 José Manuel Nieves, ABC

Un buen rapapolvo. Eso es, en pocas palabras, lo que Dirk Pilat, director de la División de Política Científica y Tecnológica de la OCDE (Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos), ha echado a los responsables de cómo, cuánto y en qué se investiga en España. No se han salvado los políticos, pero tampoco las empresas, ni las universidades, ni siquiera los propios científicos. Con buenas palabras, eso sí, y reconociendo expresamente las buenas intenciones y las ganas de hacerlo mejor de casi todos. Pero sin pelos en la lengua y llamando al pan, pan, y al vino, vino.

En nuestro país, según el informe de la OCDE sobre investigación en España, dirigido por Pilat y presentado ante el secretario de Estado de Universidades e Investigación, Miguel Ángel Quintanilla, la productividad es escasa, la financiación pública a la investigación está fragmentada, las empresas gastan poco en I+D y el creciente compromiso de las Comunidades Autónomas con la Ciencia supone, en la práctica, la duplicación de muchos esfuerzos. Eso, por no hablar de la escasa movilidad de nuestros científicos, ni de la falta de objetivos de nuestras universidades, ni de su escasa capacidad para contratar a los mejores investigadores.

Durante los seis meses que se ha tardado en elaborar el informe, los expertos de la OCDE han «destripado» el sistema sobre el que está basada la ciencia en España. El propio Pilat explica sus principales conclusiones y recomendaciones.

Pregunta. ¿Qué es lo mejor y qué lo peor que ha visto en estos meses de trabajo?
Respuesta. Lo mejor es la ambición. Las ganas de hacer esfuerzos y de mejorar el sistema, que son las correctas. Lo malo es el punto de partida, que no es bueno. Y lo peor, sin duda, es la fragmentación, tanto en el reparto de los recursos como en la selección de las áreas en las que hay que poner un mayor esfuerzo. Existen muchas fuentes de financiación pública que aportan pequeñas cantidades. Y eso limita el tamaño de los proyectos. La financiación privada, por otra parte, es escasa. Y el capital riesgo muy limitado. Se hacen muchas cosas pero de manera fragmentaria y con muchas duplicidades.

P. ¿Cómo evitar eso en un país con diecisiete autonomías que, además, están gobernadas por partidos de diferente signo?
R. En esto no deben importar las ideologías. Lo que se juega es demasiado importante, y no puede hacerse si no se trabaja juntos. Puede que no sea fácil, pero hay que intentarlo. Y debe convertirse, para todos, en un objetivo crucial.

P. Otra carencia que subraya su informe es la poca colaboración con universidades y empresas…
R. Sí. El problema es que, hoy, España no cuenta con buenos instrumentos para conseguir esa colaboración. Los puentes, que los hay, son todavía muy débiles. No funcionan. Las oficinas de transferencia de tecnología no son suficientes. Y deberían poder llegar más lejos. La universidad se centra en el conocimiento y la empresa en el beneficio. El problema es que ambos no crecen al unísono.

P. ¿Y la cuestión de los científicos españoles que se marchan a otros países para no volver?
R. La fuga de cerebros es un problema de toda la UE. Y en España, donde hay muchos pequeños proyectos pero pocos grandes, los grupos de científicos están muy fragmentados. Por eso es difícil atraer de nuevo a los que se fueron. La movilidad es positiva, es bueno que salgan, pero también que regresen alguna vez.

P. ¿Por qué le cuesta tanto entrar al sector privado?
R. Porque en España hay muchas pymes. Y, en general, las únicas preocupaciones de las pymes son las de sobrevivir y crecer. No están interesadas en innovación, Sin embargo, esta percepción tiene que cambiar, si quieren mantenerse en el largo plazo. Y después, hemos detectado que las empresas no tienen fácil acceder a la información que necesitan sobre programas y fondos públicos. Y hay requisitos diferentes en comunidades diferentes. Se hace imprescindible una ventanilla única, que informe claramente de las ventajas y de los criterios. Y que esos criterios sean comunes.

P. ¿Y los científicos? ¿Es bueno el nivel de nuestros investigadores?
R. Ese es uno de los objetivos de una buena política científica. Seleccionar bien, buscar la excelencia, saber reducir fondos y estructuras donde haga falta y aumentarlas donde sea necesario. Una política adecuada es la que se basa en la selectividad. En España es necesario concentrar los fondos en proyectos concretos, y no dispersos, y que se seleccione bien a los científicos. El sistema debe elegir a los mejores. Es un reto para todos.

P. ¿Se invierte poco en España?
R. Cualquier incremento sería bueno, pero no de cualquier forma. Creo que en España se va en la dirección correcta. Pero hay que evaluar mucho más las políticas. Hay un límite en cuanto a lo rápido que se puede aumentar la financiación. Hay que aumentar primero el número de los investigadores. Y concentrarse en identificar la excelencia y los programas de investigación más adecuados.

José Manuel Nieves, ABC