Scienze

I movimenti caotici dei giocatori di calcio

In campo si spostano in modo simile alle particelle in un fluido vorticoso. Essere confinati in un perimetro rettangolare influenza il loro moto più degli schemi di gioco.

Forse gli allenatori non ne saranno entusiasti, ma i movimenti dei calciatori sul campo ricordano il moto caotico delle particelle in un fluido vorticoso. Immaginate di versare un po' di latte freddo in una tazza di te: sotto ai vostri occhi si creerà un vortice a spirale causato dalla formazione di aree di più alta e più bassa pressione, in cui le molecole si spostano più o meno velocemente.

Ingovernabili. Wouter Bos, ricercatore di dinamica dei fluidi presso l'École Centrale de Lyon (a Lione, in Francia) ha calcolato come le particelle nei flussi vorticosi si spostano nell'arco del tempo, e quanto impiegano a cambiare direzione. Quello della turbolenza è un problema molto sentito nelle applicazioni industriali: praticamente sempre, quando ci si muove nell'aria o nell'acqua, si assiste a una dispersione di energia causata da moti turbolenti.

L'inizio del caos. Se si considerano frazioni di tempo molto piccole, le particelle sembrano seguire una traiettoria retta e senza intoppi. Non appena però l'intervallo di tempo considerato si allunga, la mancanza di uniformità del fluido fa sì che le particelle inizino a cambiare direzione, con un'inclinazione media di 90 gradi (poiché i cambiamenti direzionali possibili vanno da 0 a 180 gradi).

elementi a confronto. Ma è quando si definisce la geometria dello spazio, che il moto si fa peculiare: confinando i fluidi in un contenitore rettangolare per un periodo di tempo sufficientemente esteso, le particelle in moto vorticoso cambiano direzione con un angolo medio di 120 gradi.

Per confermare che sia la forma dell'area e non il tipo di fluido a determinare questi movimenti, i ricercatori hanno applicato le stesse osservazioni ai giocatori impegnati in un match allo stadio di Nuremberg, in Germania. Il campo ha fatto le veci del contenitore rettangolare, gli atleti, delle particelle.

Schegge impazzite. Se sul breve periodo - per esempio durante un calcio di punizione - è stato difficile stabilire una traiettoria, nei lunghi intervalli i calciatori si sono comportati proprio come le particelle dei fluidi vorticosi: hanno cambiato direzione della corsa con angoli di 120 gradi, allargando i loro spostamenti per coprire il lato lungo e quello corto del campo.

È la forma che conta. In altre parole, trovarsi in un "recinto" rettangolare è più determinante - per comprendere il movimento - della natura del sistema stesso, o del fatto che nel caso dei calciatori, le traiettorie potrebbero essere parte di una strategia di gioco. La speranza è che la ricerca possa servire a comprendere le dinamiche di fluidi vorticosi più complicati di quelli osservati di domenica allo stadio.

21 giugno 2017 Elisabetta Intini
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